路面上的短期不平度的檢測的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明通常涉及一種在車輛下的路面狀況的估計并且例如涉及用于估計在車輛 下的路面狀況的系統(tǒng)、方法以及計算機程序產品。
[0002] 更具體地，本發(fā)明涉及一種用于估計在車輛下的路面狀況的方法、系統(tǒng)以及計算 機程序產品。
【背景技術】
[0003] 現代汽車包括電子控制系統(tǒng)或車輛處理系統(tǒng)，例如牽引力控制系統(tǒng)（traction control system，TCS)、電子穩(wěn)定程序（Electronic Stability Program，ESP)、主動懸架系 統(tǒng)或防抱死制動系統(tǒng)(Anti-lock braking system，ABS)。除了這些主動控制系統(tǒng)之外，還 存在車輛駕駛員安全信息系統(tǒng)，例如，道路摩擦指示器和無傳感器輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)，例如 間接式胎壓監(jiān)測系統(tǒng)（indirect tire pressure monitoring system，iTPMS)，其將關于駕 駛狀況的信息呈現給駕駛員。
[0004] 所有的上述系統(tǒng)受益于關于大量的估計或測量的車輛性能參數的知識，所述參數 例如輪胎氣壓、輪胎縱向剛度、環(huán)境溫度、輪胎溫度、輪共振頻率、承載的車輛荷載、同時考 慮的輪胎半徑變化以及依賴速度的輪振動。
[0005] 對關于實際路面狀況的知識(還被稱為道路質量)是感興趣的。例如關于某些路段 的路面狀況信息例如可對于官方(例如，運輸部）以用于維護的目的、以及對于想要計劃其 路線并且找到從點A到達點B的最舒適的路途的旅行者是有用的。
[0006] 例如，基于路面狀況信息，可以檢測到路面的異常情況，該異常情況當未被報導時 可能引起車輛的磨損或駕駛較不舒服以及車輛的不可控制性或引起事故。
[0007] 還有，關于路面狀況的知識可以用于車輛的電子控制系統(tǒng)?，F代車輛包括電子控 制系統(tǒng)，例如，防抱死制動系統(tǒng)(ABS)、動態(tài)穩(wěn)定系統(tǒng)、防尾旋系統(tǒng)(anti-spin system)以及 牽引力控制系統(tǒng)。除了這些主動控制系統(tǒng)，還存在駕駛員安全信息系統(tǒng)，例如，道路摩擦指 示器和無傳感器輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)，其將關于駕駛狀況的信息呈現給駕駛員。該系統(tǒng)可以 受益于關于在車輛下的路面狀況的知識，以便考慮當前的車輛目前運行(或將要運行）的道 路的實際路面狀況以優(yōu)化系統(tǒng)性能（例如，關于適應于制動力和/或制動間隔）。例如，在具 有主動減震系統(tǒng)的車輛中，關于路面狀況的信息可以用于預設定/調節(jié)懸架的剛度。這樣， 在被駕駛員視為高低不平的短路段、礫石路、坑洼路、減速帶、"隱身警察"或類似物上行進 可以使得對于駕駛員/乘客更為舒適并且可以對討論中的車輛帶來較少的損壞。
[0008] 獲得關于路面狀況的信息的已知方法利用運用了 GPS信息的基于智能手機的應 用，由車輛安裝攝像機拍攝圖像以及激光傳感器掃描路面。該方法需要通常非車輛的一部 分的附加的組件。

【發(fā)明內容】

[0009] 本發(fā)明的目的是提供以改進的方式并且通過已經包括在車輛中的組件而獲得的 關于路面狀況的信息。
[0010] 本發(fā)明的另一目的是提供一種對在駕駛車輛下的道路的短期不平度 (irregularity)的改進檢測，所述短期不平度例如坑洼路、減速帶以及其它被駕駛員視為 高低不平的短路段。
[0011] 考慮到上述目的，本發(fā)明提供了根據獨立權利要求的方法、系統(tǒng)和計算機程序產 品。優(yōu)選的實施方式限定在從屬權利要求中。
[0012]通常，本發(fā)明的方法、系統(tǒng)和計算機程序產品的目的是收集并且分配最新的路面 狀況信息，例如以便改進交通安全。
[0013] 所收集的信息可以經由通信網絡從車輛分配到中央服務器和/或其它車輛。為此， 例如，可以使用車對基礎設施系統(tǒng)、車對車系統(tǒng)或能夠在車輛之間和/或在車輛和交通基礎 設施操作者之間通過通信網絡直接進行信息通信的任何其它輔助系統(tǒng)。
[0014] 車輛可以被用作探測器并且基于由車輛中的傳感器收集的信息計算路面狀況信 息。特別地，這意味著車輛可以能夠基于其通過自身的傳感器收集到的信息而告知其它車 輛或道路使用者關于路面狀況和交通狀況。該信息還可以被提供給交通基礎設施。
[0015] 本發(fā)明的實施方式解決了以下問題：當未被報告時如何檢測到可能引起車輛的磨 損、駕駛較不舒適以及車輛的不可控性或事故的路面異常情況?？梢员粰z測到的路面狀況 包括但不限于起伏不平的道路/礫石路、坑洼路、"隱藏警察"、減速帶以及其它被駕駛員視 為起伏不平的短路段。
[0016] 本發(fā)明的方法、系統(tǒng)和計算機程序產品實施方式是有利的，這因為不需要附加的 傳感器安裝在車輛內部以便確定路面狀況。而且，當路面狀況預先為車輛已知時，任何主動 懸架系統(tǒng)的設定可以相應地被設定。
[0017]與確定的路面狀況相關的信息可以與其它路面狀況信息在連接至車對基礎設施 系統(tǒng)、車對車系統(tǒng)或能夠在車輛之間和/或在車輛和交通基礎設施操作者之間通過通信網 絡直接進行信息通信的任何其它駕駛員輔助系統(tǒng)的基于云服務的后臺上和/或中央駕駛員 輔助系統(tǒng)上融合，以建立當前路面狀況的地圖或其它說明。
[0018] 從以下的實施方式和其附圖的詳盡說明中，其它特征在所公開的方法和系統(tǒng)中是 明顯的并且為本領域的技術人員顯而易見。
【附圖說明】
[0019] 現在，本發(fā)明的實施方式通過示例和通過參考附圖將進行說明，其中：
[0020] 圖1A為根據多個實施方式的系統(tǒng)的示意圖，所述系統(tǒng)包括在具有表面擾動（"隆起 物"）的道路上駕駛的車輛；
[0021] 圖1B為根據多個實施方式的系統(tǒng)的示意圖，所述系統(tǒng)包括一個或多個車輛、通信 網絡和中央系統(tǒng)后臺單兀；
[0022] 圖2為輪速傳感器的實施方式的示意圖；
[0023] 圖3為根據實施方式的方法的流程圖；
[0024]圖4A為顯示了根據實施方式的兩個記錄(registration)之間的時間差如何圍繞 用于駕駛車輛的輪的線性估計的趨勢而振蕩的測量的標繪圖；
[0025]圖4B為顯示了根據實施方式的輪速的兩個記錄之間的時間差的方差的標繪圖；
[0026] 圖4C為顯示了決定數量的示例的標繪圖；
[0027] 圖5A顯示了當在短期不平度上駕駛時利用前軸高度傳感器和后軸高度傳感器而 獲得的示例性軸高度信號的兩個標繪圖；
[0028]圖5B顯示了呈現圖5A中的軸高度信號的方差的標繪圖。
【具體實施方式】
[0029] 因此，本發(fā)明的通常的目的是提供一種改進的方法和設備，其通過組合從車輛中 已經存在的傳感器而獲得的傳感器信號，能夠通過檢測短期不平度而更精確地確定地面狀 況。
[0030] 根據本發(fā)明，在車輛下的道路上的短期不平度通過利用以下信息來檢測：來自一 個或多個傳感器的指示車輛的至少第一車輪的依時間振蕩的信息和來自一個或多個傳感 器的指示車輛底盤的依時間豎直運動的信息。
[0031]總之，檢測在駕駛車輛下的短期不平度和還可能的確定在駕駛車輛下的路面狀況 可以基于以下組合:一方面，響應于當前路面(例如，道路顛簸或不平坦），指示了一方面在 車輪的輪處的振蕩信號（例如，輪速信號中的振蕩）的依時間的行為的傳感器數據;并且另 一方面，指示了車輛底盤(例如，輪軸和底盤之間的距離或輪上的特定點和底盤之間的距 離)的依時間的豎直運動的傳感器數據。
[0032] 通過該信息的組合，可以檢測到路面上的短期不平度。例如，該信息組合能夠檢測 具有平滑邊緣(而非尖銳邊緣）的傳感器數據的短期不平度。而且，本發(fā)明還提高了對具有 尖銳邊緣的短期不平度的檢測。
[0033] 用于振蕩信號的依時間行為的方差的原因可以為任何道路特征。道路特征可以被 視為道路的表面的一部分或道路上的一部分，并且包括例如洼穴、瀝青紋理、小石頭、隆起 物等。這些道路特征經由輪胎與道路的接觸而引起輪胎振蕩。在特定的輪處引起的改變導 致了各個傳感器信號的特定的依時間的行為。例如，由輪處的一個或多個傳感器測量到的 瞬時輪速信號被傳遞到該輪的道路特征影響。
[0034]輪速信號可以利用以下幾者而獲得