CN108367683B - 一种控制使用电力道路系统的车辆中的安全系统的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于控制设置有集电器(14；22)的车辆中的车辆安全系统的方法，所述集电器(14；22)被布置成从位于路面中的预定横向位置中的电流导体(23)传输电力。所述集电器(14；22)能够被控制用于相对于所述车辆的纵向轴线的竖直和横向移位，以接触和/或跟踪所述电流导体。所述安全系统包括：至少一个前视数据收集系统(41、42)，所述前视数据收集系统(41、42)用于在与所述集电器(14；22)撞击之前检测道路上的障碍物；和电子控制单元(33)，所述电子控制单元(33)用于至少控制所述集电器的电力传输和移位。所述方法涉及执行如下步骤：检测障碍物位于所述集电器的路径中；将来自所述前视数据收集系统(41、42)的数据传输至所述电子控制单元；执行物体分类，以确定动态充电系统的损伤水平；基于所确定的损伤水平确定所述安全系统将采取的动作；以及至少取决于所确定的损伤水平开始动作。

Description

一种控制使用电力道路系统的车辆中的安全系统的方法

技术领域

本发明涉及一种控制使用电力道路系统的车辆中的安全系统的方法以及一种使用这种方法操作的车辆。

本发明能够应用于车辆，诸如卡车、公共汽车、小汽车和建筑设备。虽然将关于商用车辆来描述本发明，但是本发明不限于这种特殊车辆，而是也可在重型车辆(诸如铰接式拖车形式的工作机器)中使用。

背景技术

在电力道路系统(ERS)上行驶的车辆设置有集电器，该集电器被布置成将来自位于道路表面上的电流导体的电力输送到车辆，用于驱动车辆或者对蓄电装置、诸如车辆上车载的高电压电池进行充电。电流导体是能够包括沿电力道路延伸的一对平行轨道的充电表面，所述轨道能够经由集电器将直流电(DC)供应至车辆。

这种类型的车辆能够设置跟踪装置，以允许集电器跟踪和跟随电流导体。由于跟踪装置具有有限的横向移位范围，所以驾驶员能够驾驶车辆，驾驶员需要沿着道路保持相对稳定的路线。这就要求驾驶员集中注意力于车道保持，这在长距离上可能会令人厌烦和乏味。可替代地是，能够通过合适的自动车道保持装置来操纵车辆，以沿着电力道路保持期望的路线。与ERS操作相关的一个问题是，即使车道保持装置在运行中时，驾驶员也不能完全放松，而是必须准备好在短时间内接管控制以保持中央车道位置，或者如果障碍物位于车辆路径中则执行回避动作。在后一种情况下，可能需要驾驶员做出快速决定，并可能决定不必要地离开ERS道路，以防止损伤集电器。取决于当前交通密度，这种动作可能导致不希望的车辆速度变化或制动，甚至导致内燃机不必要的启动。这些动作中的任何一个都会对行驶时间和燃油效率造成负面影响，并且将中断车载蓄能单元的充电。

本发明旨在在于克服与在检测到障碍物时相对于ERS的充电表面控制车辆相关的问题，并且提供用于以安全方式帮助驾驶员操作车辆的适当装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种车辆安全系统，这种系统允许在车辆的前方检测到障碍物时安全地操作车辆。

通过根据下述方法和车辆来实现该目的。

在下文中，措词“电力道路系统”将由缩写ERS描述。ERS能够包括导电系统或感应系统。导电系统需要包括两个平行轨道的导体与对应的集电器之间的直接接触，以传输DC电力。感应系统使用嵌入路面中的电磁发射线圈和车辆中的接收线圈，所述电磁发射线圈和所述接收线圈是电共振的，使得它们将道路上方的磁通量转换成在车辆中使用的电能，其中能量能够被用来为电池充电或驱动车辆中的电动机。

在文中，措词“集电器”被用作适于从路面中或路面上的电能源传输电力的装置的统称。这种集电器包括拾电器或类似装置，它们被布置成紧邻电流导体或与电流导体接触。拾电器经由可控组件附接到车辆，所述可控组件允许拾电器相对于车辆竖直和横向移位。这种移位例如能够通过臂或保持器实现，所述臂能够绕水平枢转接头朝向路面竖直枢转并且绕竖直枢转接头以弧形横向枢转，所述保持器沿着第一引导件竖直移位并且绕横向于车辆安装的第二引导件横向移位。因此，当声称集电器移位以跟踪电流导体时，这意味着这种装置移位以允许集电器的拾电器组件被布置成紧邻电流导体或接触电流导体。

本发明涉及一种用于电力道路系统(ERS)的安全系统，并且旨在克服由于路上的障碍物影响拾电器而导致的在电力传输期间对ERS拾电器的潜在损伤的问题。本发明涉及使用前视数据收集系统监测导电或感应充电表面，并在撞击之前检测道路上的障碍物。数据被传输到车载ERS控制器，以确定是否应开始动作来停止充电和/或执行缩回来升起拾电器。ERS控制器还能够确定动作的水平，即仅升起拾电器装置是否足够，或者是否需要执行车道更换或停车。

根据本发明的第一方面，这种目的通过一种用于控制设置有集电器的车辆中的车辆安全系统的方法来实现，该集电器被布置成从位于路面中的预定横向位置中的电流导体传输电力，其中该集电器能够被控制用于相对于所述车辆的纵向轴线的竖直和横向移位，以接触和/或跟踪电流导体。该安全系统包括：至少一个前视数据收集系统，所述前视数据收集系统用于在与集电器撞击之前检测道路上的障碍物；和电子控制单元，所述电子控制单元用于至少控制集电器的电力传输和移位。该方法包括如下步骤：

■检测障碍物位于集电器的路径中；

■将来自前视数据收集系统的数据传输至电子控制单元；

■基于所传输的数据执行物体分类，以确定动态充电系统的损伤水平；

■基于所确定的损伤水平确定安全系统将采取的动作；以及

■至少取决于所确定的损伤水平开始动作。

当确定损伤水平超过第一值时，则安全系统至少开始中断来自电流导体的电力传输。当确定即将发生碰撞时执行该动作，但此时可能不需要缩回集电器或车辆的移位。例如，如果确定障碍物太小而不会损伤拾电器，则允许拾电器或位于拾电器装置的前方的保护装置撞击并移除或越过障碍物。仅作为安全预防措施而中断供电，使得集电器在碰撞期间没有任何带电组件。此外，如果导电拾电器与电流导体分离，则供电中断防止电弧放电，并且还能够防止车载电力系统中的不期望电流浪涌。电力传输的中断例如能够通过中央接线盒或类似的合适装置中的可控接触器来执行。

当确定损伤水平超过大于第一值的第二值时，则安全系统开始将集电器竖直缩回到至少部分缩回位置。当确定障碍物足够大从而引起拾电器损伤时，能够直接执行该动作，或者在由于更新物体分类而超过第一级之后执行该动作。在这两种情况下，优选地执行电力传输的初始中断。如果确定能够通过允许拾电器越过障碍物而避开障碍物，则能够执行集电器的部分缩回。在这种情况下，能够在障碍物之后立即将集电器恢复到其下降位置，并且能够以最小延迟重新开始电力传输。

当确定损伤水平超过大于至少第一值或第二值的第三值时，则安全系统开始将集电器至少竖直地缩回至缩回位置。当确定障碍物足够大从而引起至少部分缩回的拾电器损伤时，能够直接执行该动作，或者在由于更新物体分类而超过第一级或第二级之后执行该动作。在这种情况下，如果确定能够通过允许拾电器越过障碍物或到达障碍物一侧而避开障碍物，则能够执行集电器的完全缩回和/或横向移位。虽然能够在竖直缩回之间执行横向移位，但是较不期望导电的集电器在移位期间受到过量磨损。与上述情况相同，优选地是执行电力传输的初始中断。这种操作允许集电器能够在越过障碍物后立即恢复到其下降位置，并且能够以最小延迟重新开始电力传输。

当确定损伤水平超过大于至少第一值的第四值时，则安全系统开始回避动作。当确定障碍物足够大从而引起完全缩回的拾电器损伤时，能够直接执行该动作，或者在由于更新物体分类而超过较低损伤水平中的任一个之后执行该动作。在这种情况下，如果确定能够通过允许拾电器越过障碍物和/或到达障碍物一侧而避开障碍物，则必须执行集电器的完全缩回和/或部分车辆上的适当回避动作。与上述情况相同，优选地是执行电力传输的初始中断。这种操作允许集电器能够在越过障碍物和取消车辆的回避动作后立即恢复到其下降位置，并且能够在短暂延迟之后重新开始电力传输。

在这种情况下，合适的回避动作可以是车辆的侧向移位。侧向移位能够通过开始车辆转向动作来执行，以执行车道变换从而将车辆移动到相邻车道中或将车辆移动到硬路肩上。可替选地是，回避动作能够涉及开始车辆减速动作来制动或停止车辆。如果车辆的侧向移位不能立即实现，则车辆能够减速以允许在到达障碍物之前进行车道更换。如果车辆不可能侧向移位，则车辆能够在到达障碍物之前制动并停止。

在上述示例中，从前视数据收集系统传输到电子控制单元的数据被用于确定与所检测到的障碍物碰撞的估计时间。所采取的任何动作都取决于碰撞的估计时间开始。

根据本发明的第二方面，该目的通过一种包括用于集电器的安全系统的车辆来实现，该集电器被布置成从位于路面中的预定横向位置中的电流导体传输电力。该集电器被布置成能够被控制用于相对于所述车辆的纵向轴线的竖直和横向移位，以便保持与电流导体的最佳接触和/或跟踪电流导体。该安全系统包括：至少一个前视数据收集系统，所述前视数据收集系统用于在与集电器撞击之前检测道路上的障碍物；和电子控制单元，所述电子控制单元用于至少控制集电器中的电力传输和集电器的移位。合适的车载前视数据收集系统能够包括例如雷达或光学雷达系统、激光系统、超声波系统、相机系统或适用于车辆防撞系统或车道保持系统的类似数据收集系统中的一种或多种。

所述至少一个前视数据收集系统被布置成检测障碍物位于集电器的路径中并且将数据从前视数据收集系统发送到电子控制单元。电子控制单元被布置成执行物体分类，以基于传输的数据确定集电器的损伤水平并且基于所确定的损伤水平确定安全系统要采取的合适动作。电子控制单元被布置成随后至少根据所确定的损伤水平来开始动作。

根据第一示例，电子控制单元被布置成如果所确定的损伤水平指示障碍物在集电器的路径中，则至少中断通过集流器的电力传输。当确定即将发生碰撞时执行该动作，但此时可能不需要集电器的缩回或车辆的移位。

根据另一示例，电子控制单元被布置成如果所确定的损伤水平指示当前传输位置中的集电器损伤，则至少部分地缩回集电器。当确定障碍物足够大从而引起拾电器损伤时，能够直接执行该动作，或者在由于更新物体分类而超过第一级之后执行该动作。在这两种情况下，都优选地执行电力传输的初始中断。如果确定能够通过允许拾电器越过障碍物而避开障碍物，则能够执行集电器的部分缩回。如果确定障碍物足够大从而引起部分缩回的拾电器和/或横向移位的拾电器损伤，则能够执行集电器的完全缩回。

根据另一示例，电子控制单元被布置成如果所确定的损伤水平指示缩回位置中的集电器损伤，则开始回避转向和/或减速动作。当确定障碍物足够大从而引起完全缩回的拾电器损伤或障碍物可能损伤车辆本身时，能够直接执行该动作，或者在由于更新物体分类而超过任何一个较低损伤水平之后执行该动作。适当的回避动作能够为车辆的侧向移位或者车辆减速动作以制动或者停止车辆。

本发明提供了一种装置，该装置用于防止对拾电器的损伤，该对拾电器的损伤引起碎屑散布在道路上。这种装置还辅助驾驶员避开障碍物，并且避免通常需要维修的对拾电器的损伤。通过评估前视数据收集系统的数据并根据数据确定损伤水平，安全系统能够采取适当的动作。当障碍物太小而不能损伤拾取器时，或者如果能够通过执行拾取器的部分或全部缩回(可能与横向移位相结合)来避开障碍物，则能够避免不必要的回避动作并且由此最小化对行驶时间、燃料效率和/或车载蓄能单元的充电的负面影响。驾驶员的工作量也会减少，因为安全系统能够通过采用车内前视数据收集系统的数据做出关于将要采取的适当动作的更快和更准确决定。

本发明还涉及一种包括程序代码装置的计算机程序，该程序代码装置用于当该程序在计算机上运行时执行用于控制车辆安全系统的上述方法的步骤。本发明还涉及一种携带计算机程序的计算机可读介质，该计算机程序包括用于当该程序产品在计算机上运行时执行用于控制车辆安全系统的上述方法的步骤的程序代码装置。本发明还涉及一种用于控制车辆安全系统的控制单元，该控制单元被构造为执行该方法的步骤。

本发明的其它优点和有利特征在以下说明中公开。

附图说明

在下文中，将参考附图详细地描述本发明。这些示意图仅用于说明的目的，并不以任何方式限制本发明的范围。

在附图中：

图1A示出根据本发明的示意性电力道路系统；

图1B示出图1A中的车辆的示意性平面图；

图2示出根据本发明的集电装置的示意性前视图；

图3A示出用于控制定位装置的控制装置的示意图；

图3B示出根据本发明的用于控制安全系统的控制装置的示意图；

图4示出示意性流程图，其示出根据本发明的安全系统的操作；以及

图5示出应用于计算机装置的本发明。

具体实施方式

图1A示出其中车辆10在设置有用于向车辆10供应电流的装置的道路11上行驶的示意性电力道路系统(ERS)。车辆10设置有集电装置12，该集电装置12能够降低，以接触位于道路11表面中的电流导体13。车辆能够为电动车辆或混合动力电动车辆。

集电装置12包括集电器14，集电器14被布置成使用合适的致动器(未示出)在缩回的、非致动的第一位置和与电流导体13相接触的操作性第二位置之间移位。图1A示出集电器处于其操作位置。定位装置被设置成用于至少在车辆的竖直方向上移动集电器14。

在这种情况下，定位装置将被描述为用于集电器的可移位臂或保持器，该臂能够相对于车辆上的具有水平轴线的枢轴以直线或弧形路径竖直地移位。用于这种臂的定位装置也能够包括用于使臂在车辆的横向方向上相对于车辆上的具有竖直轴线的枢轴以直线或弧形路径移位的致动器装置。可替选地是，横向定位装置能够包括连接到车辆中的电子可控转向系统的合适控制装置，其中能够使用一对可转向轮执行车辆相对于电导体的侧向定位。例如，如果车辆必须在侧向方向上移位以使电流导体处于携带电流导体的可移位臂的横向范围内，则能够进一步使用上述装置的组合来执行定位。这里将不再详细描述集电装置的设计。

图1B示出了图1A中的车辆的示意性平面图。该图示出了具有集电装置12的车辆10，该集电装置12能够降低到与位于道路11的表面中的电流导体13接触。道路11具有预定的宽度，并且电流导体13位于道路11的表面中的预定位置中，距道路11的一个侧边缘预定的侧向距离。车辆10设置有安全系统，该安全系统包括具有多个传感器(诸如覆盖车辆的前方的一个或多个区域A1、A2的至少一个前视传感器阵列)的车内前视数据收集系统。额外的传感器可以包括覆盖车辆的侧向方向上的区域A3、A4的侧面传感器和覆盖车辆的后方的区域A5、A6的后视传感器阵列。适用于此目的的传感器例如为雷达或光学雷达(激光雷达)系统、激光系统、超声波系统、视觉或立体相机系统或用于车辆防撞系统或车道保持系统中的类似合适的数据收集系统。前视传感器阵列能够包括使用面向前方的毫米波雷达的基于雷达的系统、基于光学雷达或基于激光雷达的系统、视觉或立体相机系统或这些系统的组合来提供例如视觉传感器和雷达传感器之间的传感器融合。

图1B中的示例示出具有前视光学雷达传感器的车辆，所述前视光学雷达传感器包括覆盖第一区域A1的长距离传感器S1和覆盖第二区域A2的短距离传感器S2。为了识别与集电器14或车辆10的潜在碰撞，传感器能够并排安装或者竖直或侧向分离，以用于检测和识别障碍物。光学雷达传感器能够被组装至前照灯或其它辅助灯总成中。光学雷达传感器也能够为后视镜总成的一部分，或者被安装在保险杠或格栅总成的开口的后面，或者能够被高高地安装在车门或车顶支架上或类似的合适车辆位置上。

覆盖车辆10的前方的区域A1、A2的前视传感器阵列S1、S2用于检测位于集电器14的路径中的障碍物O。来自传感器S1、S2的输出信号至少用于2D图像生成，更优选地是用于3D图像生成，以便鉴别和/或识别物体和障碍物以及用于确定集电器14的路径中的物体或障碍物O的延伸和/或尺寸。前视光学雷达传感器被连接到中央电子控制单元，该中央电子控制单元将来自每个独立光学雷达传感器的可用数据合成为描述主车辆的封闭路径上的物体和障碍物的合成3D地图。可替选地是，可以使用传统的2D静态图像或视频序列来改善所生成的3D固体模型和场景地图的质量。

图2示出根据本发明的一个示例的集电装置22的示意性前视图。集电装置22被安装在位于道路21的示意性截面图之上的示意性指示车辆20上。包括用于供应DC电流的第一和第二电源轨道23a、23b的电流导体23位于道路21的表面中。集电装置22包括具有第一和第二接触器24a、24b的集电器24，该第一和第二接触器24a、24b用于从相应的第一和第二电源轨道23a、23b收集电流。集电器24被联接至竖直定位装置25，所述竖直定位装置25用于使集电器24从与车辆20相邻的缩回第一位置P1移位至接触电流导体23的有效第二位置P2。竖直移位以箭头V指示。当检测到第一和第二接触器24a、24b与它们相应的第一和第二电源轨道23a。23b竖直对齐时，则将集电器24降低至有效、第二位置。

图2中示出集电器24处于可选的中间位置P3。集电器24能够竖直移位至处于第一和第二位置P1、P2之间的中间位置P3中，以便在将集电器24降低到第二位置P2之前定位电流导体23。可替选地是，集电器能够以连续运动的方式从第一位置移位，经过中间位置，并且到达第二位置。

在图2中所示的示例中，集电器24和竖直定位装置25被附接至横向定位装置26。竖直定位装置26被布置成使集电器24和竖直定位装置25在如箭头T所示的车辆20的横向方向上移位。横向定位装置26被控制成使集电器24在车辆20的横向方向上移位，开始定位并且之后跟踪电流导体23。执行跟踪以保持第一和第二接触器24a、24b与它们的相应第一和第二电源轨道23a、23b竖直对齐。根据图2中的示例，通过使用用于检测位于电流导体23之间或者与电流导体23相邻的信号电缆27的位置的一个或者更多竖直天线(未示出)来执行电流导体23的定位和跟踪。然而，本发明不限于这种定位电流导体的方法。

图3A示出用于控制上述用于定位和跟踪第一和第二电源轨道23a、23b的定位装置的控制装置的示意图。控制装置包括竖直天线形式的第一检测装置31，该第一检测装置31被优选地安装在集电器上或者与集电器相邻的适当位置处，例如拾电器24上(参见图2)。图3A示出单个竖直天线31，但是能够使用多个天线或者接近传感器，以形成具有更大精度和/或范围的传感器阵列。竖直天线31被连接至信号接收器32，用于检测被感应到竖直天线31中的信号。来自信号接收器32的输出信号被发送至电子控制单元(ECU)33，该电子控制单元33被布置成处理输出信号并且向位置控制器34生成控制信号。位置控制器34被布置成至少确定待由竖直致动器35和横向致动器36执行的所需移位，以便将集电器移动为与电流导体23的第一和第二电源轨道23a、23b竖直对齐。

根据可替选示例，横向致动器36能够由可选的车辆转向致动器37补充或消除。车辆转向致动器37能够代替横向致动器36使用，用于使车辆在集电器的横向方向上移动。根据另一可替选示例，车辆转向致动器37能够与横向致动器36一起使用，用于如果电流导体23不在横向致动器36的可移位范围内则使车辆自主侧向运动和/或用于保持在道路上的期望侧向位置。根据另一可替选示例，车辆被手动转向，因此，驾驶员能够从ECU 33接收指示车辆偏离期望位置预定距离并且需要转向修正的音频、视频和/或触觉信号。

在操作中，竖直天线31将监测从位于道路中的相对于第一和第二电源轨道23a、23b处于预定位置处的信号电缆27发送的预定信号的存在与否。信号由连接到信号电缆27的信号生成器30生成，并具有预定信号特性。当竖直天线31位于范围内时，信号将被感应到竖直天线31中，并被信号接收器32检测到。响应于从接收器发送到ECU 33的检测信号，ECU33将确定集电器是否应展开、降低到其活动位置或缩回。来自信号接收器31的输出包含与信号强度和振幅有关的数据以及其数据由ECU 33连续处理的信号的相位特性。响应于接收到的信号数据，ECU 33将控制信号发送到位置控制器34，该位置控制器34确定竖直和横向致动器36、35中的每一个的所需移位，以维持集电器与电流导体侧向对齐。当信号停止时，例如在ERS道路结束时，ECU 33将向位置控制器34发送信号以致动竖直致动器35并缩回集电器。

可替选的电力传导系统能够为包括埋入路面中的感应回路的电流导体，该电流导体在无需接触集电器的情况下产生磁场以向车辆供应能量。这种非接触式能量传输是通过流经导体的电流产生磁场来实现的。在交流电(AC)的情况下，即使两个导体彼此不接触，也在车辆的第二导体中感应出电压。通过使用所施加的交流电的精确控制频率，从而确保了向接收电路发送的高效传输。用于定位感应电流导体的原理将与结合图2所描述的电源轨道装置基本相同。

图3B示出了根据本发明的用于控制安全系统的控制装置的示意图。控制装置包括覆盖车辆10的前方区域A1、A2(图1B)的前视传感器阵列41、42，所述前视传感器阵列41、42用于检测位于集电器14的路径中的障碍物O。来自至少一个传感器41、42的输出信号被发送到至少执行2D图像生成(更优选地为3D图像生成)的电子控制单元(ECU)33，以便鉴别和/或识别物体和障碍物以及用于确定在集电器14的路径中的物体或障碍物O的延伸和/或大小。

随后，电子控制单元33将基于所传输的数据和该数据的后续处理执行初始物体分类，以来确定动态充电系统的损伤水平。取决于所确定的损伤水平，电子控制单元33将基于所确定的损伤水平来确定安全系统要采取的动作，并且至少根据该初始确定的损伤水平来开始动作。当障碍物进入传感器范围中时，障碍物首先由第一传感器阵列41监测，随后由第二传感器阵列42监测。由电子控制单元33连续评估来自传感器阵列41、42的传输数据，以确定初始物体分类是否正确以及是否需要校正所确定的损伤水平。

如果确定损伤水平低，则安全系统至少开始来自电流导体的电力传输的中断。当确定即将发生碰撞时执行该动作，但可能不需要集电器的缩回或车辆的移位。

如果确定损伤水平中等，超过低水平，则安全系统开始将集电器竖直缩回到至少部分缩回位置。根据物体造成的威胁，中等水平能够被分为多个子水平，这些子水平能够确定是否需要全部或部分缩回。当确定障碍物足够大从而对拾电器造成损伤时，能够直接执行该动作，或者在由于物体分类的更新而超过低水平之后执行该动作。如果确定能够通过允许拾电器通过或到达障碍物的一侧而避免障碍物，则能够执行集电器的部分缩回。优选地是在缩回之前执行电力传输的初始中断。

如果确定损伤水平高，超过所有其它水平，则安全系统开始回避动作。当确定障碍物足够大从而造成完全缩回的拾取器损伤或者障碍物可能损伤车辆本身时，能够直接执行该动作或者在由于更新物体分类而超过任何一个较低的损伤水平之后执行该动作。在这种情况下，如果确定不能通过允许拾取器越过和/或到达障碍物一侧而避开障碍物，则必须执行集电器的完全缩回以及在车辆部分上的适当的回避动作。优选地是在缩回和车辆移位之前执行电力传输的初始中断。

根据所确定的损伤水平，电子控制单元33将中断电力传输，并且生成对位置控制器34的控制信号。位置控制器34被布置成至少确定将由竖直致动器35和横向致动器36执行的所需移位，以便将集电器移动到期望的缩回位置。如果需要回避动作，则电子控制单元33将生成控制信号给车辆转向致动器37，以使车辆自主侧向移动到相邻车道中或硬路肩上。如果侧向回避动作不可能或不可立即进行，则电子控制单元33将生成控制信号给车辆制动致动器38，以使车辆自主制动。

根据可替选示例，车辆在回避动作期间被手动转向，由此驾驶员能够从ECU 33接收指示需要进行转向校正以使车辆侧向移位从而避开障碍物的音频、视频和/或触觉警告信号。类似地，如果不能进行转向动作，则驾驶员能够接收到指示需要制动以减慢或停止车辆从而避免与障碍物碰撞的音频、视频和/或触觉警告信号。

图4示出示意性流程图，其示出根据本发明的安全系统的操作。将参考图1-3B来描述流程图。在操作中，当车辆10进入ERS道路时，在第一步骤411中开始该方法，使得集电器14降低到第二位置P2以将电力从电流导体13、23传输到车辆。在随后的步骤412中，覆盖车辆10的前方的区域A1的前视传感器阵列41将对车辆的前方的道路上监测位于集电器14的路径中的障碍物O。在随后的步骤413中，确定是否已经检测到物体。只要没有检测到障碍物，就在上述步骤412中继续监测。然而，如果检测到障碍物，则传感器阵列41在下一步骤414中将数据传输到电子控制单元33(参见图3和4)。电子控制单元33使用3D图像生成来执行物体识别，以鉴别和/或识别障碍物O，并且如果可能，确定物体或障碍物的纵向和侧向延伸和/或尺寸。在之后的步骤415中，电子控制单元33将执行初始物体分类，以基于所传输的数据和该数据的后续处理来确定动态充电系统的损伤水平。

根据所确定的损伤水平，电子控制单元33将基于所确定的损伤水平来确定安全系统要采取的动作，并且至少根据该初始确定的损伤水平来开始动作。当障碍物进入传感器范围中时，障碍物首先由第一传感器阵列41监测，随后由第二传感器阵列42监测。由电子控制单元33连续评估来自传感器阵列41、42的传输数据，以确定初始物体分类是否正确以及是否需要校正所确定的损伤水平。

在之后的步骤416中，电子控制单元33被布置为如果确定损伤水平高并且集电器和车辆将由于与障碍物的碰撞而受损，则执行进一步的步骤417，步骤417包括中断通过集电器14的电力传输并开始回避动作。这些动作能够直接执行，或者在确定障碍物足够大或足够重从而造成完全缩回的拾电器损伤或障碍物可能损伤车辆本身的情况下，由于更新物体分类超出了较低或中等损伤水平中的任何一个之后执行。电力中断的定时能够取决于所确定的损伤水平。例如，如果损伤水平高，那么车辆可能不得不离开ERS，这需要电力传输被快速中断，以便允许有足够的时间避开障碍物。回避动作可以在由具有相对较长距离的第一传感器阵列41检测到相对大的障碍物之后执行。期望较早地检测到较大的障碍物，以便给ECU 33足够的时间以在到达障碍物之前准备车道变换和/或制动车辆。保持供电中断直到集电器已经通过障碍物。如果确定损伤水平不高，则过程绕过步骤416和417。

在之后的步骤418中，如果确定损伤水平为中等并且集电器将因与障碍物碰撞而损伤，则电子控制单元33被布置成执行进一步的步骤419，包括断开通过集电器14的电力传输并且开始缩回集电器。电力中断的时间能够取决于所确定的损伤水平。例如，如果损伤水平为中等，则必须中断电力传输，以便有足够的时间使集电器移位，从而避开障碍物。基于损伤水平和物体识别来做出部分或全部缩回集电器的决定，物体识别将给出大致的高度和宽度以及还有障碍物的横向延伸。在这一点上，能够做出另外的决定来执行集电器的横向移位从而转移到障碍物一侧。这种动作能够直接执行，或者在确定障碍物足够大而导致拾电器损伤的情况下由于物体分类的更新而超过初始低水平之后执行。保持供电中断直到集电器通过障碍物。

在之后的步骤420中，电子控制单元33被布置成：如果确定损伤水平相对低并且集电器不会因与障碍物碰撞而受损，则执行进一步的步骤421，步骤421包括中断通过集电器14的电力传输，因为所确定的损伤水平指示障碍物处于集电器的路径中。如果损伤水平低，则不需要集电器的移位及集电器的缩回，并且能够将传输中断的时间延迟到与障碍碰撞之前的时间。保持供电中断直到集电器通过障碍物。

一旦已经确定损伤水平，并且已经响应于这一水平采取适当动作，则电子控制单元33将在进一步的步骤422中监测从传感器41、42传输的数据，以便确定车辆已经通过障碍物。当车辆已经通过障碍物时，过程继续进行到下一步骤23，其中重新开始正常的ERS操作。响应于所确定的损伤水平而执行的动作的逆转被逆转，由此车辆重新加入ERS，降低集电器和/或重新连接电力传输。在最后步骤424中，确定车辆是否仍在ERS道路上行驶，并且过程返回到第一步骤411，以监测另外的障碍物。

本发明还涉及一种计算机程序、计算机程序产品和计算机的存储介质，它们都与计算机一起使用，以执行上述任何示例中所述的方法。

图5示出根据本发明的一个实施例的设备500，包括非易失性存储器520、处理器510和读写存储器560。存储器520具有第一存储器部分530，在第一存储器部分530中存储有用于控制设备500的计算机程序。存储器部分530中的用于控制设备500的计算机程序能够为操作系统。设备500例如能够被封入控制单元(诸如控制单元33(图3B))中。数据处理单元510能够包括例如微型计算机。存储器520还具有第二存储器部分540，在第二存储器部分540中存储有用于控制根据本发明的车辆安全系统功能的程序。在可替选实施例中，在用于数据的单独非易失性存储介质550，诸如CD或可更换半导体存储器中存储有用于控制车辆安全系统的程序。程序能够以可执行形式或以压缩状态存储。

当在下面陈述数据处理单元510运行特定功能时，应明白，数据处理单元510正在运行存储在存储器540中的程序的特定部分或存储在非易失性存储介质550中的程序的特定部分。数据处理单元510被定制用于通过数据总线514与存储存储器550通信。数据处理单元510还被定制用于通过数据总线512与存储器520通信。另外，数据处理单元510被定制用于通过数据总线511与存储器560通信。数据处理单元510还被定制用于通过使用数据总线515与数据端口590通信。根据本发明的方法能够由数据处理单元510来执行，通过运行存储在存储器540中的程序或存储在非易失性存储介质550中的程序来执行。

应理解，本发明不限于上述和附图中示出的实施例；相反，本领域技术人员应明白，可以在所附权利要求的范围内做出许多改变、变体和变型。

Claims (12)

1.一种用于控制设置有集电器(14；22)的车辆中的车辆安全系统的方法，所述集电器(14；22)被布置成从位于路面的预定横向位置处的电流导体(23)传输电力，其中，所述集电器(14；22)能够被控制用于相对于所述车辆的纵向轴线的竖直和横向移位，以接触和/或跟踪所述电流导体，所述安全系统包括：

-至少一个前视数据收集系统(41、42)，所述前视数据收集系统(41、42)用于在与所述集电器(14；22)撞击之前检测道路上的障碍物；和

-电子控制单元(33)，所述电子控制单元(33)用于至少控制所述集电器的电力传输和移位；

其特征在于，所述方法执行如下步骤：

■检测障碍物位于所述集电器的路径中；

■将来自所述前视数据收集系统(41、42)的数据传输至所述电子控制单元；

■基于所传输的数据来进行物体分类，以确定用于动态充电系统的损伤水平；

■基于所确定的损伤水平来确定所述安全系统将采取的动作；以及

■当所述损伤水平超过阈值时，至少取决于所确定的损伤水平来开始所述动作，其中，当所述损伤水平超过阈值时，所述安全系统开始至少中断来自所述电流导体的电力传输和将所述集电器竖直地缩回到至少部分缩回位置中的至少一个。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述损伤水平超过大于至少所述阈值的第二阈值，其中，所述安全系统开始至少将所述集电器竖直地缩回到缩回位置。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述损伤水平超过大于至少所述阈值的第三阈值，其中，所述安全系统开始回避动作。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，开始动作包括执行车道变换的车辆转向动作。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，开始动作包括制动或者停止车辆的车辆减速动作。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，开始所述动作取决于基于所传输数据的碰撞估计时间。

7.一种包括用于集电器(14；22)的安全系统的车辆(10)，所述集电器(14；22)被布置成从位于路面中的预定横向位置中的电流导体传输电力，其中，所述集电器(14；22)被布置成能够被控制用于相对于所述车辆的纵向轴线的竖直和横向移位，以接触和/或跟踪所述电流导体，所述安全系统包括：

-至少一个前视数据收集系统(41、42)，所述前视数据收集系统(41、42)用于在与所述集电器(14；22)碰撞之前检测道路上的障碍物；和

-电子控制单元，所述电子控制单元用于至少控制所述集电器的电力传输和所述集电器的移位；

其特征在于，

-所述至少一个前视数据收集系统(41、42)被布置成检测障碍物位于所述集电器的路径中，并且将数据从所述前视数据收集系统(41、42)发送到所述电子控制单元；

-所述电子控制单元被布置成执行物体分类，以基于所传输的数据来确定用于所述集电器的损伤水平，并且基于所确定的损伤水平来确定所述安全系统要采取的动作；并且

-所述电子控制单元被布置成当所述损伤水平超过阈值时至少根据所确定的损伤水平来开始所述动作，其中，当所述损伤水平超过阈值时，所述安全系统开始至少中断来自所述电流导体的电力传输和将所述集电器竖直地缩回到至少部分缩回位置中的至少一个。

8.根据权利要求7所述的车辆，其特征在于，所述电子控制单元被布置成：如果所确定的损伤水平表明障碍物位于所述集电器的路径中，则至少中断通过所述电流导体的电力传输。

9.根据权利要求7或8所述的车辆，其特征在于，所述电子控制单元被布置成：如果所确定的损伤水平表明对当前传输位置中的所述集电器造成损伤，则至少部分地缩回所述集电器。

10.根据权利要求7或8所述的车辆，其特征在于，所述电子控制单元被布置成：如果所确定的损伤水平表明对处于缩回位置的所述集电器造成损伤，则开始回避转向和/或减速动作。

11.一种计算机可读介质，所述计算机可读介质携带计算机程序，所述计算机程序包括用于执行根据权利要求1至6中的任一项所述的步骤的程序代码装置，用于当所述计算机程序在计算机上运行时控制车辆安全系统。

12.一种用于控制车辆安全系统的控制单元，所述控制单元被构造成执行根据权利要求1至6中的任一项所述方法的步骤。

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