本发明涉及一种路况提示系统、方法及车辆，属于汽车主动安全领域。
背景技术：
传统的汽车信号灯具有示廓、制动提醒、转向提醒、倒车提醒和雾天恶劣天气警示等保障行车安全的预警功能，在正常交通状况和天气条件下基本可保证行车安全。
随着汽车保有量的上升，道路状况变得更为拥挤和复杂，驾驶人员即便保持良好的驾驶风格也无法完全避免由于其他交通参与者的失误对己方造成的安全威胁，有必要通过安全增强型的信号灯提前预警来有效避免因不良驾驶习惯/风格所带来的行车安全隐患。
当前，用来表示汽车异常状况或行车状态变化的汽车信号灯主要有黄光危险警告信号灯以及红光紧急制动灯，其可指代“车辆发生异常”，“视线状况不佳正在谨慎缓慢行驶”等多种状况，但由于表现形式相对单一，仅以灯光颜色进行不同警示含义的区分，容易造成理解歧义，当交通参与者误解时，极易发生行车安全事故。
特别地，当本车在行驶过程中遇到前方突然变成有碍正常通行的不利的特殊路况和/或警示点时，如前方突然严重拥堵等，更严重地，拥堵还可能发生在急弯道处等，此时，为了安全起见，一般需要进行急刹车和/或急转弯，但这样操作会使后车猝不及防，本车具有被相邻车道或本车道后车追尾的风险，顾此失彼。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种路况提示系统、方法及车辆，在本车遇到前方突现不利路况时，在采取紧急应对措施前以图文并茂的形式向后车明确传达不利路况提示信息，使后车司机无歧义地获取本车驾驶意图后及时采取安全防范措施，有效防止发生追尾事故，提高行车安全性。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种路况提示系统，包括交互控制模块和灯端执行模块；所述交互控制模块用于实时监测前方路况，并基于该前方路况生成用于提示后车的交互式提示图像；所述灯端执行模块用于向后车图文并茂地显示所述交互式提示图像，以实时地向其提示前方路况。
进一步地，所述交互控制模块包括：感知单元，用于获取前方路况；信息采集单元，用于采集由所述感知单元获得的前方路况；交互控制单元，用于基于所述信息采集单元传送过来的前方路况生成所述交互式提示图像；图像输出单元，用于将所述交互式提示图像传输至所述灯端执行模块。
进一步地，所述灯端执行模块包括：图像采集单元，用于接收所述交互式提示图像；像素分发单元，用于根据信号灯的像素布局将所述交互式提示图像分解成所述信号灯的各像素的亮度值；信号灯，所述信号灯包括多个驱动单元及多个多像素的发光元件阵列；各所述驱动单元与各所述发光元件阵列一一对应电连接，各所述驱动单元基于各所述亮度值点亮各所述发光元件阵列的各像素。
进一步地，所述前方路况包括急弯道、连续弯道、陡坡、前方变窄、前方车道减少、前方拥堵、前方学校、前方村庄、前方施工和前方限速。
进一步地，所述发光元件阵列包括多个独立发光单元，所述独立发光单元为自发光led芯片、自发光led芯片与光学零件的组合及液晶显示器中的一种；其中，所述自发光led芯片与光学零件的组合中，自发光led芯片发出的光通过光学零件调节照射亮度和照射范围。
进一步地，所述光学零件为透镜、聚光器和内配光镜中的一种。
本发明第二方面提供一种路况提示方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)获取前方路况；(2)根据所述前方路况生成交互式提示图像，并向后车图文并茂地显示所述交互式提示图像，以实时地向其提示前方路况。
进一步地，所述前方路况包括急弯道、连续弯道、陡坡、前方变窄、前方车道减少、前方拥堵、前方学校、前方村庄、前方施工和前方限速。
进一步地，所述前方路况信息通过图像采集系统获取或从导航地图中提取。
发明第三方面提供一种车辆，包括第一方面任一技术方案所述的路况提示系统，并适于通过所述路况提示系统执行第二方面任一技术方案所述的路况提示方法。
通过本发明的上述技术方案，实时监测前方路况，利用阵列式信号灯显示表示前方路况的交互式提示图像，向后车图文并茂地传达诸如“前方拥堵”、“急弯道”、“限速60”的前方路况提示信息，带有明确含义的图形提示意图明确，带有文字的图形警示含义更加明确，可有效避免由于后车司机的认知偏差所造成的理解歧义，使后车司机及时获悉前方突现的有碍正常通行的不利的特殊路况和/或警示点，能在看到提示信息后第一时间采取制动等安全防范措施，将其与本车追尾的风险扼杀在萌芽状态，大大增强行车安全性，提高了汽车的主动安全性能。
本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
图1为本发明系统一实施例的原理框图；
图2为本发明系统另一实施例的原理框图；
图3为本发明系统一实施例中单个发光元件阵列的结构示意图；
图4为本发明系统一实施例中多个发光元件阵列组合的结构示意图；
图5为本发明系统或方法一实施例中的交互式提示图像的示例图一；
图6为本发明系统或方法一实施例中的交互式提示图像的示例图二；
图7为本发明系统或方法一实施例中的交互式提示图像的示例图三；
图8为本发明系统或方法一实施例中的交互式提示图像的示例图四；
图9为本发明方法一实施例的流程图。
附图标记说明
光源1；聚光器2；连接板3。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
如图1所示，本发明路况提示系统的一个实施例，包括交互控制模块和灯端执行模块；所述交互控制模块用于实时监测前方路况，并基于该前方路况生成用于提示后车的交互式提示图像；所述灯端执行模块用于向后车图文并茂地显示所述交互式提示图像，以实时地向其提示前方路况。交互控制模块实时监测前方是否具有妨碍车辆正常通行的特殊路况，具体地，特殊路况包括急弯道、连续弯道、陡坡、前方变窄、前方车道减少、前方拥堵、前方学校、前方村庄、前方施工和前方限速等，本车在行驶过程中如遇到前方突现这些特殊路况的其中之一时，交互控制模块基于该具体的特殊路况信息生成用于提示后车的交互式提示图像，并通过灯端执行模块向后车图文并茂地显示该交互式提示图像，使后车司机及时获悉前方突现的有碍正常通行的不利的特殊路况，能在看到提示信息后第一时间采取制动等安全防范措施，将其与本车追尾的风险扼杀在萌芽状态，大大增强行车安全性，提高了汽车的主动安全性能。该交互式提示图像所显示的信息具有明确的含义，旨在提示后车：本车的前方突现特殊路况，本车即将采取急刹车等紧急避撞措施，请你采取诸如减速等预防措施，以防追尾本车。由此可见，在本车采取急刹车等紧急操作前提前给后车预留了反应时间，防止后车措手不及。后车司机看到交互式提示图像后，也采取相应的减速避撞措施，这样，基本能使后车与本车同步采取避撞措施，在短时间内将车速降至安全区间，有效避免交通事故。
具体地，如图2所示，所述交互控制模块包括：感知单元，用于获取前方路况，具体地，感知单元包括摄像头和图像处理单元，摄像头拍摄图像，图像处理单元检测、提取并识别图像中的道路交通标志；信息采集单元，用于采集由所述感知单元获得的前方路况，或者通过can等车身总线采集来自中控的导航地图中集成的前方道路的限速信息和特殊道路信息；交互控制单元，用于基于所述信息采集单元传送过来的前方路况生成所述交互式提示图像；图像输出单元，用于将所述交互式提示图像传输至所述灯端执行模块。
具体地，如图2所示，所述灯端执行模块包括：图像采集单元，用于接收所述交互式提示图像；像素分发单元，用于根据信号灯的像素布局将所述交互式提示图像分解成所述信号灯的各像素的亮度值；信号灯，所述信号灯包括多个驱动单元及多个多像素的发光元件阵列；各所述驱动单元与各所述发光元件阵列一一对应电连接，各所述驱动单元基于各所述亮度值点亮各所述发光元件阵列的各像素。图2中，有n个驱动单元和n个发光元件阵列，一个驱动单元对应一个发光元件阵列，每个驱动单元具有m路控制信号输出端，m的具体数值与该对应的发光元件阵列中独立发光单元的数量相同，一路控制信号控制一个独立发光单元。
具体地，所述发光元件阵列包括多个独立发光单元，所述独立发光单元为自发光led芯片、自发光led芯片与光学零件的组合及液晶显示器中的一种；其中，所述自发光led芯片与光学零件的组合中，自发光led芯片发出的光通过光学零件调节照射亮度和照射范围；其中，所述光学零件为透镜、聚光器和内配光镜中的一种。如图3所示，发光元件阵列包括9个独立发光单元，按三行三列排布，每个独立发光单元包括光源1和聚光器2，各独立发光单元之间通过连接板3连接成一个矩阵式发光元件阵列，光源1可选择led。在该实施例中，led发出的光经聚光器2射出，具体地，聚光器2包括入射面、导光柱、出光柱和出射面，led发出的光经入射面依次进入导光柱和出光柱，最终由出射面射出。led发出的光经聚光器2进行光学处理后可以聚焦于固定区域，并提供足够的亮度，使后车司机在较远的距离就可轻松辨识。作为一种替代方案，根据实际使用环境，聚光器2可替换为透镜或内配光镜，该二者均可将led发出的光聚焦于固定区域，并提供足够的亮度。光源1发光的颜色可预先设置，或选用多色光源，根据实际需要进行现场控制选择。
实际的信号灯包括多个如图3所示的发光元件阵列，即是由多个发光元件阵列(可视为小阵列)组成的阵列(可视为大阵列)，如图4所示，为由四个小阵列组成的大阵列，总共有36个独立发光单元。假使图4所示的大阵列构成完整的信号灯显示单元，需要显示“慢”这个字，则需该大阵列中的下列独立发光单元同时点亮(左为第一列，上为第一行)：第一列第三行，第二列所有，第三列第四行，第四列之第一、二、三、四、六行，第五列之第一、二、三、四、五行和第六列之第一、二、三、四、六行，即这些需要点亮的独立发光单元与“慢”字具有对应关系，该对应关系预先存储在像素分发单元中，实际需要显示“慢”字时，直接调用像素分发单元中的该对应关系进行分配和定位相应的独立发光单元即可，像素分发单元的信号输出端电连接至各驱动单元，只需使能与该独立发光单元电连接的驱动单元的相应一路控制信号输出端即可达到点亮该独立发光单元的目的。
需要说明的是，信号灯的发光形式不限，包括但不限于闪烁、动画和静止图像。
作为一种替换，图3和图4中的独立发光单元可为自发光led芯片或液晶显示器，这两种独立发光单元的控制模式与上述自发光led芯片与光学零件组合形式的独立发光单元相同，实现的显示功能也相同，只是最终显示的图像亮度和清晰度有所差异，此处不再赘述。
具体地，所述交互式提示图像包括文字部分和/或图形部分；其中，所述文字部分包括“前方拥堵”或“减速慢行”或其简略表达，如“堵”、“慢”等；所述图形部分包括提示标志。实际使用时，该交互式提示图像可以只有文字部分；也可以只有图形部分，如图5-8所示；也可以同时具有文字部分和图形部分。当然，图形并不限于图示的，可以是任何具有明确含义的提示符号。
为了起到显著的警示效果，文字部分和/或图形部分的显示方式包括但不限于下面的形式：
1、闪烁效果，闪烁的频率可以任意调整。
2、变节奏闪烁效果，快慢频率的闪烁可以任意组合形成一个变节奏闪烁效果，例如3次快闪后长灭一段时间作为一个显示周期，或3次快闪3次慢闪作为一个显示周期。
3、呼吸效果/淡入淡出效果，一个呼吸周期的4个过程时间都可以分别调整，包括图标逐渐显现的时间、图标常亮的时间、图标逐渐消失的时间以及图标常灭的时间。
4、自适应更改动态变化频率，针对上述各种闪烁或者呼吸的效果，可以根据警示紧急级别自适应调整闪烁的快慢，比如非常紧急的警示可以采用快频率闪烁，警示相对不是很紧急的情况下可以自适应调整为慢频率闪烁。
5、流水效果，图像按照规定方向逐渐出现/消失的效果。
6、动画效果，比如小人跑步的动画效果、图像旋转/放大/缩小的效果等。
7、立体/3d效果。
如图9所示，本发明的路况提示方法的一个实施例，包括如下步骤：s101判断是否感知到前方的特殊路况或限速标识牌，或者判断来自导航地图的特殊路况或限速值是否有效；若是，则继续到步骤s102，若否，则重复步骤s101；s102生成交互式提示图像，并向后车图文并茂地显示该交互式提示图像。不断循环上述步骤。
具体地，当步骤s101检测到本车前方具有特殊路况或限速标识牌时，或者取自导航地图的特殊路况或限速值有效时，立即生成交互式提示图像，并向后车图文并茂地显示该交互式提示图像。如图5-8所示，向后车图文并茂地传达诸如“前方变窄”、“前方连续弯道”、“前方连续下坡”和“前方限速60km/h”的提示信息，图形提示含义明确，可有效避免由于后车司机的认知偏差所造成的理解歧义，使后车司机能在看到提示信息后第一时间采取制动等安全防范措施，将交通事故的风险扼杀在萌芽状态，大大增强行车安全性，提高了汽车的主动安全性能。
本发明车辆的实施例中，可以包括上述本发明路况提示系统的任一实施例，并可执行上述本发明路况提示方法的任一实施例，且具有上述任一实施例所具有的技术效果或优点，此处不再赘述。这些车辆明显比只有传统信号灯的车辆具有更高的主动安全性，可将提示系统与传统信号灯进行整合，信号灯整体的体积不会变大，主动安全功能却有较大的提升。
以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。
1.一种路况提示系统，其特征在于，包括交互控制模块和灯端执行模块；所述交互控制模块用于实时监测前方路况，并基于该前方路况生成用于提示后车的交互式提示图像；所述灯端执行模块用于向后车图文并茂地显示所述交互式提示图像，以实时地向其提示前方路况。
2.根据权利要求1所述的路况提示系统，其特征在于，所述交互控制模块包括：
感知单元，用于获取前方路况；
信息采集单元，用于采集由所述感知单元获得的前方路况；
交互控制单元，用于基于所述信息采集单元传送过来的前方路况生成所述交互式提示图像；
图像输出单元，用于将所述交互式提示图像传输至所述灯端执行模块。
3.根据权利要求2所述的路况提示系统，其特征在于，所述灯端执行模块包括：
图像采集单元，用于接收所述交互式提示图像；
像素分发单元，用于根据信号灯的像素布局将所述交互式提示图像分解成所述信号灯的各像素的亮度值；
信号灯，所述信号灯包括多个驱动单元及多个多像素的发光元件阵列；各所述驱动单元与各所述发光元件阵列一一对应电连接，各所述驱动单元基于各所述亮度值点亮各所述发光元件阵列的各像素。
4.根据权利要求1所述的路况提示系统，其特征在于，所述前方路况包括急弯道、连续弯道、陡坡、前方变窄、前方车道减少、前方拥堵、前方学校、前方村庄、前方施工和前方限速。
5.根据权利要求3所述的路况提示系统，其特征在于，所述发光元件阵列包括多个独立发光单元，所述独立发光单元为自发光led芯片、自发光led芯片与光学零件的组合及液晶显示器中的一种；其中，所述自发光led芯片与光学零件的组合中，自发光led芯片发出的光通过光学零件调节照射亮度和照射范围。
6.根据权利要求6所述的路况提示系统，其特征在于，所述光学零件为透镜、聚光器和内配光镜中的一种。
7.一种路况提示方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)获取前方路况；
(2)根据所述前方路况生成交互式提示图像，并向后车图文并茂地显示所述交互式提示图像，以实时地向其提示前方路况。
8.根据权利要求7所述的路况提示方法，其特征在于，所述前方路况包括急弯道、连续弯道、陡坡、前方变窄、前方车道减少、前方拥堵、前方学校、前方村庄、前方施工和前方限速。
9.根据权利要求7或8所述的路况提示方法，其特征在于，所述前方路况信息通过图像采集系统获取或从导航地图中提取。
10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的路况提示系统，并适于通过所述路况提示系统执行权利要求7-9任一项所述的路况提示方法。
技术总结