ITBO20060282A1

ITBO20060282A1 - Metodo e sitema di ausilio alla guida per un veicolo stradale

Info

Publication number: ITBO20060282A1
Application number: IT000282A
Authority: IT
Inventors: Giovanni Stefani
Original assignee: Ferrari Spa
Priority date: 2006-04-13
Filing date: 2006-04-13
Publication date: 2007-10-14
Also published as: EP2013584B1; WO2007119153A2; US20100017111A1; WO2007119153A3; US8260536B2; DE602007003970D1; EP2013584A2

Description

D E S C R I Z IO N E

del brevetto per invenzione industriale

SETTORE DELLA TECNICA

La presente invenzione è relativa ad un metodo e ad un sistema di ausilio alla guida per un veicolo stradale.

La presente invenzione trova vantaggiosa applicazione ad una automobile, cui la descrizione che segue farà esplicito riferimento senza per questo perdere di generalità.

ARTE ANTERIORE

Con il progresso dei sistemi elettronici, negli ultimi anni è costantemente aumentato il numero di informazioni che vengono fornite al guidatore di una automobile; di conseguenza, è sempre più sentita la necessità di organizzare e visualizzare le varie informazioni in modo tale che il guidatore possa ritrovare rapidamente tutte le informazioni che desiderata senza venire eccessivamente distratto dalla guida.

Il problema di visualizzare le informazioni senza distrarre eccessivamente il guidatore dalla guida è particolarmente sentito per i navigatori GPS che indicano il percorso da seguire sfruttando i dati forniti da un dispositivo di posizionamento satellitare; infatti, il guidatore tende a guardare continuamente lo schermo del navigatore GPS per vedere il percorso da seguire riducendo inevitabilmente la propria attenzione alla situazione del traffico con evidenti rischi di incidente. E' importante osservare che per guardare lo schermo del navigatore GPS il guidatore deve distogliere lo sguardo dalla strada; inoltre, il passaggio dalla strada allo schermo e viceversa non è istantaneo in quanto gli occhi del guidatore devono adattare la distanza focale e tale adattamento può essere particolarmente lento in soggetti anziani.

Per risolvere il sopra descritto problema è stato proposto di dotare i navigatori GPS di capacità vocali per cercare di comunicare vocalmente il percorso da seguire al guidatore,· tuttavia, l'efficacia di tali comunicazioni vocali è limitata ed il guidatore tende comunque a guardare lo schermo del navigatore GPS.

Per risolvere il sopra descritto problema è stato, inoltre, proposto di utilizzare un sistema HUD (Head Up Display) che proietta sul parabrezza dell'automobile una immagine elettronica contenente le informazioni sul percorso da seguire generate dal navigatore GPS; in questo modo, il guidatore può leggere le informazioni proiettate senza dovere distogliere lo sguardo dal parabrezza, cioè dalla strada.

Tuttavia, l'installazione di un sistema HUD in una automobile è molto costosa e quindi l'utilizzo di un sistema HUD è riservato solo ad un limitato numero di automobili di lusso. Infatti, un grosso problema che si verifica nell'installare un sistema HUD in una automobile è legato alle imperfezioni del parabrezza, in quanto tali imperfezioni non sono percepibili quando si osserva la strada attraverso il parabrezza, ma possono introdurre delle distorsioni inaccettabili nelle immagini proiettate. Di conseguenza, risulta necessario realizzare il parabrezza (che presenta una estensione elevata ed una forma curva particolarmente complessa) con delle specifiche costruttive molto rigide che conportando un notevole aumento dei costi e dei pezzi scartati .

Inoltre, durante la normale guida dell'automobile la testa del guidatore compie in continuazione piccoli spostamento sia verticali, sia orizzontali indotti dalle vibrazioni trasmesse dalla automobile stessa; tali spostamenti della testa del guidatore provocano un analogo spostamento negli occhi del guidatore. Di conseguenza, il guidatore deve continuamente inseguire con gli occhi la posizione della immagine proiettata sul parabrezza rendendo la visione di tale immagine poco confortevole .

DESCRIZIONE DELLA INVENZIONE

Scopo della presente invenzione è di fornire un metodo ed un sistema di ausilio alla guida per un veicolo stradale, i quali metodo e sistema siano esenti dagli inconvenienti sopra descritti e siano di semplice ed economica attuazione.

In accordo con la presente invenzione, vengono fom iti un metodo ed un sistema di ausilio alla guida per un veicolo stradale secondo quanto stabilito nelle rivendicazioni allegate.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:

• la figura 1 illustra una vista laterale e schematica di una automobile provvista di un sistema di ausilio alla guida realizzato secondo la presente invenzione;

• la figura 2 illustra una vista in pianta e schematica della automobile della figura 1 in una strada pubblica; e

• la figura 3 illustra una vista in pianta e schematica della automobile della figura 1 in un circuito .

FORME DI ATTUAZIONE PREFERITE DELL'INVENZIONE

Nella figura 1, è indicata con il numero 1 una automobile che avanza lungo una strada 2 presentante un manto 3 stradale.

L'automobile 1 è provvista di un sistema 4 di ausilio alla guida, il quale comprende un dispositivo 5 elettronico che genera delle informazioni di ausilio alla guida durante l'avanzamento dell'automobile 1 lungo la strada 2. Tipicamente, il dispositivo 5 elettronico ingloba o è collegato ad un navigatore GPS che indica il percorso da seguire per raggiungere una certa destinazione sfruttando i dati forniti da un dispositivo di posizionamento satellitare; di conseguenza, almeno parte delle informazioni fom ite dal dispositivo 5 elettronico sono relative al percorso da seguire. Ovviamente, il dispositivo 5 elettronico è in grado di elaborare qualunque tipo di informazioni di ausilio alla guida, ad esempio le informazioni relative all'automobile (velocità di avanzamento, numero di giri del motore, marcia correntemente inserita, avarie...) o allo stato del traffico.

Il sistema 4 di ausilio alla guida comprende un ulteriore dispositivo 6 elettronico, il quale riceve dal dispositivo 5 elettronico le informazioni generate dal dispositivo 5 elettronico stesso e converte tali informazioni in una successione di immagini 7 visualizzabili graficamente. Tipicamente, le immagini 7 vengono costruite utilizzando una matrice di punti.

Il dispositivo 6 elettronico pilota almeno un proiettore 8 laser, il quale è disposto nella porzione frontale dell'automobile l ed è tipicamente integrato all'interno di un gruppo ottico anteriore dell'automobile 1. Il proiettore 8 utilizzando una luce laser proietta l'immagine 7 fornita dal dispositivo 6 elettronico su di una porzione del manto 3 stradale disposta di fronte all'automobile 1 in modo da consentire ad un guidatore dell'automobile 1 la visione dell'immagine 7 stessa senza distogliere lo sguardo dalla strada 2.

Il sistema 4 di ausilio alla guida comprende un dispositivo 9 di compensazione per compensare i moti di cassa dell'automobile 1 in modo da stabilizzare l'immagine 7 proiettata dal proiettore 8.

Secondo una prima forma di attuazione, il proiettore 8 è montando flottante in un telaio dell'automobile 1 ed il dispositivo 9 di compensazione è di tipo passivo e conprende un elemento smorzatore meccanico interposto tra il telaio ed il proiettore 8; in questo modo, il proiettore 8 segue in modo rallentato i movimenti dell'automobile 1 e non risente in modo sensibile dei moti di cassa dell'automobile 1 stessa.

Secondo una seconda forma di attuazione, il dispositivo 9 di coirpensazione è di tipo attivo e comprende un sensore 10 che rileva i moti di cassa dell'automobile 1 ed un attuatore meccanico che è pilotato utilizzando il segnale fornito dal sensore 10 per applicare al proiettore 8 degli spostamenti di compensazione uguali e contrari ai moti di cassa dell'automobile 1.

Secondo una terza forma di attuazione illustrata nella figura 1, il dispositivo 9 di compensazione è di tipo attivo e comprende il sensore 10 che rileva i moti di cassa dell'automobile 1 ed un terzo dispositivo 11 elettronico che è pilotato utilizzando il segnale fornito dal sensore 10 e modifica l'immagine 7 in modo da applicare all'immagine 7 stessa degli spostamenti di coirpensazione uguali e contrari ai moti di cassa dell'automobile 1.

Secondo una possibile forma di attuazione, il proiettore 8 utilizza una luce avente una lunghezza d'onda determinata per proiettare l'immagine 7 su di una porzione del manto 3 stradale, ed un parabrezza 12 dell'automobile 1 viene trattato in modo da amplificare la visione della lunghezza d'onda utilizzata dal proiettore 8. In questo modo, il guidatore può vedere in modo ottimale l'immagine 7 senza dovere utilizzare per proiettare l'immagine 7 stessa una intensità luminosa eccessiva che potrebbe infastidire gli altri utenti della strada 2. Una alternativa più economica rispetto a trattare tutto il parabrezza 12 dell'automobile 1 è di fornire al guidatore degli occhiali (o delle lenti addizionali da montare su normali occhiali da vista) trattati in modo da amplificare la visione della lunghezza d'onda utilizzata dal proiettore 8.

Secondo una possibile forma di attuazione, il sistema 4 di ausilio alla guida comprende un ulteriore sensore 13 per rilevare la conformazione del manto 3 stradale disposto di fronte all'automobile 1, ed un dispositivo 14 elettronico per modificare l'immagine 7 in funzione della conformazione del manto 3 stradale disposto di fronte al automobile 1 in modo da adattare l'immagine 7 stessa alla conformazione del manto 3 stradale. In altre parole, l'utilizzo combinato del sensore 13 e del dispositivo 14 elettronico permette di tenere conto se il manto 3 stradale è in piano, in salita oppure in discesa. Secondo una possibile forma di attuazione, il sensore 13 potrebbe rilevare l'inclinazione rispetto all'orizzontale dell'automobile 1.

Secondo una possibile forma di attuazione, il sistema 4 di ausilio alla guida comprende un sensore 15 per rilevare se la strada 2 di fronte all'automobile 1 stradale è libera; il sensore 15 è collegato al proiettore 8, il quale proietta 1'immagine 7 sul manto 3 stradale di fronte all'automobile 1 solo se il manto 3 stradale stesso è libero. In questo modo, si evita di proiettare l'immagine 7 contro un altro veicolo che precede l'automobile 1; infatti, in questa situazione l'immagine 7 risulterebbe illeggibile e la sua proiezione potrebbe generare degli indesiderati riflessi che potrebbero infastidire il guidatore dell'automobile 1.

Secondo una possibile forma di attuazione, il sistema 4 di ausilio alla guida rileva una velocità di avanzamento dell'automobile 1 e modificare la distanza di proiezione dell'immagine 7 (cioè la distanza tra l'immagine 7 ed l'automobile 1) in funzione della velocità di avanzamento dell'automobile 1. In particolare, la distanza di proiezione dell'immagine 7 viene variata in modo direttamente proporzionale alla velocità di avanzamento dell'automobile 1, cioè tanto più è veloce l'automobile 1, tanto maggiore è la distanza di proiezione dell'immagine 7.

Secondo una possibile forma di attuazione, il sistema 4 di ausilio alla guida rileva un angolo di sterzatura dell'automobile 1 e modifica la posizione trasversale dell'immagine 7 in funzione dell'angolo di sterzatura dell'automobile 1.

Secondo quanto illustrato nella figura 2, l'automobile 1 percorre una strada 2 pubblica ed aperta al traffico e l'immagine 7 proiettata dal sistema 4 di ausilio alla guida comprende un ideogramma che indica la direzione da tenere per seguire il percorso desiderato. In questo caso, il dispositivo 5 elettronico acquisisce la destinazione dell'automobile 1, determina il percorso da seguire per raggiungere la destinazione, e genera l'informazione in modo da visualizzare graficamente sul manto 3 stradale disposto di fronte all'automobile 1 il percorso da seguire per raggiungere la destinazione. Oltre all'ideogramma, l'immagine 7 potrebbe anche comprendere una indicazione di distanza per segnalare la distanza alla quale deve venire eseguita l'indicazione fornita dall'ideogramma.

Secondo quanto illustrato nella figura 3, l'automobile 1 percorre un circuito chiuso al traffico e l'immagine 7 proiettata dal sistema 4 di ausilio alla guida comprende una traiettoria ideale da seguire per massimizzare la velocità di percorrenza del circuito. In questo caso, il dispositivo 5 elettronico determina la traiettoria ideale e genera l'informazione in modo da visualizzare graficamente sul manto 3 stradale disposto di fronte all'automobile 1 la traiettoria ideale. Tipicamente, l'immagine 7 comprende un linea che indica la traiettoria ideale. Oltre alla linea continua, l'immagine 7 potrebbe anche comprendere una segnalazione di un punto ottimale di frenata.

Il dispositivo 4 di ausilio alla guida sopra descritto presenta numerosi vantaggi, in quanto è di semplice ed economica implementazione e permette ad un guidatore dell'automobile 1 di visionare delle informazioni senza distogliere lo sguardo dalla strada 2.

Claims

R IV E N D I CA Z I O N I 1) Metodo di ausilio alla guida per un veicolo (1) stradale; il metodo comprende le fase di: generare almeno una informazione di ausilio alla guida durante l'avanzamento del veicolo (1) stradale lungo una strada (2) presentante un manto (3) stradale; e convertire l'informazione in una immagine (7) visualizzabile graficamente; il metodo è caratterizzato dal fatto di comprendere la fase di proiettare l'immagine (7) su di una porzione del manto (3) stradale disposta di fronte al veicolo (1) stradale in modo da consentire ad un guidatore del veicolo (l) stradale la visione dell'immagine (7) stessa senza distogliere lo sguardo dalla strada (2).
2) Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui la fase di generare l'informazione conprende le ulteriori fasi di: acquisire una destinazione del veicolo (1) stradale; determinare il percorso da seguire per raggiungere la destinazione; e generare l'informazione in modo da visualizzare graficamente sul manto (3) stradale disposto di fronte al veicolo (1) il percorso da seguire per raggiungere la destinazione .
3) Metodo secondo la rivendicazione 2, in cui 1'immagine (7) conprende un ideogramma che indica la direzione da tenere per seguire il percorso desiderato.
4) Metodo secondo la rivendicazione 3, in cui l'immagine (7) conprende una indicazione di distanza.
5) Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui la fase di generare l'informazione conprende le ulteriori fasi di: determinare una traiettoria ideale; e generare l'informazione in modo da visualizzare graficamente sul manto (3) stradale disposto di fronte al veicolo (1) la traiettoria ideale.
6) Metodo secondo la rivendicazione 5, in cui l'immagine (7) conprende un linea che indica la traiettoria ideale.
7) Metodo secondo la rivendicazione 5 o 6, in cui l'immagine (7) conprende un punto ottimale di frenata.
8) Metodo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 7, in cui la fase di proiettare l'immagine (7) su di una porzione del manto (3) stradale conprende la ulteriore fase di conpensare i moti di cassa del veicolo (1) stradale in modo da stabilizzare l'immagine (7) stessa.
9) Metodo secondo la rivendicazione 8, in cui la fase di conpensare i moti di cassa del veicolo (1) stradale prevede una compensazione passiva che viene realizzata montando flottante in un telaio del veicolo (1) stradale un proiettore (8) che proietta l'immagine (7) ed interponendo tra il telaio ed il proiettore (8) un elemento smorzatore meccanico.
10) Metodo secondo la rivendicazione 8, in cui la fase di compensare i moti di cassa del veicolo (1) stradale prevede una compensazione attiva che viene realizzata rilevando i moti di cassa del veicolo (1) stradale ed applicando fisicamente ad un proiettore (8) che proietta l'immagine (7) degli spostamenti di compensazione uguali e contrari ai moti di cassa del veicolo (1) stradale.
11) Metodo secondo la rivendicazione 8, in cui la fase di conpensare i moti di cassa del veicolo (1) stradale prevede una compensazione attiva che viene realizzata rilevando i moti di cassa del veicolo (1) stradale e modificando l'immagine (7) in modo da applicare all'immagine (7) stessa degli spostamenti di compensazione uguali e contrari ai moti di cassa del veicolo (1) stradale.
12) Metodo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 11, in cui la fase di proiettare l'immagine (7) su di una porzione del manto (3) stradale conprende l'ulteriore fase di utilizzare un proiettore (8) laser che emette una luce laser.
13) Metodo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 12, in cui l'immagine (7) proiettata sul manto (3) stradale viene costruita utilizzando una matrice di punti.
14) Metodo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 13, in cui l'immagine (7) viene proiettata su di una porzione del manto (3) stradale utilizzando una luce avente una lunghezza d'onda determinata, ed un parabrezza (12) del veicolo (1) stradale viene trattato in modo da amplificare la visione della lunghezza d'onda utilizzata per proiettare l'immagine (7).
15) Metodo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 13, in cui l'immagine (7) viene proiettata su di una porzione del manto (3) stradale utilizzando una luce avente una lunghezza d'onda determinata, ed un guidatore del veicolo (1) stradale viene dotato di occhiali trattati in modo da amplificare la visione della lunghezza d'onda utilizzata per proiettare l'immagine (7) .
16) Metodo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 15, in cui la fase di proiettare l'immagine (7) su di una porzione del manto (3) stradale comprende le ulteriori fasi di: rilevare la conformazione del manto (3) stradale disposto di fronte al veicolo (1) stradale; e modificare l'immagine (7) in funzione della conformazione del manto (3) stradale disposto di fronte al veicolo (1) stradale per adattare l'immagine (7) stessa alla conformazione del manto (3) stradale.
17) Metodo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 16, in cui un proiettore (8) che proietta l'immagine (7) è disposto all'interno di un gruppo ottico anteriore del veicolo (1) stradale.
18) Metodo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 17 e conprendente le ulteriori fasi di: rilevare se la strada (2) di fronte al veicolo (1) stradale è libera; e proiettare l'immagine (7) sul manto (3) stradale di fronte al veicolo (1) solo se il manto (3) stradale stesso è libero.
19) Metodo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 18 e comprendente le ulteriori fasi di: rilevate una velocità di avanzamento del veicolo (1) stradale; e modificare la distanza di proiezione dell'immagine (7) in funzione della velocità di avanzamento del veicolo (1) stradale.
20) Metodo secondo la rivendicazione 19, in cui la distanza di proiezione dell'immagine (7) viene variata in modo direttamente proporzionale alla velocità di avanzamento del veicolo (1) stradale.
21) Metodo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 20 e conprendente le ulteriori fasi di: rilevate un angolo di sterzatura del veicolo (1) stradale; e modificare la posizione trasversale dell'immagine (7) in funzione dell'angolo di sterzatura del veicolo (1) stradale.
22) Sistema (4) di ausilio alla guida per un veicolo (1) stradale; il sistema (4) comprende: un primo dispositivo (5) elettronico per generare almeno una informazione di ausilio alla guida durante l'avanzamento del veicolo (1) stradale lungo una strada (2) presentante un manto (3) stradale; ed un secondo dispositivo (6) elettronico per convertire l'informazione in una immagine (7) visualizzabile graficamente il sistema (4) è caratterizzato dal fatto di conprendere un proiettore (8) per proiettare l'immagine (7) su di una porzione del manto (3) stradale disposta di fronte al veicolo (1) stradale in modo da consentire ad un guidatore del veicolo (1) stradale la visione dell'immagine (7) stessa senza distogliere lo sguardo dalla strada (2).
23) Sistema (4) secondo la rivendicazione 22 e comprendente un dispositivo (9) di compensazione per compensare i moti di cassa del veicolo (1) stradale in modo da stabilizzare l'immagine (7) proiettata dal proiettore (8).
24) Sistema (4) secondo la rivendicazione 23, in cui il proiettore (8) è montando flottante in un telaio del veicolo (1) stradale; il dispositivo (9) di compensazione è di tipo passivo e comprende un elemento smorzatore meccanico interposto tra il telaio ed il proiettore (8).
25) Sistema (4) secondo la rivendicazione 23, in cui il dispositivo (9) di compensazione è di tipo attivo e comprende un primo sensore (10) che rileva i moti di cassa del veicolo (1) stradale ed un attuatore meccanico che applica al proiettore (8) degli spostamenti di compensazione uguali e contrari ai moti di cassa del veicolo (1) stradale.
26) Sistema (4) secondo la rivendicazione 23, in cui il dispositivo (9) di compensazione è di tipo attivo e comprende un primo sensore (10) che rileva i moti di cassa del veicolo (1) stradale ed un terzo dispositivo (11) elettronico che modifica l'immagine (7) in modo da applicare all'immagine (7) stessa degli spostamenti di compensazione uguali e contrari ai moti di cassa del veicolo (1) stradale.
27) Sistema (4) secondo una delle rivendicazioni da 22 a 26, in cui il proiettore (8) è un proiettore laser che emette una luce laser.
28) Sistema (4) secondo una delle rivendicazioni dà 22 a 27, in cui il proiettore (8) utilizza una luce avente una lunghezza d'onda determinata per proiettare l'immagine (7) su di una porzione del manto (3) stradale; ed un parabrezza (12) del veicolo (1) stradale viene trattato in modo da amplificare la visione della lunghezza d'onda utilizzata per proiettare l'immagine (7).
29) Sistema (4) secondo una delle rivendicazioni da 22 a 27, in cui il proiettore (8) utilizza una luce avente una lunghezza d'onda determinata per proiettare l'immagine (7) su di una porzione del manto (3) stradale; ed il sistema (4) comprende per un guidatore del veicolo (1) stradale degli occhiali trattati in modo da amplificare la visione della lunghezza d'onda utilizzata per proiettare l'immagine (7).
30) Sistema (4) secondo una delle rivendicazioni da 22 a 29, e conprendente un secondo sensore (13) per rilevare la conformazione del manto (3) stradale disposto di fronte al veicolo (1) stradale; ed un quarto dispositivo (14) elettronico per modificare l'immagine (7) in funzione della conformazione del manto (3) stradale disposto di fronte al veicolo (1) stradale per adattare l'immagine (7) stessa alla conformazione del manto (3) stradale.
31) Sistema (4) secondo una delle rivendicazioni da 22 a 30, in cui il proiettore (8) è disposto all'i di un gruppo ottico anteriore del veicolo (1) stradale.
32) Veicolo (1) stradale provvisto del dispositivo di ausilio alla guida realizzato secondo una delle rivendicazioni da 22 a 31.