BR102015020758A2 - sistema e método para identificação de anomalias de superfície de estrada - Google Patents

Abstract

1/1 resumo “sistema e método para identificação de anomalias de superfície de estrada” a invenção se refere a um sistema (200) montável em um veículo para identificação de anomalias em superfície de estrada, incluindo uma unidade de detecção (210) disposta para detectar pelo menos um evento de veículo com base em dados de pelo menos um acelerômetro (230a) no veículo (100). a unidade de detecção (210) é disposta para categorizar o evento de veículo detectado com base em características dinâmicas do veículo recebidas continuamente e uma unidade de classificação (220) é disposta para classificar uma anomalia de superfície de estrada com base em pelo menos um evento categorizado e características estáticas do veículo. a invenção também se refere a um método para identificar anomalias de superfície de estrada e a um veículo (100) incluindo um sistema para identificar anomalias de superfície de estrada.

Description

“SISTEMA E MÉTODO PARA IDENTIFICAÇÃO DE ANOMALIAS DE SUPERFÍCIE DE ESTRADA” CAMPO TÉCNICO

[0001] A presente invenção se refere a um sistema para identificação de anomalias de superfície de estrada, um método para identificação de anomalia de superfície de estrada e um veículo incluindo tal sistema.

PLANO DE FUNDO

[0002] Um veículo é afetado de várias formas pela qualidade da estrada em que o veículo viaja. Desníveis na superfície da estrada, tais como buracos, lombadas, calçadas, trilhos e outros defeitos ou anomalias podem afetar a vida útil do veículo, o consumo de combustível do veículo e o conforto dos passageiros do veículo.

[0003] O Documento US 2014/0122014A1 exibe um método para detectar desníveis de estrada pela leitura de uma série de registros que têm, cada um, pelo menos uma posição geográfica e um item de informação alocado a esta posição geográfica sobre um desnível da superfície da estrada local detectado. Os registros são fornecidos por diferentes veículos e, desta forma, erros ou incertezas que ocorrem durante a detecção de desníveis da superfície da estrada detectados individualmente na posição geográfica são compensados por uma avaliação estatística. A informação sobre o desnível local pode ser obtida por um sensor em um veículo.

[0004] O Documento US 2009/0164063 A1 exibe um sistema montado em veículo para monitoramento de defeitos de superfície de estrada que inclui detectores, tais como detectores de choque, que podem fornecer informações sobre o tamanho e profundidade de protuberâncias detectadas. Um sistema de posicionamento determina a localização instantânea do veículo e um repositório armazena uma localização do defeito de superfície em referência à localização instantânea. O sistema inclui, ainda, uma unidade de controle que identifica um encontro com defeito iminente e determina instruções de guia para minimizar o efeito do encontro com defeito.

[0005] Métodos e sistemas para detectar e evitar anomalias em superfície de estrada de várias formas são, portanto, comumente conhecidas e as anomalias podem ser classificada com base no tamanho/profundidade da anomalia. No entanto, soluções conhecidas são específicas a veículos e não consideram o fato de que as anomalias de superfície de estrada são percebidas de forma diferente por diferentes tipos de veículos e diferentes tipos de veículos são, portanto, também afetados de diferentes formas pela mesma anomalia de superfície de estrada. Portanto, apesar das soluções conhecidas no campo, ainda há uma necessidade de desenvolver um sistema e um método para identificação de anomalias de superfície de estrada que seja flexível e adequado para qualquer tipo de veículo.

RESUMO DA INVENÇÃO

[0006] Um objetivo da presente invenção é obter um sistema para identificação de anomalias de superfície de estrada que minimize o risco de danos e acidentes com o veículo.

[0007] Outro objetivo da invenção é obter um sistema para identificação de anomalias de superfície de estrada que aumente o conforto dos passageiros do veículo.

[0008] Um objetivo adicional da invenção é obter um sistema para identificação de anomalias de superfície de estrada que seja flexível e adequado para todos os tipos de veículos.

[0009] Outro objetivo da invenção é obter um sistema para identificação de anomalias de superfície de estrada que detecte e classifique anomalias de superfície de estrada com acurácia.

[0010] Um objetivo adicional da invenção é obter um sistema para identificação de anomalias de superfície de estrada que seja confiável e eficiente.

[0011] Outro objetivo da invenção é obter um sistema para identificação de anomalias de superfície de estrada que minimize o risco de danos e acidentes com o veículo.

[0012] Outro objetivo da invenção é obter um sistema para identificação de anomalias de superfície de estrada que minimize o consumo de combustível do veículo.

[0013] Um objetivo adicional da invenção é obter um sistema para identificação de anomalias de superfície de estrada que aumente o conforto dos passageiros do veículo.

[0014] Outro objetivo da invenção é obter um sistema para identificação de anomalias de superfície de estrada que seja flexível e adequado para todos os tipos de veículos.

[0015] Outro objetivo da invenção é obter um sistema para identificação de anomalias de superfície de estrada que detecte e classifique anomalias de superfície de estrada com acurácia.

[0016] Um objetivo adicional da invenção é obter um sistema para identificação de anomalias de superfície de estrada que seja confiável e eficiente.

[0017] Os objetivos aqui mencionados são alcançados, aqui, por um sistema de acordo com a reivindicação 1 e por um método de acordo com a reivindicação 15.

[0018] De acordo com um aspecto da presente invenção é fornecido um sistema montável em um veículo para identificação de anomalias em superfície de estrada, incluindo uma unidade de detecção disposta para detectar pelo menos um evento de veículo com base em dados de pelo menos um acelerômetro no veículo. A unidade de detecção é disposta para categorizar o evento de veículo detectado com base em características dinâmicas do veículo recebidas continuamente e uma unidade de classificação é disposta para classificar uma anomalia de superfície de estrada com base em pelo menos um evento categorizado e características estáticas do veículo.

[0019] Uma anomalia de superfície de estrada pode ser, por exemplo, uma lombada, um buraco, um trilho, uma calçada, defeitos e outras irregularidades na superfície da estrada. A anomalia de superfície de estrada pode ser uma anomalia fixa ou uma anomalia móvel, tal como um animal ou um objeto caído na estrada.

[0020] O acelerômetro no veículo registra continuamente dados de aceleração em três dimensões e transfere continuamente os dados ao sistema de análise de dados. A quantidade de acelerômetros que um veículo tem, e como eles são dispostos, depende, por exemplo, do tipo de veículo, das propriedades de estrutura do veículo e as propriedades de suspensão do veículo. Quando o veículo encontra uma anomalia de superfície de estrada, os acelerômetros são afetados e os dados de aceleração transferidos para a unidade de detecção do acelerômetro indica que algo aconteceu com o veículo. Portanto, a unidade de detecção detecta um evento de veículo baseado nos dados de aceleração dos acelerômetros, que, por sua vez, indicam que o veículo pode ter encontrado uma anomalia de superfície de estrada. Ao categorizar o evento de veículo com base em características de veículo dinâmicas continuamente recebidas, o sistema pode avaliar com acurácia o evento de veículo. A unidade de classificação recebe informações sobre o evento de veículo categorizada e características estáticas do veículo, avalia o evento de veículo, e classifica uma anomalia de superfície de estrada que causa o evento de veículo com base nestas informações. Desta forma, o sistema é adaptável e leva em conta as diferenças entre diferentes veículos e o fato de que diferentes veículos perceber anomalias de superfície de estrada de diferentes formas e também são afetados por anomalias de superfície de estrada em diferentes formas. Um sistema flexível, que seja adequado para e possa ser implantado em todos os tipos de veículos é, portanto, obtido.

[0021] A anomalia de superfície de estrada classificada é preferencialmente registrada e armazenada no sistema para identificar anomalias de superfície de estrada. Desta forma, da próxima vez que o veículo viajar na mesma localização geográfica, o operador pode ser notificado sobre a anomalia de superfície de estrada. O operador pode, então, adaptar a direção para evitar a anomalia ou para minimizar o efeito da anomalia. Um sistema para identificar anomalias de superfície de estrada, que minimize o risco para danos de veículos e aumente o conforto dos passageiros é, portanto, obtido.

[0022] De acordo com um aspecto da invenção, a unidade de detecção é disposta para categorizar pelo menos um evento de veículo pelo local do veículo em que foi detectado, pelo instante do evento de veículo, pela localização geográfica do veículo e pela severidade do evento de veículo. As características dinâmicas do veículo são preferencialmente transferidas para a unidade de detecção a patir de um ou vários sistemas de veículo internos e/ou sensores. O local no veículo em que o evento foi detectado é preferencialmente categorizado como direita ou esquerda e frontal ou traseiro. A localização geográfica do veículo no momento de detecção de um evento de veículo é fornecida por um sistema de navegação, tal como um GPS, Galileo ou similar, disposto em comunicação com a unidade de detecção. A severidade do evento de veículo é adequadamente indicada por uma medida de severidade, por exemplo, um número entre 1 e 10, em que 1 é uma severidade baixa e 10 é uma severidade alta. Por severidade, entende-se o impacto que o evento de veículo tem no veículo. A severidade do evento de veículo é preferencialmente determinada com base nos dados de acelerômetro adaptados a circunstâncias atuais dadas pelas características dinâmicas do veículo.

[0023] De acordo com um aspecto da invenção, as características dinâmicas do veículo incluem um peso estimado do veículo. O peso do veículo influencia na forma como o veículo e o acelerômetro reagem em uma anomalia de superfície de estrada. Ao estimar o peso do veículo, a unidade de detecção pode, por meio deste, avaliar os dados de acelerômetro com maior acurácia. Desta forma, é fornecida uma categorização confiável do evento de veículo e, portanto, uma classificação confiável da anomalia de superfície de estrada. Especificamente, o peso estimado do veículo é considerado pela unidade de detecção ao determinar a severidade do evento de veículo.

[0024] De acordo com um aspecto da invenção, as características dinâmicas do veículo incluem a seleção de marcha atual. Uma mudança de marcha pode fazer com que o veículo sacuda, o que pode afetar os acelerômetros do veículo. Ao considerar a seleção de marcha atual, a unidade de detecção pode determinar se uma mudança de marcha ocorreu e, portanto, avaliar se a indicação de um evento de veículo dos acelerômetros foi causada por uma mudança de marcha, uma anomalia de superfície de estrada, ou ambos. Desta forma, uma categorização confiável do evento de veículo é fornecida.

[0025] De acordo com um aspecto da invenção, as características dinâmicas do veículo incluem a força de frenagem atual. Uma desaceleração do veículo pode afetar os acelerômetros no veículo. Ao considerar a força de frenagem atual, a unidade de detecção pode determinar se a indicação de um evento de veículo pelos acelerômetros foi causada por uma frenagem brusca, uma anomalia de superfície de estrada ou ambos.

[0026] Ao considerar a seleção de marcha atual e/ou a força de frenagem atual, a unidade de detecção também pode determinar se o operador do veículo adaptou a direção depois das condições de estrada atuais. A razão para o operador do veículo mudar a marcha e aumentar a força de frenagem pode ser que o operador identificou uma anomalia de superfície de estrada na estrada à frente e, portanto, adaptou a velocidade do veículo para minimizar o efeito da anomalia no veículo. Ao considerar esta informação quando a unidade de detecção detecta um evento de veículo, a unidade de detecção pode avaliar melhor a severidade real da anomalia de superfície de estrada.

[0027] De acordo com um aspecto da invenção, as características dinâmicas do veículo incluem a velocidade atual do veículo. A velocidade do veículo influencia a forma como o veículo e o acelerômetro reage em uma anomalia de superfície de estrada. Um veículo que passa por uma lombada com uma velocidade alta irá, por exemplo, causar uma grande reação nos acelerômetros, enquanto um veículo que passa por uma lombada com uma velocidade baixa resultará em uma reação menor. Ao estimar a velocidade do veículo, a unidade de detecção pode avaliar os dados do acelerômetro com maior acurácia e, assim, categorizar o evento de veículo com maior acurácia.

[0028] As características dinâmicas do veículo podem incluir o ângulo do volante atual para determinar se o evento de veículo é detectado enquanto o operador está virando o veículo. Isto pode indicar que o operador está desviando de uma anomalia de superfície de estrada e que a anomalia, portanto, de fato é mais severa do que o indicado pelos acelerômetros. O ângulo do volante é, portanto, útil para que a unidade de detecção categorize o evento de veículo com acurácia. Se o veículo estiver virando enquanto um evento de veículo é detectado, há também a possibilidade de que outro acelerômetro no veículo fosse afetado se o veículo não tivesse virado. O ângulo do volante pode, portanto, ser útil ao classificar a anomalia de superfície de estrada e ao determinar o tipo de anomalia de superfície de estrada.

[0029] De acordo com um aspecto da invenção, as características estáticas do veículo incluem propriedades de suspensão e/ou configuração de roda e/ou propriedades de estrutura e/ou tipo do veículo. As propriedades de suspensão, as propriedades de estrutura e o tipo do veículo influenciam em como o veículo reage a uma anomalia de superfície de estrada. Ao considerar tais características estáticas do veículo, uma classificação de uma anomalia de superfície de estrada confiável e com acurácia pode ser fornecida pela unidade de classificação.

[0030] As características estáticas do veículo são preferencialmente comunicadas ao sistema para identificar anomalias de superfície de estrada a partir de um sistema interno de veículo. Alternativamente, as características de estáticas de veículo são comunicadas ao sistema para identificar anomalias de superfície de estrada a partir de uma série de sistemas internos de veículo.

[0031] De acordo com um aspecto da invenção, o sistema para identificar anomalias de superfície de estrada é configurado com parâmetros de algoritmo, tais como filtro de aceleração e/ou parâmetros de ajuste de peso e/ou localização dos pontos de mediação do acelerômetro e/ou parâmetros do acelerômetro. Os parâmetros de aceleração são preferencialmente verticais, laterais e longitudinais. Os parâmetros de algoritmo são preferencialmente configurados de modo a obter uma classificação desejável e com acurácia de uma anomalia de superfície de estrada.

[0032] De acordo com um aspecto da invenção, a unidade de classificação é configurada com uma histerese temporal para uma duração requerida de um evento de veículo detectado. A unidade de classificação é disposta adequadamente para classificar a anomalia de superfície de estrada com base na histerese temporal para uma duração requerida do evento de veículo detectado. A unidade de classificação recebe informações sobre o evento de veículo detectado categorizado pela unidade de detecção e pode, portanto, determinar a duração do evento de veículo detectado. A histerese temporal é preferencialmente configurada de modo que um evento de veículo que dure um período de tempo muito curto, por exemplo, menos de 25 milissegundos, seja determinado como não tendo sido causado por uma anomalia de superfície de estrada e nenhuma anomalia de superfície de estrada seja registrada no sistema. A histerese temporal é preferencialmente configurada de modo que, para determinar que um evento de veículo tenha sido causado por uma anomalia de superfície de estrada, o evento de veículo deva ter durado mais do que 25 milissegundos. Alternativamente, a histerese temporal pode ser configurada de modo que a duração mínima requerida de um evento de veículo detectado seja entre 20 e 30 milissegundos. A duração requerida de um evento de veículo detectado é preferencialmente determinada com base na velocidade do veículo e um comprimento mínimo pré-determinado de uma anomalia de superfície de estrada. Ao configurar o sistema com a histerese temporal para uma duração requerida de um evento de veículo detectado, a classificação e registro de muitas anomalias podem ser evitados. A histerese temporal também significa que anomalias pequenas e insignificantes, com essencialmente nenhum impacto no veículo, não são classificadas e registradas sem necessidade.

[0033] De acordo com um aspecto da invenção, a unidade de classificação é configurada com uma histerese temporal para um tempo mínimo entre eventos de veículo detectados. A unidade de classificação é disposta para classificar a anomalia de superfície de estrada com base na histerese temporal por um tempo mínimo entre eventos de veículo detectados. Quando um veículo encontra uma anomalia de superfície de estrada, tipicamente a roda frontal esquerda e/ou direita passa(m) pela anomalia primeiro e, subsequentemente, a roda traseira esquerda e/ou direita. Se cada roda for associada a uma acelerômetro, isto resulta em pelo menos quatro eventos detectados diferentes, cada um categorizado pelo tempo de detecção, pela localização geográfica do veículo e pela posição do veículo. Para evitar a classificação e o registro de quatro anomalias de superfície de estrada diferentes, uma para cada evento de veículo, uma histerese temporal para um tempo mínimo entre eventos detectados é configurada no sistema. A histerese temporal é preferencialmente configurada de modo que pelo menos 0,1 segundos tenham se passado entre dois eventos de veículo detectados, ou os dois eventos de veículo detectados são considerados como tendo sido causados pela mesma anomalia de superfície de estrada. Alternativamente, a histerese temporal é configurada de modo que o tempo mínimo entre eventos de veículo detectados seja entre 0,05 e 0,15 segundos. Dessa forma, os quatro eventos de veículo detectados no exemplo são considerados como tendo sido causado pela mesma anomalia de superfície de estrada e apenas uma anomalia de superfície de estrada é classificada e registrada. O tempo mínimo entre eventos de veículo detectados é preferencialmente determinado com base no comprimento do veículo e na velocidade do veículo.

[0034] Preferencialmente, a anomalia identificada é classificada por localização geográfica, tipo e severidade. O tipo de uma anomalia pode, por exemplo, ser descrito como o formato e/ou a extensão da anomalia, tal como uma anomalia longitudinal que se estende através da largura da faixa de tráfego, uma anomalia em um lado da faixa de tráfego, uma anomalia que se estende diagonalmente através da faixa de tráfego, ou similares. O tipo poderia também ser um buraco, uma lombada, um trilho, etc. A severidade é uma medida de como o veículo foi afetado pela anomalia de superfície de estrada. A severidade da anomalia de superfície de estrada pode diferir da severidade do evento de veículo, como determinado na categorização. Em casos em que vários acelerômetros em um veículo detectam, cada um, um evento de veículo, cada evento de veículo é categorizado independentemente. Isto pode resultar em diferentes medidas de severidade para cada evento de veículo, ainda que sejam causadas pela mesma anomalia de superfície de estrada. Quanto a unidade de classificação determina que vários eventos de veículo são causados pela mesma anomalia de superfície de estrada, a anomalia é classificada com uma severidade que é uma combinação das diferentes medidas de severidade dos eventos de veículo. A classificação da anomalia de superfície de estrada é registrada no sistema e pode ser usada para avisar o operador do veículo da próxima vez que ele viajar na mesma localização geográfica. Ao classificar as anomalias de superfície de estrada por localização geográfica, tipo e severidade, o operador do veículo tem várias informações e pode, assim, agir com acurácia para evitar a anomalia ou adaptar a direção de tal forma que o efeito da anomalia no veículo seja minimizado. A notificação de uma anomalia de superfície de estrada classificada é preferencialmente comunicada a um dispositivo de exibição no veículo.

[0035] De acordo com um aspecto da invenção, a unidade de classificação é disposta para classificar a anomalia por uma medida de probabilidade. A medida de probabilidade é preferencialmente determinada com base no evento de veículo categorizado e nas características dinâmicas do veículo, tal como velocidade do veículo, força de frenagem e seleção de marcha, comunicadas à unidade de classificação pela unidade de detecção.

[0036] A unidade de classificação e, portanto, o sistema para identificação de anomalias de superfície de estrada, é disposto para transferir a anomalia de superfície de estrada classificada para um sistema externo do veículo. Alternativamente, o sistema é disposto para transferir as informações sobre a anomalia de superfície de estrada classificada para outros veículos.

[0037] De acordo com um aspecto da invenção, é fornecido um método para identificar anomalias de superfície de estrada que inclui o passo de: • detectar pelo menos um evento de veículo, por meio de uma unidade de detecção, com base em dados de pelo menos um acelerômetro no veículo. O método inclui, ainda, os passos de: • categorizar o pelo menos um evento de veículo detectado com base em características dinâmicas do veículo recebidas continuamente; e • classificar uma anomalia de superfície de estrada, por meio de uma unidade de classificação, com base no evento de veículo categorizado e em características estáticas de veículo.

[0038] A unidade de detecção categoriza adequadamente o pelo menos um evento de veículo pelo local no veículo em que foi detectado, pelo instante do evento de veículo, pela localização geográfica do veículo e pela severidade do evento de veículo.

[0039] De acordo com um aspecto da invenção, as características dinâmicas do veículo incluem um peso estimado do veículo e/ou a seleção de marcha atual e/ou a força de frenagem atual e/ou a velocidade atual do veículo.

[0040] De acordo com um aspecto da invenção, as características estáticas do veículo incluem propriedades de suspensão e/ou configuração de roda e/ou propriedades de estrutura e/ou tipo do veículo.

[0041] A unidade de classificação preferencialmente classifica a anomalia de superfície de estrada é classificada por localização geográfica, tipo e severidade. A unidade de classificação pode classificar a anomalia de superfície de estrada com uma medida de probabilidade.

[0042] A unidade de classificação classifica adequadamente a anomalia de superfície de estrada com base em uma histerese temporal para uma duração requerida de um evento de veículo detectado. A unidade de classificação classifica adequadamente a anomalia de superfície de estrada com base em uma histerese temporal para um tempo mínimo entre eventos de veículo detectados.

[0043] De acordo com um aspecto da invenção, o método inclui o passo de: • transferir a classificação da anomalia de superfície de estrada da unidade de classificação para um sistema externo do veículo.

[0044] De acordo com um aspecto da invenção, é fornecido um programa de computador em que tal programa de computador inclui um código de programação para fazer com que uma unidade de controle eletrônica ou outro computador conectado à unidade de controle eletrônica execute os passos de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 19.

[0045] De acordo com um aspecto da invenção, é fornecido um produto de programa de computador que inclui um código de programação armazenado em um meio legível em computador para executar os passos do método de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 19, em que tal programa é executado em uma unidade de controle eletrônica ou outro computador conectado à unidade de controle eletrônica.

[0046] Outros objetos, vantagens e características novas da presente invenção se tornarão mais aparentes a uma profissional do campo a partir dos detalhes a seguir, e também ao pôr a invenção em uso. Quanto à descrição abaixo da invenção, cabe observar que ela não é restrita aos detalhes específicos descritos. Especialistas que tenham acesso aos seus ensinamentos irão reconhecer aplicações adicionais, modificações e incorporações em outros campos, que estão dentro do escopo da invenção.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0047] Para entendimento completo da presente invenção e seus objetos e vantagens adicionais, a descrição detalhada estabelecida abaixo deve ser lida junto com os desenhos que acompanham, nos quais as mesmas notações de referência denotam itens similares nos vários diagramas, e nos quais: [0048] A Figura 1 ilustra esquematícamente um veículo de acordo com uma modalidade da invenção;

[0049] A Figura 2 ilustra esquematícamente um sistema de análise de estrada de acordo com uma modalidade da invenção;

[0050] A Figura 3 ilustra um fluxograma de um método para análise de uma estrada de acordo com uma modalidade da invenção; e [0051] A Figura 4 ilustra esquematícamente um computador de acordo com uma modalidade da invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DOS DESENHOS

[0052] O termo “conexão" se refere, aqui, a uma conexão de comunicação que pode ser uma conexão física, tal como uma linha de comunicação optoeletrônica, ou uma conexão não física, tal como uma conexão sem fio, por exemplo, uma conexão por rádio ou uma conexão por micro-ondas.

[0053] A Figura 1 exibe uma vista lateral de um veículo 100 que inclui um sistema montável em veículo 200 para identificação de anomalias de superfície de estrada de acordo com uma modalidade da invenção. O exemplo de veículo 100 inclui uma unidade de trator 110 e um reboque 112. O veículo pode ser um veículo pesado, por exemplo, um caminhão ou um ônibus. O veículo pode, alternativamente, ser um carro de passageiros. O veículo pode ser um veículo híbrido, um veículo elétrico ou um veículo dirigido por um motor a combustão.

[0054] A Figura 2 mostra um sistema montável em veículo 200 para identificação de anomalias de superfície de estrada de acordo com a invenção. O sistema 200 inclui uma unidade de detecção 210 e uma unidade de classificação 220.

[0055] A unidade de detecção 210 é disposta para identificar uma anomalia de superfície de estrada pela detecção de um evento de veículo. Um evento de veículo é detectado por meio de pelo menos um acelerômetro 230a ou sensor similar disposto no veículo 100 em comunicação com a unidade de detecção 210. Preferencialmente, uma série de acelerômetros 230a é disposta no veículo 100. Os acelerômetros se comunicam com a unidade de detecção 210 e, portanto, com o sistema 200 por meio de uma conexão L230a. Os acelerômetros 230a comunicam os dados de aceleração em três dimensões, tais dados de aceleração sendo afetados por anomalias de superfície de estrada. A unidade de detecção 210 pode, assim, detectar que algo aconteceu com o veículo 100, um evento de veículo, analisando os dados de acelerômetro dos acelerômetros 230a.

[0056] A unidade de detecção 210 também é disposta para categorizar os eventos de veículo detectados com base em características dinâmicas de veículo recebidas continuamente. As características dinâmicas de veículo podem ser comunicadas à unidade de detecção 210 a partir de pelo menos um sistema de veículo interno 230b, 230c, por meio de uma conexão L230b, L230c. Apenas dois sistemas internos de veículo 230b, 230c são exibidos na figura, mas a invenção não limitada a isto, no entanto. Poderia haver qualquer número de sistemas internos de veículo 230b, 230c que transferissem características dinâmicas de veículo à unidade de detecção 210. As características dinâmicas de veículo podem ser o instante do evento de veículo e/ou a velocidade do veículo e/ou a estimativa de peso do veículo e/ou a seleção de marcha atual e/ou a força de frenagem atual e/ou o ângulo do volante e/ou a localização geográfica. A localização geográfica é fornecida adequadamente por um sistema de navegação tal como um GPS ou similar. Ao considerar tais características dinâmicas de veículo, a unidade de detecção 210 categoriza o evento de veículo pelo instante do evento, pela localização geográfica do veículo 100 durante a detecção do evento de veículo, pelo local no veículo 100 em que o evento de veículo foi detectado e pela severidade do evento de veículo. A posição no veículo 100 em que o evento foi detectado é categorizada preferencialmente por esquerda ou direita e frente ou trás. A severidade do evento de veículo é indicada adequadamente por uma medida de severidade, por exemplo, um número entre 1 e 10 em que 1 é uma severidade baixa e 10 é uma severidade alta. Por severidade, entende-se o impacto que o evento de veículo, e, portanto a anomalia de superfície de estrada, tem no veículo 100. A severidade do evento de veículo é preferencialmente determinada com base nos dados de acelerômetro adaptados às circunstâncias atuais, dadas as características dinâmicas de veículo.

[0057] A categorização dos eventos de veículo é comunicada por meio de uma conexão L210 da unidade de detecção 210 para a unidade de classificação 220. A unidade de classificação 220 é disposta para classificar uma superfície de estrada, com base no evento de veículo categorizado e em características estáticas de veículo. As características estáticas de veículo são preferencialmente fornecidas a partir de um ou uma série de sistemas internos de veículo 240 por meio de uma conexão L240 para a unidade de classificação 220. As características estáticas de veículo podem ser propriedades de suspensão do veículo 100 e/ou configuração de roda do veículo 100 e/ou tipo de veículo e/ou propriedades de estrutura do veículo 100. O tipo de veículo pode ser tal como um caminhão, um ônibus ou um carro.

[0058] O sistema para identificar anomalias de superfície de estrada 200 é configurado com parâmetros de algoritmo, tais como um filtro de aceleração e/ou parâmetros de ajuste de peso e/ou localização de pontos de medida de acelerômetro e/ou parâmetros de aceleração. Estes parâmetros de algoritmo são configurados para obtenção de uma classificação da anomalia de superfície de estrada com acurácia.

[0059] A unidade de classificação 220 é configurada com uma histerese temporal para a duração requerida de um evento detectado. A unidade de classificação 220 é disposta para identificar a anomalia de superfície de estrada com base na histerese temporal para uma duração requerida de um evento detectado. A unidade de classificação 220 determina a duração do evento de veículo detectado com base em informações sobre o evento de veículo categorizado detectado e categorizado pela unidade de detecção 210. A histerese temporal é preferencialmente configurada de modo que um evento de veículo que dure um período de tempo muito curto, por exemplo, menos de 25 milissegundos, seja determinado como não tendo sido causado por uma anomalia de superfície de estrada e nenhuma anomalia de superfície de estrada seja registrada no sistema 200. A histerese temporal é preferencialmente configurada de modo que, para determinar que um evento de veículo tenha sido causado por uma anomalia de superfície de estrada, o evento de veículo deva ter durado mais do que 25 milissegundos. Alternativamente, a histerese temporal pode ser configurada de modo que a duração mínima requerida de um evento de veículo detectado seja entre 20 e 30 milissegundos.

[0060] A unidade de classificação 220 é configurada, ainda, com uma histerese temporal para um tempo mínimo entre eventos de veículo detectados. A unidade de classificação 220 é disposta para classificar a anomalia de superfície de estrada com base na histerese temporal por um tempo mínimo entre eventos de veículo detectados. Se o veículo 100 tem, por exemplo, quatro acelerômetros 230a e encontra uma anomalia de superfície de estrada, cada acelerômetro 230a pode ser afetado pela anomalia. A unidade de detecção 210 detecta, portanto, quatro eventos de veículo em um curto período de tempo. Cada evento de veículo detectado é categorizado por tempo de detecção, localização geográfica do veículo, severidade e posição no veículo 100. Para evitar a classificação e o registro de quatro anomalias de superfície de estrada diferentes, uma para cada evento de veículo, uma histerese temporal para um tempo mínimo entre eventos detectados é configurada no sistema. A histerese temporal é preferencialmente configurada de modo que pelo menos 0,1 segundos tenham se passado entre dois eventos de veículo detectados, ou os dois eventos de veículo detectados são considerados como tendo sido causados pela mesma anomalia de superfície de estrada. Alternativamente, a histerese temporal é configurada de modo que o tempo mínimo entre eventos de veículo detectados seja entre 0,05 e 0,15 segundos. Dessa forma, os quatro eventos de veículo detectados no exemplo são considerados como tendo sido causado pela mesma anomalia de superfície de estrada e apenas uma anomalia de superfície de estrada é classificada e registrada.

[0061] A unidade de classificação 220 classifica cada anomalia de superfície de estrada por localização geográfica, tipo e severidade. O tipo da anomalia pode, por exemplo, ser o formato e a extensão da anomalia, tal como uma anomalia longitudinal que se estende através da largura da faixa de tráfego, uma anomalia em um lado da faixa de tráfego, uma anomalia que se estende diagonalmente através da faixa de tráfego, ou similares. O tipo poderia também ser um buraco, uma lombada, um trilho, etc. A severidade é uma medida de como o veículo 100 foi afetado pela anomalia de superfície de estrada. Quando a unidade de classificação 220 determina que vários eventos de veículo são causados pela mesma anomalia de superfície de estrada, a anomalia é classificada com uma severidade que é uma combinação das diferentes medidas de severidade dos eventos de veículo. A anomalia identificada também é classificada por uma medida de probabilidade. A unidade de classificação 220 preferencialmente avalia o quão provável é que seja de fato uma anomalia de superfície de estrada a causa do evento de veículo detectado e, portanto, determina uma medida de probabilidade. A medida de probabilidade é preferencialmente determinada com base no evento de veículo categorizado e nas características dinâmicas do veículo, tal como velocidade do veículo, força de frenagem e seleção de marcha, comunicadas pela unidade de detecção 210 por meio da conexão L210.

[0062] A anomalia de superfície de estrada é registrada e armazenada no sistema 200 e pode ser usada para avisar o operado do veículo 100 da próxima vez que ele viajar pela mesma localização geográfica, o operador pode ser avisado por um aviso visual, um aviso táctil e/ou um aviso acústico por meio de uma unidade de aviso. A anomalia de superfície de estrada classificada também pode ser comunicada a um ou vários sistemas externos de veículo 250 por meio de uma conexão L220.

[0063] A Figura 3 exibe um fluxograma para um método de identificação de anomalias de superfície de estrada de acordo com uma modalidade da invenção. O método inclui o passo de detectar s302, por meio de uma unidade de detecção 210, pelo menos um evento de veículo com base em dados de pelo menos um acelerômetro 230a no veículo. O método inclui, ainda, os passos de categorizar s304 o pelo menos um evento de veículo detectado com base em características dinâmicas do veículo recebidas continuamente e o passo de classificar s306 uma anomalia de superfície de estrada, por meio de uma unidade de classificação 220, com base no evento de veículo categorizado e em características estáticas de veículo.

[0064] Dados de acelerômetro do pelo menos um acelerômetro 230a são comunicados à unidade de detecção 210 por meio de uma conexão L230a, As características dinâmicas de veículo são preferencialmente fornecidas por um ou uma série de sistemas internos de veículo 230b, 230c. As características dinâmicas de veículo são comunicadas adequadamente à unidade de detecção 210 por meio de conexões L230b, L230c.

[0065] A unidade de detecção 210 categoriza adequadamente o pelo menos um evento de veículo pelo local no veículo 100 em que foi detectado, pelo instante do evento de veículo, pela localização geográfica do veículo 100 e pela severidade do evento de veículo. O evento de veículo categorizado é comunicado à unidade de classificação 220 por meio de uma conexão L210.

[0066] Aas características dinâmicas do veículo preferencialmente incluem um peso estimado do veículo 100 e/ou a seleção de marcha atual e/ou a força de frenagem atual e/ou a velocidade atual do veículo.

[0067] As características estáticas do veículo incluem propriedades de suspensão e/ou configuração de roda e/ou propriedades de estrutura e/ou tipo do veículo. As características estáticas de veículo são preferencialmente fornecidas por pelo menos um sistema interno de veículo 240. As características estáticas de veículo são comunicadas de um sistema interno de veículo 240 para a unidade de classificação 220 por meio de uma conexão L240.

[0068] A unidade de classificação 220 classifica a anomalia de superfície de estrada com base em uma histerese temporal para uma duração requerida de um evento de veículo detectado. A unidade de classificação 220 determina a duração do evento de veículo detectado com base em informações sobre o evento de veículo categorizado detectado e categorizado pela unidade de detecção 210. A unidade de classificação 220 determina, ainda, com base na histerese temporal, se o evento de veículo durou tempo suficiente para ser considerado como causado por uma anomalia de superfície de estrada. A unidade de classificação 220 também classifica a anomalia de superfície de estrada com base em uma histerese temporal para um tempo mínimo entre eventos detectados. A unidade de classificação 220 determina, portanto, se uma série de eventos de veículo detectados em um curto período de tempo são causados pela mesma anomalia de superfície de estrada ou se uma série de anomalias de superfície de estrada deveríam ser classificadas e registradas.

[0069] A unidade de classificação 220 preferencialmente classifica a anomalia de superfície de estrada é classificada por localização geográfica, tipo e severidade. A unidade de classificação 220 pode classificar a anomalia de superfície de estrada com uma medida de probabilidade.

[0070] De acordo com um aspecto da invenção, o método inclui o passo de transferir a classificação da anomalia de superfície de estrada da unidade de classificação 220 para um sistema externo do veículo 250. A anomalia de superfície de estrada é preferencialmente comunicada ao sistema externo de veículo 250 por meio de uma conexão L220.

[0071] A Figura 4 é um diagrama de uma versão de um dispositivo 400. O sistema 200, a unidade de detecção 210 e/ou a unidade de classificação 220 descritos em referência à Figura 2 podem, em uma versão, incluir o dispositivo 400. O dispositivo 400 inclui uma memória não volátil 420, a unidade de processamento de dados 410 e uma memória de leitura/gravação 450. A memória não volátil 420 tem um primeiro elemento de memória 430 em que um programa de computador, por exemplo, um sistema operacional, é armazenado para controlar a função do dispositivo 400. O dispositivo 400 inclui, ainda, um controlador de barramento, uma porta de comunicação serial, meios de entrada e saída, um conversor A/D, uma unidade de entrada e transferência de data e hora, um contador de eventos e um controlador de interrupção (não exibido). A memória não volátil 420 também tem um segundo elemento de memória 440, [0072] É fornecido um programa de computador P que inclui rotinas para identificar continuamente anomalias de superfície de estrada, detectar pelo menos um evento de veículo, categorizar o pelo menos um evento de veículo e classificar uma anomalia de superfície de estrada. O programa de computador P inclui rotinas para detectar um evento de veículo com base em dados de aceleração do pelo menos um acelerômetro 230a disposto no veículo 100. O programa de computador inclui rotinas para categorizar um evento de veículo com base em características dinâmicas de veículo. O programa de computador P inclui rotinas para classificar uma anomalia de superfície de estrada com base em pelo menos um evento de veículo categorizado e características estáticas de veículo.

[0073] O programa de computador P inclui rotinas para comunicar uma anomalia de superfície de estrada classificada para um sistema externo de veículo.

[0074] O programa P pode ser armazenado de forma executável ou de forma comprimida em uma memória 460 e/ou em uma memória de leitura/gravação 450.

[0075] Onde a unidade de processamento de dados 410 é descrita como desempenhando certa função, isso significa que a unidade de processamento de dados 410 executa certa parte do programa armazenado na memória 460 ou certa parte do programa armazenado na memória de leitura/escritura 450.

[0076] O dispositivo de processamento de dados 410 pode se comunicar com uma porta de dados 499 por meio de um barramento de dados 415. A memória não-volátil 420 se destina à comunicação com a unidade de processamento de dados 410 por meio de um barramento de dados 412. A memória separada 460 se destina à comunicação com a unidade de processamento de dados 410 por meio de um barramento de dados 411. A memória de leitura/gravação 450 é adaptada para se comunicar com a unidade de processamento de dados 410 por meio de um barramento de dados 414. A porta de dados 499 pode, por exemplo, ter as conexões L210, L220, L230a-c e L240 conectadas a si (ver Figura 2).

[0077] Quando dados são recebidos na porta de dados 499, eles são armazenados temporariamente no segundo elemento de memória 440. Quando dados de entrada recebidos foram temporariamente armazenados, a unidade de processamento de dados 410 está preparada para executar o código como descrito acima.

[0078] Partes dos métodos descritos aqui podem ser executadas pelo dispositivo 400 por meio da unidade de processamento de dados 410 que executa o programa armazenado na memória 460 ou na memória de leitura/gravação 450. Quando o dispositivo 400 executa o programa, os métodos aqui descritos são executados.

[0079] A descrição acima das modalidades preferidas da presente invenção é fornecida para propósitos de ilustração e descrição. Ela não se destina a ser exaustiva ou a restringir a invenção às variantes descritas. Muitas modificações e variações serão obviamente aparentes para uma profissional do campo. As modalidades foram escolhidas e descritas para melhor explicar os princípios da invenção e suas aplicações práticas e, portanto, tornar possível para especialistas entender a invenção para várias modalidades e com as várias modificações apropriadas para o uso desejado.

Claims (21)

1. Sistema montável em um veículo (200) para identificação de anomalias em superfície de estrada, compreendendo uma unidade de detecção (210) disposta para detectar pelo menos um evento de veículo com base em dados de pelo menos um acelerômetro (230a) no veículo (100) caracterizado pelo fato de que a unidade de detecção (210) é disposta para categorizar o evento de veículo detectado com base em características dinâmicas do veículo recebidas continuamente e uma unidade de classificação (220) é disposta para classificar uma anomalia de superfície de estrada com base em pelo menos um evento categorizado e características estáticas do veículo.

2. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a unidade de detecção (210) é disposta para categorizar o evento de veículo detectado por onde no veículo (100) foi detectado, pelo instante do evento de veículo, pela localização geográfica do veículo (100) e pela severidade do evento de veículo.

3. Sistema de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que as características dinâmicas do veículo incluem um peso estimado do veículo (100).

4. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que as características dinâmicas do veículo compreendem a seleção de marcha atual.

5. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que as características dinâmicas do veículo incluem a força de frenagem atual.

6. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que as características dinâmicas do veículo incluem a velocidade atual do veículo.

7. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que as características estáticas do veículo compreendem propriedades de suspensão e/ou configuração de roda e/ou propriedades de estrutura e/ou tipo do veículo.

8. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o sistema (200) é configurado com parâmetros de algoritmo, tais como filtro de aceleração e/ou parâmetros de ajuste de peso e/ou localização dos pontos de medição do acelerômetro e/ou parâmetros de aceleração.

9. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que a unidade de classificação (220) é configurada com uma histerese temporal para uma duração requerida de um evento de veículo detectado.

10. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a unidade de classificação (220) é configurada com uma histerese temporal para um tempo mínimo entre eventos de veículo detectados.

11. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que a unidade de classificação (220) é disposta para classificar a anomalia por localização geográfica, tipo e severidade.

12. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que a unidade de classificação (220) é disposta para classificara anomalia por probabilidade.

13. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que o sistema (220) é disposto para transferir a anomalia de superfície de estrada classificada para um sistema externo do veículo (250).

14. Veículo automotivo (100) caracterizado pelo fato de que compreende um sistema (200) do tipo definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 13.

15. Método para identificar anomalias de superfície de estrada com um sistema montável em veículo para identificar anomalias de superfície de estrada (200), compreendendo a etapa de: - detectar (s302) pelo menos um evento de veículo, por meio de uma unidade de detecção (210), com base em dados de pelo menos um acelerômetro (230a) no veículo (100), caracterizado pelas etapas de: - categorizar (s304) o pelo menos um evento de veículo detectado com base em características dinâmicas do veículo recebidas continuamente; e - classificar (s306) uma anomalia de superfície de estrada, por meio de uma unidade de classificação (220), com base no evento de veículo categorizado e em características estáticas de veículo.

16. Método de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a unidade de detecção (210) categoriza o pelo menos um evento de veículo por onde no veículo foi detectado, pelo instante do evento de veículo, pela localização geográfica do veículo (100) e pela severidade do evento de veículo.

17. Método de acordo com a reivindicação 15 ou 16, caracterizado pelo fato de que as características dinâmicas do veículo compreendem um peso estimado do veículo e/ou a seleção de marcha atual e/ou a força de frenagem atual e/ou a velocidade atual do veículo.

18. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 17, caracterizado pelo fato de que as características estáticas do veículo compreendem propriedades de suspensão e/ou configuração de roda e/ou propriedades de estrutura e/ou tipo do veículo.

19. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 18, caracterizado pelo fato de que a anomalia de superfície de estrada é classificada por localização geográfica, tipo e severidade.

20. Programa de computador (P), caracterizado por compreender um código de programação para fazer com que uma unidade de controle eletrônica (200; 210; 220; 400) ou outro computador (200; 210; 220; 400) conectado à unidade de controle eletrônica (200; 210; 220; 400) execute as etapas do método do tipo definido em qualquer uma das reivindicações 15 a 19.

21. Produto de programa de computador caracterizado por compreender um código de programação armazenado em um meio legível em computador para executar as etapas do método do tipo definido em qualquer uma das reivindicações 15 a 19, quando dito programa de computador é executado em uma unidade de controle eletrônica (200; 210; 220; 400) ou outro computador (200; 210; 220; 400) conectado à unidade de controle eletrônica (200; 210; 220; 400).