CN107878461A - 用于生成关于道路的盐状态的信息的方法和装置以及该信息的使用 - Google Patents

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Abstract

为了能够独立于车辆驾驶员来获取关于道路的盐状态的信息,具体说明了一种用于生成关于道路的盐状态的信息的方法,该方法包括确定依赖于盐状态的测量值、将测量值处理成关于道路的盐状态的信息并且输出关于道路的盐状态的信息。一种用于生成关于道路的盐状态的信息的对应的装置包含用于确定依赖于盐状态的测量值的传感器、被设计用于将确定的测量值处理成关于道路的盐状态的信息的处理单元和用于输出关于道路的盐状态的信息的输出装置。

Description

用于生成关于道路的盐状态的信息的方法和装置以及该信息 的使用
技术领域
本发明涉及一种用于生成关于道路的盐状态的信息的方法和装置以及所获取的信息的使用。
背景技术
冬季道路状况经常难以估计并且可能对车辆的驾驶员具有挑战性。具体地,在低于4℃的温度下,当前道路状况可能经常很难估计,因为例如道路的结冰或黑冰的形成可能成块地发生。
为了防止冰的形成或为了使已经形成的冰融化,除冰盐(也称为路盐)——例如以干盐、预湿盐或盐溶液(即盐的水溶(也称为盐水))的形式——经常被应用于道路。
除冰盐通常具有高的氯化钠成分。另外,例如可以包含硫酸钙、硫酸镁或其他矿物质。例如,氯化钙、氯化镁和氯化钾也可以用作氯化钠的替代物或用在合适的混合物中。
除冰盐的作用基于摩尔熔点降低,一种化学物理效应,其中液体的冰点降低,更多的颗粒被溶解在该液体中。因此,溶液的冰点取决于存在的盐浓度。就融化效应和道路上冰的初始形成的预防而言,这意味着必须存在一定的最小盐浓度以防止在现行环境温度下的冻结过程。因此,可能需要根据环境温度来改变除冰盐的量和因此的盐浓度。
迄今,获取关于道路的当前盐状态的充分信息是不可能的。只有在车辆的驾驶员可以直接观察除冰盐的应用或者处在用于将盐和冰粒区分开的位置的情况下,他才可能得到关于道路的盐状态的一些信息。
具体地,然而,针对自推进车辆的未来的自主驾驶,独立于车辆的驾驶员来获取关于道路的盐状态的信息是令人期望的,其信息可以因此被传递给自推进车辆以便例如使驾驶的方式能够与道路状况匹配,并且因此增加所有道路使用者的安全性。
同样针对所描述的熔点降低对盐浓度的依赖性,获取关于道路的当前盐状态的信息是令人期望的。
发明内容
根据本发明,一种如权利要求1所述的用于生成关于道路的盐状态的信息的方法、如权利要求12所述的装置和如权利要求19所述的用途被因此具体说明。分别与其相关的从属权利要求包含根据本发明的解决方案的实施例。
根据本发明的“道路”是适合于无轨陆地车辆行驶的任何实体,例如街道、高速公路、自行车道。
“盐状态”是指受除冰盐的使用影响的道路(特别是它的表面)的物理化学性质。
盐状态可以通过“盐状态值”来表征。“盐状态值”是描述盐状态的直接性质的指标,例如盐浓度、盐粒的大小和粒度分布、以某种形式(溶解、未溶解、细密分布、结块、结晶等)存在的盐的成分和道路上盐的分布。
关于道路的盐状态的“信息”是指可以从盐状态值得到的关于盐状态的认知的子集。这样的信息是例如针对冰点降低,盐浓度是否足以防止冰在道路上形成的分类或当在道路上行驶时针对车辆应该被选择的最大速度的指示。将除冰盐应用于道路所花费的时间也是这种信息的示例。
本发明的基本思想是使用各种传感器来确定可以获得关于道路的盐状态的信息的测量值。所获取的信息可以因此例如被传递到自推进车辆,以使所述车辆可以将其驾驶的方式调整为现行道路状况。
根据本发明,首先确定依赖于盐状态的测量值,即能够得出关于使用除冰盐的结论的测量值。例如,这可以包括道路上或由车辆推起的水雾中的液体的电导率、高速公路上或水雾的水的pH值、由路面和存在的任何盐粒产生的声音、路面上和存在的任何盐粒的光散射、动力转向所需的电流(伺服电流)和路面的记录图像。
可以确定一种或多种相似和/或不同类型的测量值。相似是指相同类型的多个测量值,例如多个光散射测量值或多个电导率测量值。不同的类型是指不同类型的多个测量值,例如光散射测量值和电导率测量值。同样地,也可以确定多个相似类型的例如多个光散射测量值和一个或多个不同类型的例如一个或多个电导率测量值。
例如,可以在各自的位置和/或时间确定多个测量值。因此,不仅获取关于道路的盐状态的点信息,而且获取关于路线的可指定路段内和/或在可指定的时间间隔内的盐状态的信息,例如以便能够评估盐状态随着时间的发展。
除了依赖于盐状态的测量值之外,还可以确定其它测量值,其他测量值不依赖于盐状态,但测量值可以用于例如下文所描述的处理。例如,这样的其他测量值可以是温度或空气湿度。
所确定的依赖于盐状态的测量值本身通常不是关于盐状态的直接信息,因为例如盐浓度的直接确定(例如通过确定质量的质量浓度)和存在于道路上的液体的冰点的直接确定都是不可能的。
因此,所确定的依赖于盐状态的测量值然后例如通过与彼此、与另外的测量值的相关性或通过与先前发现的依赖性进行比较来被处理成关于道路的盐状态的信息。
在最简单的情况下,处理可以包含将信息直接分配给测量值。因此,通过将测量的电导率值与所述信息已经被相关联的列表电导率测量值进行比较,可以从电导率测量值直接得出存在足够或不足的除冰盐。
然而,处理测量值也可以包含将测量值与定义的盐状态值相关联和基于盐状态值得到信息。
将测量值与定义的盐状态值相关联可以例如包含从确定的电导率测量值计算盐浓度。所获取的测量值可以与使测量值与盐状态值能够相关联的对应的数据库进行比较。
可选地,作为第一处理步骤,首先可以从多个相似的测量值确定平均值,例如算术或几何平均值或中值,然后将信息直接与该平均值相关联或者盐状态值首先与该平均值相关联。
将盐状态值与每个测量值相关联、从获取的盐状态值形成平均值并且然后从所述平均值得到信息也是可能的。
组合也是可能的,例如对于通过两个电导率传感器确定电导率测量值的情况,可以首先形成每个电导率传感器的测量值的平均值,并且每个可以与盐状态值(例如盐浓度)相关联。然后,从盐状态值也可以形成平均值,从而得到关于盐状态的信息。
将信息与测量值直接相关联和/或将盐状态值与测量值相关联和/或将信息与盐状态值相关联也可以以基于矩阵的方式实施,即信息或盐状态值不与测量值或盐状态值相关联,但是相关联基于形成矩阵的各种类型的测量值或盐状态值的组合来实施。
然后可以通过为矩阵生成的数据库来实施盐状态值或信息的相关联。
因此,对于测量值或盐状态值受另一个测量值或盐状态值影响或测量值或盐状态值彼此影响的情况的任何交叉效应可以被更好地考虑,从而可以增加相关联的准确性,以使可以获取更准确的信息。例如,因此,电导率的温度依赖性可以通过在实施盐状态值与矩阵的相关联中包括温度测量值和电导率测量值来被更好地考虑。
在该方法的另外的步骤中,所获取的关于道路的盐状态的先前信息例如通过视觉显示器或可听信号来输出。输出可以例如对车辆的驾驶员或监控人员实施。
然而,此外,信息的输出也可以对控制单元实施,该控制单元是例如车载电气系统控制单元,其例如使用该信息作为输入数据以得到用于调整车辆的驾驶员的驾驶方式的建议或相应地直接控制车辆,即例如针对盐状态调整车辆的速度。
使用根据本发明的方法,例如,可能的是,确定道路上是否存在除冰盐、盐的状态(例如何时应用除冰盐;电导率是否已经降低,即,除冰盐是否已经溶解;除冰盐的量是否足以达到所需的冰点的降低)、除冰盐是否作为盐溶液应用、或者因为除冰盐的应用太晚而致除冰盐不再能够防止冰的形成,例如由于温度、已经存在的冰。
输出信息还可以用于决定将除冰盐进一步应用于道路,例如在考虑当前和预测的天气状况的情况下。
在不同的实施例版本中,处理测量值可以包括确定概率值。例如,这也可以作为信息输出。
概率值可以提供所获取的信息的可靠性的指示,例如通过提供多个相似测量值的离散度或基于各种类型的测量值获取的信息的偏差的指示。
在不同的实施例版本中,处理测量值(例如,将测量值与盐状态值相关联)可以通过模式识别算法来实施。所述算法可以被实施为自学习,即例如使用自学习数据库。
在另外的实施例版本中,处理测量值(例如,将测量值与盐状态值相关联和得到关于盐状态的信息)可以使用隐马尔可夫模型和/或卡尔曼滤波器和/或期望最大化算法来实施。
在另外的实施例版本中,处理测量值可以是基于云的,即可以通过计算机云来实施。例如,所确定的测量值可以被传送到云。在云中,测量值可以因此被处理成信息。云还可以用于输出信息,例如通过将信息从云输出到显示器,例如智能电话或导航系统的显示器。
根据另外的实施例版本,依赖于盐状态的测量值可以通过光学方法、声学方法、电导率的确定、加速能力的确定和/或电动力反馈来确定。
光学方法包括以在可见或不可见波长范围内电磁辐射操作的所有方法。这包括例如激光辐射、红外线辐射和紫外线辐射。
为了确定依赖于盐状态的测量值,可以向道路发射电磁辐射。在与道路和任何盐粒相互作用后,检测到反射或散射的辐射分量。因此,例如,来自盐晶体的光的特定散射可以被记录为测量值。
例如,LIDAR(光探测和测距装置)可以用作光学方法。相关联的LIDAR系统发射激光脉冲并且检测反向散射光。
为了处理散射光测量数据,可以使用隐马尔可夫模型。所述模型可以使用与包含在数据库中的值的比较以及道路的相关盐状态的概率来确定盐晶体的具体反射,并且可以使测量值可用于进一步处理。
例如,模式识别算法最初可以用于获取盐状态值作为参考,例如对于干燥道路、稍微盐化的道路等。
根据另外的实施例版本,依赖于盐状态的测量值可以通过摄像机来确定,该摄像机可以通过微系统技术在红外和红绿蓝(红、绿、蓝)记录之间切换,其中这也是光学方法。
使用该方法的所述具体实施例,通过产生表示道路的干燥或潮湿状态的路面的记录来分析上述熔点降低的效应是可能的。如果例如可以在低于0℃的温度下检测到道路的潮湿状态,则可以从其中得出存在足够的除冰盐。
此外,依赖于盐状态的测量值可以通过声学方法来确定。可以能够使用附加麦克风来进行此操作以便确定对应的声音模式。然后可以将声音模式用作测量值,以能够根据处理的合适测量值来确定盐、沙子和其他颗粒之间的差异。
此外,固声转换器可以用于将机械振荡(振动)转换为电信号,该电信号然后被分析。
所获取的声音或振动模式可以然后通过模式识别算法来处理,以获取关于道路的盐状态的信息。可选地,自学习数据库可以用于进行此操作。进一步可选地,处理测量值可以以基于云的方式来实施。
根据另外的实施例版本,依赖于盐状态的测量值可以通过确定电导率来确定。根据电导率,可以估计离子的数量和盐浓度。合适的电导率传感器可以例如集成在车辆轮胎的运行表面内。扩展用于监测轮胎压力的已经存在的传感器以使它们也可以传输其他数据(例如电导率)是可能的。
根据另外的实施例版本,依赖于盐状态的测量值可以通过确定加速度来确定。由于道路的表面质量可能影响车辆的加速度,所以在另外恒定条件的情况下,可以从变化的加速度得出道路的盐状态。
根据另外的实施例版本,依赖于盐状态的测量值可以通过动力反馈来确定。在道路被除冰盐覆盖的情况下,转向的力反馈改变。因此,可能需要更大的转向增强。因此,在电动、电动液压或机电动力转向的情况下,可能需要偏离正常道路状况的动力馈送。通过分析必要的动力馈送,特定模式可以被确定并且与参考模式进行比较,以获取关于道路的盐状态的信息。
根据另外的实施例版本,依赖于盐状态的测量值可以根据道路水雾来确定。当道路由车辆行驶时,液体可以被推起(车辆水雾),道路的盐状态可以例如通过测量车辆水雾的电导率和/或pH值从其比较中得出。
根据另外的实施例版本,可以通过车辆水雾激起和沉积在挡风玻璃上形成的特定图案(纹影图像)可以用于获取测量值。纹影图像(例如水的颜色、盐粒的大小和颜色)可以用摄像机记录。道路的盐状态可以通过图像处理和模式识别算法得出。
根据另外的实施例版本,依赖于盐状态的测量值可以从车辆(例如机动车辆或自行车)确定。这可以实现确定当前正在行驶的道路的路段上的盐状态,以使将驾驶方式适应于当前状态是可能的。另外,通过GPS(全球定位系统)来确定车辆的位置并且因此获取关于道路的盐状态的空间解析信息是可能的。
一种根据本发明的用于生成关于道路的盐状态的信息的装置,该装置例如适合于根据本发明的方法来实施,该装置包含用于确定依赖于盐状态的测量值的传感器。在这种情况下,这可以是一个或多个相似或不同类型的传感器,即可以确定如上所述的一个或多个相似或不同类型的测量值的传感器。
此外,根据本发明的装置包含处理单元(处理器),该处理单元被设计用于将所确定的测量值处理成关于道路的盐状态的信息。
针对将所确定的测量值处理成关于道路的盐状态的信息,也参考上述实施例。
另外,根据本发明的装置包含用于输出关于道路的盐状态的信息的输出装置。在这种情况下,它可以是例如视觉显示器或可听信号。
根据各种实施例,处理单元可以被设计以使处理测量值包括将测量值与盐状态值相关联并且从盐状态值得到关于道路的盐状态的信息。
根据各种实施例,用于确定依赖于盐状态的测量值的至少一个传感器可以被实施为光学传感器、声学传感器、pH值传感器、电导率传感器、加速度传感器或用于确定电动力反馈的传感器。可选地,多个相似或不同类型的传感器可以形成传感器集群。
例如可以使用在与路面和在其上设置的盐粒相互作用之后分析可见或不可见范围内的电磁辐射(例如激光辐射、紫外线辐射或红外线辐射)的传感器作为光学传感器。例如,可以使用可以分析光的散射的传感器。
例如,麦克风可以用作在道路上行驶时记录噪声分布的声学传感器。道路的盐状态可以通过使用模式识别算法从噪声分布中得出。
根据各种实施例版本,摄像机可以用作可以通过微系统技术在红外和RGB记录之间切换的光学传感器。通过这种传感器,特别地可以检查和分析路面的外观。因此,例如,可以确定表面是否看起来是潮湿的。如果在低于0℃的温度下出现这种情况,则除冰盐的量足以相应地降低冰点。
此外,用于记录通过挡风玻璃上的车辆水雾产生的纹影图像的摄像机也可以用作光学传感器。在通过摄像机记录图像之后,可以通过图像处理和模式识别算法来处理纹影图像的性质(水的颜色、盐粒的大小和颜色)以获取关于盐状态的信息。
根据各种实施例版本,根据本发明的装置可以包含作为声学传感器的一个或多个固声转换器。如上所述,这些可以用于将例如车身的机械振荡转换为电信号。与麦克风相比,在这种情况下,周围环境的任何干扰噪声都不重要,因为所述噪声通常不能或几乎不影响机械振荡。
根据各种实施例版本,电导率传感器可以集成在车辆轮胎的运行表面内。车辆轮胎通常已经配备有发射器和接收器,以便例如监测轮胎压力。可以扩展这样的装置以另外地确定电导率并且将其传送到处理单元。
根据各种实施例,该装置可以被实施用于与控制单元(特别是车载电气系统控制单元)通信。这样的控制单元可以使用关于盐状态的信息作为输入数据,以便例如控制车辆的驾驶行为,即例如使速度适应于盐状态。
此外,控制单元可以将关于盐状态的信息与例如关于车辆本身的另外信息(加速能力、制动能力、轮胎状况等)或关于道路的另外信息(宽度、弯道的数量和频率、交通量、先前事故的数据等)组合并且处理,以便然后向车辆驾驶员输出对应的建议或相应地控制车辆本身。
根据本发明,根据上述方法的信息输出可以用作自推进机动车辆的输入数据,例如作为实际驾驶员的体验和指令的替代。
输入数据可以与另外的数据(例如特定车辆性能)一起用于获取关于当前状况的综合信息,该综合信息然后可以用于车辆的驾驶方式的对应的调整。
附图说明
下面将使用示例性实施例详细描述本发明,其中参照形成本发明的一部分并且可以应用本发明的具体实施例在其中被示出用于说明的附图。
应当理解的是,可以使用其他实施例,并且在不脱离本发明的保护范围的情况下可以进行结构上或逻辑上的改变。应当理解的是,本文所描述的各种示例性实施例的特征可以彼此组合,除非另有明确说明。因此,以下具体实施方式不被认为是限制性的,并且本发明的保护范围由所附权利要求来限定。
相关联的附图示出了:
图1是根据本发明的方法的流程图;
图2是根据本发明的装置的示意图。
具体实施方式
根据示例性实施例,生成关于由自推进车辆沿着行驶的道路的盐状态的信息。
根据本发明,首先确定依赖于盐状态的测量值,即允许得出关于使用除冰盐的结论的测量值。在本示例性实施例中,依赖于盐状态的测量值一方面通过确定设置在道路上的液体的电导率并且另一方面通过由摄像机记录由车辆水雾在车辆的挡风玻璃上形成的纹影图像来确定(图1中的S1)。为了确定电导率,在这种情况下,平均值由通过多个传感器测量的电导率值形成。
另外或供选择地,高速公路上或水雾的水的pH值、由路面和存在的任何盐粒产生的声音、路面和存在的任何盐粒上的光散射、动力转向所需的电流(伺服电流)和路面的记录图像都被用作测量值。
除了依赖于盐状态的测量值之外,可以确定不依赖于盐状态但例如可以用于测量值的随后处理的另外的测量值。例如,这样另外的测量值可以是温度或空气湿度。
在示例性实施例中确定道路上的液体的电导率并且由车辆水雾本身产生的纹影图像不是关于盐状态的直接信息。因此,电导率和纹影图像然后例如通过与彼此、与另外的测量值的相关性或者通过与先前发现的依赖性比较被处理成关于道路的盐状态的信息(图1中的步骤S2)。
在最简单的情况下,处理可以包含将信息与测量值直接相关联。因此,例如,例如通过将测量的电导率值与所述信息已经被相关联的列表电导率测量值进行比较,可以从电导率测量值得出关于存在足够或不足的除冰盐的直接结论。
然而,处理测量值还可以包括将电导率与定义的盐状态值相关联和将纹影图像与定义的盐状态值相关联并且基于盐状态值得到信息。将电导率与定义的盐状态值相关联和将纹影图像与定义的盐状态值相关联可以例如包括从所确定的电导率测量值计算盐浓度。所获取的测量值可以与使测量值与盐状态值能够相关联的对应的数据库进行比较。
将电导率和纹影图像两者与各自的盐状态值相关联、从所获取的盐状态值形成平均值并且然后从所述平均值得到信息也是可能的。
组合也是可能的,例如对于通过两个电导率传感器确定电导率测量值的情况,首先每个电导率传感器的测量值的平均值可以被形成并且每个可以与盐状态值(例如盐浓度)相关联。然后平均值也可以从盐状态值形成,从平均值得到关于盐状态的信息。
将信息与测量值直接相关联和/或将盐状态值与测量值相关联和/或将信息与盐状态值相关联也可以基于矩阵来实施,即例如形成矩阵,其中列索引表示电导率的不同值并且行索引表示不同的温度。每个矩阵条目然后对应于盐状态值或信息,并且与由相应的索引表示的电导率和温度对相关联。因此,对于测量值或盐状态值受另一个测量值或盐状态值影响或者测量值或盐状态值彼此影响的情况的任何交叉效应被更好地考虑。在本示例中,因此可以更好地考虑电导率的温度依赖性。
在方法S3的另外的步骤中,例如通过视觉显示器或可听信号来输出所获取的关于道路的盐状态的先前信息。输出可以例如对车辆的驾驶员或监控人员实施。
然而,此外,信息的输出也可以对车辆的控制单元实施,该控制单元是例如车载电气系统控制单元,其例如使用该信息作为输入数据以得到用于调整车辆的驾驶员的驾驶方式的建议或相应地直接控制车辆,即例如针对盐状态调整车辆的速度。
在设备方面,存在用于实施方法以确定依赖于盐状态的测量值的传感器1(图2)。在本示例性实施例中,传感器包括集成在车辆轮胎的运行表面内的电导率传感器和作为光学传感器的摄像机。通过电导率传感器,例如在五个单独的测量中确定电导率,其中形成算术平均值,其然后通过处理单元2在处理单元2中与记录的纹影图像一起被处理成关于道路的盐状态的信息。在一个实施例版本中,首先作为盐状态值的定义的盐浓度一方面与处理单元2中的电导率的平均值相关联,并且另一方面记录的纹影图像通过模式识别算法来分析,该模式识别算法可以可选地被实现为自学习,以便同样地从纹影图像获取盐浓度作为盐状态值。在例如通过上述矩阵将盐浓度与电导率的平均值相关联的期间,可以考虑电导率测量期间的外部温度。为此所需的温度测量值通过温度传感器3来获取。
从盐浓度,同时考虑到路面的当前温度,在处理单元2中因此得出盐浓度是否足以用于所需熔点降低,即是否可以防止冰的形成。
通过作为输出装置的显示器4,在方法的另外的步骤中输出关于道路的盐状态的信息。另外,通过将信息输出到车载电气系统控制单元,将所述信息用作自推进车辆的输入数据元素,其然后使车辆的速度适应于道路的盐状态。
附图标记列表
S1 确定依赖于盐状态的测量值
S2 将测量值处理成关于道路的盐状态的信息
S3 输出信息
1 传感器
2 处理单元
3 温度传感器
4 显示器

Claims (19)

1.一种用于生成关于道路的盐状态的信息的方法,包括:
-确定依赖于盐状态的测量值,
-将所述测量值处理成关于所述道路的所述盐状态的信息,
-输出所述信息。
2.如权利要求1所述的方法,其中处理所述测量值包括将所述测量值与盐状态值相关联并且从所述盐状态值得到关于所述道路的所述盐状态的信息。
3.如前述权利要求中任一项所述的方法,其中处理所述测量值包括确定概率值。
4.如前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述测量值通过模式识别算法来处理。
5.如权利要求4所述的方法,其中所述模式识别算法是自学习。
6.如前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述测量值使用隐马尔可夫模型和/或卡尔曼滤波器和/或期望最大化算法来处理。
7.如前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述依赖于盐状态的测量值是通过光学方法、声学方法、确定电导率、确定加速能力和/或电动力反馈来确定。
8.如权利要求7所述的方法,其中光探测和测距装置被用于所述光学方法。
9.如前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述依赖于盐状态的测量值是通过道路水雾来确定。
10.如权利要求9所述的方法,其中所述依赖于盐状态的测量值通过由所述道路水雾在挡风玻璃上产生的纹影图像来确定。
11.如前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述依赖于盐状态的测量值是从车辆确定。
12.一种用于生成关于道路的盐状态的信息的装置,包含:
-传感器,所述传感器用于确定依赖于盐状态的测量值,
-处理单元,所述处理单元被设计用于将所确定的所述测量值处理成关于所述道路的所述盐状态的信息,
-输出装置,所述输出装置用于输出所述信息。
13.如权利要求12所述的装置,其中至少一个传感器被实施为光学传感器、声学传感器、pH值传感器、电导率传感器、加速度传感器或用于确定电动力反馈的传感器。
14.如权利要求13所述的装置,其中摄像机作为所述光学传感器,所述摄像机能够通过微系统技术在红外和RGB记录之间切换。
15.如权利要求13或14所述的装置,其中摄像机作为所述光学传感器,所述摄像机用于记录由车辆水雾产生的挡风玻璃上的纹影图像。
16.如权利要求13至15中任一项所述的装置,其中固声转换器作为所述声学传感器。
17.如权利要求13至16中任一项所述的装置,其中电导率传感器被集成在车辆轮胎的运行表面内。
18.如权利要求12至17中任一项所述的装置,所述装置实施为与控制单元通信,特别是车载电气系统控制单元通信。
19.将根据如权利要求1至11中任一项所述的方法的输出信息作为自推进机动车辆的输入数据的用途。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109146208A (zh) * 2018-10-31 2019-01-04 中南大学 一种道路除冰盐用量预测方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017126411A1 (de) * 2017-11-10 2019-05-16 Hella Kgaa Hueck & Co. Verfahren zur Erfassung eines Zustandes einer Fahrbahnoberfläche
SE543227C2 (en) * 2019-02-28 2020-10-27 Omniklima Ab Method and arrangement for determining a condition of a road surface by superposing images of NIR camera and RGB sensor
CA3083679A1 (en) * 2019-06-18 2020-12-18 Flo-Draulic Controls Ltd. Control system for winter maintenace vehicle
DE102022132383A1 (de) 2022-12-06 2024-06-06 Endress+Hauser SE+Co. KG Ereigniserkennungsverfahren

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3891979A (en) * 1972-11-07 1975-06-24 Braun Otto P Road condition monitoring devices
US20040188190A1 (en) * 2003-03-28 2004-09-30 Takahiro Niwa Anti-squeal shim structure and a disc brake apparatus comprising the same
CN1704754A (zh) * 2004-06-01 2005-12-07 欧姆龙株式会社 盐分浓度的测定方法、测定装置及搭载该装置的车辆
CN101278325A (zh) * 2003-04-07 2008-10-01 顾德庞特技术基础设施管理系统软件与咨询服务公司 用于收集、分析和发布与交通基础设施和状况相关的信息的中央设备和智能车载车辆平台
US20160069743A1 (en) * 2014-06-18 2016-03-10 Innopix, Inc. Spectral imaging system for remote and noninvasive detection of target substances using spectral filter arrays and image capture arrays

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8768573B2 (en) 2003-08-11 2014-07-01 American Vehicular Sciences, LLC Technique for ensuring safe travel of a vehicle or safety of an occupant therein
US20150178572A1 (en) 2012-05-23 2015-06-25 Raqib Omer Road surface condition classification method and system
CN202795755U (zh) 2012-09-26 2013-03-13 招商局重庆交通科研设计院有限公司 公路气象及路面状况监测装置
CN103413441B (zh) 2013-06-26 2015-12-23 广东惠利普路桥信息工程有限公司 道路天气状况监控方法
US9187099B2 (en) 2013-10-17 2015-11-17 Richard M. Powers Systems and methods for predicting weather performance for a vehicle

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3891979A (en) * 1972-11-07 1975-06-24 Braun Otto P Road condition monitoring devices
US20040188190A1 (en) * 2003-03-28 2004-09-30 Takahiro Niwa Anti-squeal shim structure and a disc brake apparatus comprising the same
CN101278325A (zh) * 2003-04-07 2008-10-01 顾德庞特技术基础设施管理系统软件与咨询服务公司 用于收集、分析和发布与交通基础设施和状况相关的信息的中央设备和智能车载车辆平台
CN1704754A (zh) * 2004-06-01 2005-12-07 欧姆龙株式会社 盐分浓度的测定方法、测定装置及搭载该装置的车辆
US20160069743A1 (en) * 2014-06-18 2016-03-10 Innopix, Inc. Spectral imaging system for remote and noninvasive detection of target substances using spectral filter arrays and image capture arrays

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109146208A (zh) * 2018-10-31 2019-01-04 中南大学 一种道路除冰盐用量预测方法

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US20180095034A1 (en) 2018-04-05

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