CN110356406A - 用于处理车辆行驶其上的道路的状况的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本文中的各实施例涉及一种由用于处理车辆(100)行驶其上的道路的状况的车辆系统执行的方法。车辆系统检测道路的第一部分(105)具有第一状况，该第一状况与道路的第二部分的第二状况(108)不同。车辆系统估算第一部分(105)的摩擦并评估所估算的摩擦。当评估的结果指示道路的第一部分(105)所估算的摩擦影响车辆的预期运动时，车辆系统确定应该调节车辆的运动，并且如所确定的启动车辆在道路上的运动的调节。

Description

用于处理车辆行驶其上的道路的状况的方法和系统

技术领域

本文中的各实施例总体上涉及一种车辆系统、一种由所述车辆系统执行的方法以及一种包括所述车辆系统的车辆。更具体地，本文中的各实施例涉及处理车辆行驶其上的道路的状况。

背景技术

车辆需要安全地驾驶，还考虑与轮胎到道路摩擦相关的有挑战的使用情况。这对于手动、半自动和全自动车辆是重要的。在危险的道路摩擦状况中安全地驾驶对于人类和自主化驾驶员来说都是有挑战的。

当道路的不同部分中摩擦特征不同时，道路状况可能是危险的。痕迹(tracks)和斑块(patches)是可能危险的道路状况的示例。

痕迹可以是例如湿车道标记、雪中的车轮痕迹、充满水的痕迹、车轮痕迹之间的厚雪堆、被水填充的痕迹、车轮痕迹外部的松散砾石(尤其是在春天时间)、带有车轮痕迹外部的松散砾石的泥泞道路。在这些痕迹状况中，取决于车辆在道路上横向定位的位置，道路摩擦存在差异。

斑块的示例可以是例如仅在道路交叉口中的溢油、冰或沙子等。在斑块状况中，取决于车辆在道路上横向和纵向定位的位置，道路摩擦存在差异。

这些状况通常导致更长的停止距离、从静止模式更慢的起动以及稳定性问题。后者在车辆的左侧与右侧之间不同摩擦(即split-mu，分离摩擦系数)的情况下是显著的，并且如果车辆具有劣化的制动系统(例如仅两轮制动)，则了该问题变严重。

因此，存在对至少减轻或解决这些问题的需要。

发明内容

因此，本文中的各实施例的一个目的是消除以上缺点中的至少一个以及提供对车辆行驶其上的道路的状况改进的处理。

根据第一方面，该目的通过由用于处理车辆行驶其上的道路的状况的车辆系统执行的方法来实现。该车辆系统检测道路的第一部分具有第一状况，该第一状况与道路的第二部分的第二状况不同。车辆系统估算第一部分的摩擦，并评估所估算的摩擦。车辆系统基于指示道路的第一部分所估算的摩擦影响车辆的预期运动的评估的结果确定应该调节车辆的运动。根据所述确定，车辆系统启动车辆在道路上的运动的调节。

根据第二方面，该目的通过用于处理车辆特征信息的车辆系统来实现。该车辆系统适于检测道路的第一部分具有第一状况，该第一状况与道路的第二部分的第二状况不同。车辆系统适于估算第一部分的摩擦，并评估所估算的摩擦。车辆系统适于基于指示道路的第一部分所估算的摩擦影响车辆的预期运动的评估的结果确定应该调节车辆的运动。根据所述确定，车辆系统适于启动车辆在道路上的运动的调节。

根据第三方面，该目的由包括所述车辆系统的车辆实现。

由于评估的结果指示道路的第一部分所估算的摩擦影响车辆的预期运动，因此能启动车辆的运动的调节，从而获得对车辆行驶其上的道路的状况改进的处理，例如通过获得适当的驾驶策略和对危险道路状况的检测。

本文中的各实施例提供许多优点，所述优点的示例的非详尽列表如下：

本文中的各实施例的优点在于，在存在车辆的轮胎与较低摩擦的痕迹在长时间段期间接触的风险的情况下可能避免计划倒车或规避操纵。

本文中的各实施例的另一优点是提高了安全性，因为能调节车辆的运动使得避免将车辆定位在具有低摩擦的道路部分处。这还使车辆更容易转向。

本文中的各实施例不限于上述特征和优点。在阅读以下详细描述的基础上本领域技术人员将认识到另外的特征和优点。

附图说明

现在将通过参考示出各实施例的附图在以下详细描述中进一步更详细地描述本文中的各实施例，并且在附图中：

图1是示出具有第一状况的第一部分的道路上的车辆的示意图。

图2是示出第一状况的示例的示意图。

图3是示出一种方法的流程图。

附图不必按比例绘制并且为了清楚起见某些特征的尺寸可能已被夸大了。相反，重点在于说明本文中的各实施例的原理。

具体实施方式

本文中的各实施例涉及检测危险的道路摩擦状况以及提供对于在这种状况下驾驶的安全策略。

图1是示出位于道路上的车辆100的示意图。车辆100可以是任意车辆，例如汽车、卡车、货车、蓬车、公共汽车、摩托车等。车辆100可以是至少部分自动或自驱动的，其可以是完全自动或自驱动的，或者其可以是非自动的，即手动的等。车辆100可以静止不动或者其可以以一速度在一个方向上移动。

道路可以是例如高速公路、城市街道、砾石道路等。道路表面可以是沥青、混凝土、砾石、鹅卵石、砖块等。道路可以具有一个、两个或更多车道。在图1中，道路以由纵向道路标记分隔的两个车道为例。纵向方向在如图1中的坐标系所示的y方向上，该y方向也是车辆100行进的方向。横向方向是坐标系中指示的x方向。

车辆100包括图像捕获装置103。图像捕获装置103适于捕获车辆100的至少室外环境(例如道路)的图像。图像捕获装置103可以是摄像机、雷达、激光探测与测量装置(lidar)等。图像捕获装置在图1中示例为位于车辆100的前部，例如在保险杠处。然而，其中图像捕获装置103能够捕获车辆100的周围环境的图像的任何其它合适的位置可能是可适用的。图像捕获装置103可以是捕获车辆100的前方周围环境的图像的前视装置，图像捕获装置103可以是捕获车辆100的前方和侧面的周围环境的图像的前视和侧视装置。

如图1所示，道路包括至少一个第一部分105和至少一个第二部分108。道路的第一部分105具有第一状况，该第一状况不同于道路的第二部分的第二状况108。第一部分105在图1中以点填充示出，并且第二部分108以空白填充示出。如前所述，第一部分105可以是痕迹(tracks)或斑块(patches)。在图1中，第一部分105被示例为车轮痕迹之间的雪。第二部分108被示例为没有被雪覆盖的清洁道路表面。带有具有不同摩擦特征的第一和第二部分105的道路可被称为分离摩擦系数(split-mu)道路。

图2示出了第一部分105的其它类型的示例。附图标记105a示出了第一部分105是冰的示例，附图标记105b示出了第一部分105是车轮痕迹外部的砾石的示例，附图标记105c示出了第一部分105是溢油的示例，附图标记105d示出了第一部分105是车轮痕迹之间的厚雪堆的示例。注意，这些仅是第一部分105的示例，并且第一部分105的任何其它类型同样可适用。

图3示出了一种由用于处理车辆100行驶其上的道路的状况的车辆系统执行的方法。车辆100可包括在车辆100的每个侧上的至少一个制动器。车辆系统可被包括在车辆100中，或者车辆系统可以是适于与车辆100通信的外部车辆系统。车辆100可以是非自动车辆、部分自动车辆或全自动车辆。该方法包括以下步骤中的至少一个，这些步骤可以以不同于下面描述的任何合适的顺序执行：

步骤301

所述车辆系统检测到道路的第一部分105具有第一状况，该第一状况与道路的第二部分的第二状况108不同。第一部分105可具有比第二部分108低的摩擦。第一状况可以是以下中的至少一个：斑块和痕迹。检测可以以不同方式完成。

例如，可基于由包括在车辆100中的图像捕获装置103获得的道路的至少一个图像来执行检测。从而，检测可以是视觉检测，即第一与第二部分105、108之间的不同视觉特征的检测。图像捕获装置103可获得一个图像或者其可随时间获得两个或更多图像。

在另一个示例中，可基于从与车辆的车轮中的至少一个相关联的摩擦传感器获得的测量来执行检测。

步骤302

车辆系统估算第一部分105的摩擦。可基于步骤301中的检测来执行估算。车辆系统还可估算第二部分108的摩擦。

术语分离摩擦系数可与具有带有不同状况(例如摩擦特征)的第一和第二部分105、108的道路相关联地使用。分离摩擦系数也可被称为分离摩擦，并且指的是当道路的第一与第二部分105、108之间的摩擦不同时发生的道路状况。

在第一部分105是道路标记的一个示例中，摩擦可通过使用所测量的道路标记随时间的反射率来估算。新的道路标记可通过测量其随时间以绝对数量计的反射率来检测，即与先前的测量进行比较来检测差异。当湿道路标记是新的时由于标记表面上的大量玻璃珠(glass beads)，因此湿道路标记更加光滑。

在另一个示例中，第一部分105是车轮痕迹之间的厚雪堆并且第二部分108是没有雪的部分，即第一和第二部分105、108具有不同的视觉特征。在这种示例中，由图像捕获装置103捕获的图像可用于检测具有不同视觉特征的痕迹和/或斑块。可以主动地控制车辆运动以估算检测到的痕迹和/或斑块中的摩擦。这可使用车队来协调以构建关于痕迹和斑块的地图，这将在下面的步骤308中更详细地描述。

可通过从例如包括在车辆100的至少一个车轮中的摩擦传感器获得摩擦数据来估算摩擦。

步骤303

车辆系统评估所估算的摩擦。评估的结果可指示所估算的摩擦与第一状况是危险状况相关联。危险状况可以是具有比第二部分108低的摩擦的状况，并且当车辆100位于具有危险状况的第一部分105时，危险状况影响车辆的预期运动。换句话说，第一部分105所估算的摩擦可导致车辆100偏离其计划的、正常的或期望的车辆轨迹。道路可能影响车辆的预期运动，例如由于例如冰而导致的低摩擦而导致难以使车辆100转向。

步骤304

当评估的结果指示道路的第一部分105的所估算的摩擦影响车辆的预期运动时，车辆系统确定应该调节车辆的运动。预期运动是先前已确定的运动。要调节的运动是当考虑第一部分时车辆100应该具有的未来运动，而不是预期运动。

步骤305

车辆系统可确定车辆的调节运动。换句话说，确定应该如何调节车辆的运动，即调节的轨迹。从而，道路状况信息可应用于车辆导航。

调节运动可以使车辆100避免位于道路的被认为具有危险道路摩擦状况的第一部分105。调节运动可以使车辆100避免其中在长时间段期间存在车辆轮胎与具有较低摩擦的第一部分105接触的风险的倒车/规避操纵，和/或调节运动可以使得操纵保持在痕迹的侧面上或者痕迹置于车轮之间。如果这是不可能的，则可通过降低车辆的速度以努力做到更长的停止距离等来调节运动。还可包括当检测到第一部分105时调节车辆的横向位置以找到具有更高摩擦的第二部分108。调节运动可防止车辆100停在第一部分105上从而确保起动时的最大抓地力。其可进一步包括当跨越具有非常低摩擦的第一部分105(例如车轮痕迹之间的厚雪堆)时规划直线轨迹。当通过第一部分105时转向将很可能是不可能的或者有造成不稳定的风险。

可调节车辆的运动使得启动的制动器与道路的第一部分105相比位于相对侧上。

可通过调节以下中的至少一个来调节车辆的运动：车辆的横向位置、车辆的纵向位置和车辆的速度。

启动车辆运动的调节还可能涉及确定车辆100应该遵循的轨迹以便避免位于道路的第一部分105中。

步骤306

如前所述，车辆100可包括在车辆100的每一侧上的至少一个制动器。所述侧可以是横向或纵向侧。车辆系统可确定应该启动车辆在哪一侧上的车轮制动器。所述侧可以是例如右侧或左侧、前侧或后侧等。

例如，当使用差动制动来使车辆100转向时，启动的制动器应该是用于位于与高摩擦路面部分同一侧上的至少一个车轮。因此，相对侧或其它侧上的制动器不应被启动或以比高摩擦部分小的启动幅度启动。位于高摩擦道路部分上的车轮的制动器可以以第一幅度启动并且位于低摩擦侧上的车轮的制动器可以以第二幅度启动。第一幅度可大于第二幅度。

这也可被称为分离摩擦系数制动(split-mu braking)并且可被描述为车辆100在具有左右不对称的摩擦系数的道路上制动。作为示例，分离摩擦系数道路包括第一部分105，其为道路的一侧上的冰带，以及第二部分108，其为道路的另一侧上的干沥青。在具有分离摩擦系数表面的道路的两侧上的制动器上的大力制动可造成车辆100打滑或旋转或失去转向控制。但是，步骤306仅启动一侧上的制动器以避免打滑、旋转或失去转向(steering)。

以下是可启动的制动器的组合的一些示例：

步骤307

车辆系统如所确定的启动车辆在道路上的运动的调节。启动可涉及向车辆的控制系统发送指令以开始调节运动，其可涉及向车辆100的用户提供指令以手动开始调节运动等。作为步骤306的结果，车辆的运动被手动或自动地调节。可通过例如将操纵保持在痕迹的一侧上或操纵车辆100使得痕迹位于车轮之间来调节运动。如果这是不可能的，则可例如降低速度以努力做到更长的停止距离。

步骤308

车辆系统可创建指示第一部分105具有影响车辆预期运动的摩擦的多条道路的地图。从而，车辆系统可创建关于不同种类的痕迹和斑块的地图。该地图可由车辆100访问，其可由两个或更多车辆100访问。该地图可对车辆100的用户可见，例如在与车辆100相关联的显示单元上。该地图可由适于将地图分发给多个车辆100的云计算机访问。

步骤309

车辆系统可向两个或更多车辆100提供指示第一部分105与影响车辆预期运动的所估算的摩擦相关联的信息。因此，可调节一个或若干车辆100的横向和/或纵向位置以避免危险的第一部分105，并且还共同估算进出痕迹的摩擦。

本文中的各实施例可用于车辆100的手动或自动驾驶，例如，全自动驾驶或监督自动化，例如导航辅助。本文中的各实施例还可用于若干主动安全和用户辅助特征中。例如，本文中的各实施例可用于从分离摩擦系数表面的自动恢复，使用关于在何处转向以返回高摩擦系数表面上的知识。通过纵向/横向辅助以避免进入第一部分105或者通过辅助车辆100的用户以在通过低摩擦系数表面的同时将车辆100保持在直线路径上来防止在第一部分105上失去控制。在进入示例为低摩擦系数表面的第一部分之前自动减速以防止失去控制，例如高速公路上的漂滑(aqua planning)。本文中的各实施例还可应用于防撞系统中，该防撞系统使用用于组合制动和转向的路径规划以远离以低摩擦系数表面为示例的第一部分105以防止与道路上的其它车辆的更多碰撞。

本文中的各实施例不限于上述实施例。可使用各种替代、修改和等同物。因此，以上实施例不应被视为限制由所附权利要求限定的实施例的范围。来自一个实施例的特征可与任何其它实施例的一个或多个特征相组合。

应该强调的是，当在本说明书中使用时术语“包括/包含”用于指定所声明的特征、整数、步骤或部件的存在，但不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、部件或其组的存在或添加。还应注意，元件前面的词语“一”或“一个”不排除存在多个种元件的存在。可使用术语“由......组成”或“基本上由......组成”代替术语“包括”。

本文中使用的术语“适于”也可称为“布置为”、“配置为”、“能够”或“可操作于”。

还应该强调的是，在不脱离本文中的各实施例的情况下，所附权利要求中限定的方法的各步骤可以以它们在权利要求中出现的顺序另外的顺序执行。

Claims (15)

1.一种由用于处理车辆(100)行驶其上的道路的状况的车辆系统执行的方法，所述方法包括：

检测(301)道路的第一部分(105)具有第一状况，所述第一状况与道路的第二部分的第二状况(108)不同；

估算(302)所述第一部分(105)的摩擦；

评估(303)所估算的摩擦；

当评估的结果指示道路的所述第一部分(105)的所估算的摩擦影响所述车辆的预期运动时，确定(304)应该调节所述车辆的运动；以及

按照上述确定，开始(307)所述车辆在道路上的运动的调节。

2.根据权利要求1所述的方法，其中评估的结果指示所估算的摩擦与是危险状况的所述第一状况相关联。

3.根据权利要求1-2中任一项所述的方法，其中所述第一部分(105)具有比所述第二部分(108)低的摩擦。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其进一步包括：

创建(308)指示其中所述第一部分具有影响车辆预期运动的摩擦的多条道路的地图。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其进一步包括：

向多个车辆(100)提供(309)指示所述第一部分(105)与影响车辆预期运动的所估算的摩擦相关联的信息。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中所述车辆(100)包括在所述车辆(100)的每一侧上的至少一个制动器，其中所述方法进一步包括：

确定(306)应该启动所述车辆在哪一侧上的制动器；以及

其中应调节所述车辆的运动使得启动的制动器与道路的所述第一部分(105)相比位于相对侧上。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其中基于由包括在所述车辆(100)中的图像捕获装置(103)获得的道路的至少一个图像或基于摩擦传感器来执行所述检测。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其中通过调节以下中的至少一个来调节所述车辆的运动：车辆的横向位置、车辆的纵向位置和车辆的速度。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其中所述第一状况是以下中的至少一个：斑块和痕迹。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法，其中所述车辆系统被包括在所述车辆(100)中，或者

其中所述车辆系统是适于与所述车辆(100)通信的外部车辆系统。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的方法，其中所述车辆(100)是非自动车辆、部分自动车辆或全自动车辆。

12.一种用于处理车辆特征信息的车辆系统，其中所述车辆系统适于执行根据权利要求1-11中任一项所述的方法。

13.一种车辆(100)，其包括根据权利要求12所述的车辆系统。

14.一种计算机程序，其包括指令，当在至少一个处理器上执行所述指令时，所述指令使得所述至少一个处理器执行根据权利要求1-11中任一项所述的方法。

15.一种载体，其包括根据权利要求14所述的计算机程序，其中所述载体是电子信号、光信号、无线电信号或计算机可读存储介质之一。