CN110450782A - 用于识别道路状态的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于识别道路状态的方法，其特征在于，在使用代表车辆（100）的前部上的空气湿度的前部空气湿度值（106）和代表车辆（100）的尾部上的空气湿度的尾部空气湿度值（110）的情况下确定代表道路状态的道路状态信息（112）。

Description

用于识别道路状态的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种用于识别道路状态的方法和一种用于识别道路状态的装置。

背景技术

在使用车辆的雨量传感器的情况下可以识别在车辆的前挡风玻璃上的湿气。在此，湿气可能来自降水，或者也可能是由其它车辆扬起的溅水。当前挡风玻璃是湿的时，可以以此为出发点，即，在车辆的区域内的道路同样是湿的。也可以通过车辆的相机系统光学地检测道路的道路状态。

发明内容

在这个背景下，用此处提出的解决方案提出了按照独立权利要求所述的一种用于识别道路状态的方法和一种用于识别道路状态的装置以及最后还有一种相应的计算机程序产品和一种能机读的存储介质。在此所提出的解决方案的有利的扩展设计和改进方案由说明书得出并且在从属权利要求中加以说明。

发明优点

本发明的实施方式可以以有利的方式使得当由行驶中的车辆扬起的溅水仅扬起至很小的高度时，也能识别到所述溅水。因此也能识别短的潮的路段。

提出了一种用于识别道路状态的方法，其特征在于，在使用代表车辆的前部上的空气湿度的前部空气湿度值和代表车辆的尾部上的空气湿度的尾部空气湿度值的情况下确定代表道路状态的道路状态信息。

另外，本发明的实施方式的想法被视作基于随后说明的思想和认知。

道路状态可以是干的、潮的（feucht）、湿的（nass）、极湿的或被水覆盖的。道路状态信息可以用数值描绘道路状态。空气湿度可以是相对空气湿度。空气湿度值以数值描绘了空气湿度。前缀“前部”和“尾部”用于区分否则名字相同的术语和特征。

当尾部空气湿度值大于前部空气湿度值时，可以确定道路状态是潮的。环境空气在车辆前方无法打旋。当道路是潮的时，车辆的轮胎扬起来自道路的溅沫或溅水。在行驶中的车辆后方，扬起的溅水通过车辆的空气动力被向前带。因此在车辆后方的空气湿度比在车辆前方更高。在变干的道路上，空气通过蒸发在道路表面附近关于水饱和，而距离道路较大间距的空气则变得越来越干。因此空气湿度随着与道路表面的间距的缩小而上升。空气动力扬起在车辆后方处在道路表面附近的潮的空气层。因此在车辆后方的空气湿度同样比在车辆前方更高。

当尾部空气湿度值和前部空气湿度值近似相同并且代表各一个小于100%、特别是小于90%或优选小于50%的空气湿度时，可以确定道路状态是干的。在干的道路上，不会有溅水被扬起。在车辆前方和后方，空气湿度近似相同。

当前部空气湿度值代表近似100%的空气湿度、例如在90%和100%之间的空气湿度并且尾部空气湿度值代表近似100%的空气湿度、例如在90%和100%之间的空气湿度时，可以确定道路状态是潮的。当另一车辆在车辆前方行驶并且扬起了溅水时，那么在车辆前方和后方的空气大多关于湿度饱和。在车辆前方的100%的湿度大概率表明，道路至少是潮的或湿的。这种信息可以被用于验证和保障用另一种办法或其它传感器确定的道路状态。

可以在使用至少一个布置在车辆的前部上的超声波传感器的情况下确定前部空气湿度值。可以在使用至少一个布置在车辆的尾部上的超声波传感器的情况下确定尾部空气湿度值。声波在空气中的衰减取决于空气湿度。声速则基本上取决于空气温度。空气温度可以简单地在车辆上检测。通过声速和声波从超声波传感器到目标并返回的运行时间，可以计算出到目标的距离。在使用所述距离和预期的衰减的情况下，可以确定从目标的回波的预期的强度。当所述回波具有比预期的强度更小的实际强度时，声波在空气中比利用预期的衰减更强地衰减。由预期的强度和实际的强度的比例，可以确定实际的衰减。在使用所述衰减的情况下可以推断出空气湿度。

可以在使用布置在车辆的前部上的空气湿度传感器的情况下确定前部空气湿度值。可以在使用布置在车辆的尾部上的空气湿度传感器的情况下确定尾部空气湿度值。特别是为了在车辆的前部上的测量可以例如将空气湿度传感器布置在车辆的马达的进气段中。所述空气湿度传感器也可以是独立的器件。

还可以在使用针对尾部空气湿度值和/或前部空气湿度值的修正因数的情况下确定道路状态信息。当前部空气湿度值表明比尾部空气湿度值更高的空气湿度时，可以调整所述修正因数。因为当车辆经过空气体积时，该空气体积的空气湿度通常保持不变或在潮湿时也增加，所以当在尾部上识别到比在前部上更低的空气湿度时，可能会以错误识别的空气湿度为出发点。为了获得以后正确的值，可以确定并且在以后使用所述修正因数。

所述方法可以例如以软件或硬件或者以由软件和硬件构成的混合形式例如在控制器中实施。

在此提出的解决方案还提供了一种装置，该装置被构造用于：在相应的设备中执行、操控或实现在此提出的方法的变型方案的步骤。

所述装置可以是一种电器件，其具有：至少一个用于处理信号或数据的计算单元；至少一个用于存储信号或数据的存储单元；以及至少一个用于读取或输出嵌入到通信协议中的数据的接口和/或通信接口。计算单元可以例如是用于根据传感器信号处理传感器信号和输出数据信号的信号处理器、所谓的系统ASIC或微控制器。存储单元可以例如是闪存、EPROM或磁性的存储单元。接口可以构造成用于从传感器读取传感器信号的传感器接口和/或用于输出数据信号和/或控制信号给执行器的执行器接口。通信接口可以构造用于：无线地和/或有线地读取或输出数据。接口也可以是软件模块，其例如在微控制器上在其它软件模块旁存在。

也有利的是一种计算机程序产品或具有程序代码的计算机程序，所述程序代码可以存储在能机读的载体或存储介质、如半导体存储器、硬盘存储器或光学存储器上并且特别是在所述程序产品或程序在计算机或装置上实施时用于执行、实现和/或操控按照前述实施方式中任一个所述的方法的步骤。

要指出的是，在此参照不同的实施方式说明本发明的一些可能的特征和优点。本领域技术人员认识到，所述装置和所述方法的特征能以合适的方式组合、匹配或交换，以便达到本发明的其它的实施方式。

附图说明

接下来参考附图说明本发明的实施方式，其中，附图和说明书都不得解读为对本发明的限制。

图1示出了具有按照一个实施例的装置的车辆。

附图仅是示意性的并且没有按照比例。附图中的相同的附图标记表示相同的或作用相同的特征。

具体实施方式

图1示出了具有按照一个实施例的装置102的车辆100。车辆100在其前部上具有用于确定前部空气湿度值106的前方的设备104。前部空气湿度值106代表在前部的空气的空气湿度。车辆100在其尾部上具有用于确定尾部空气湿度值110的后方的设备108。尾部空气湿度值110代表在尾部的空气的空气湿度。装置102被构造用于：实施按照在此提出的解决方案的用于识别当前的道路状态的方法。装置102读取前部空气湿度值106和尾部空气湿度值110并且在使用前部上的空气湿度和尾部上的空气湿度的情况下确定代表道路状态的道路状态信息112。

车辆100此时在湿的道路上行驶。在此，在车辆100前方的道路路段上目前没有其它车辆行驶并且没有对向车流产生溅沫和水涡。在车行道表面上滚动时，车辆100的轮胎将水从车行道表面挤到道路的车行道路面的结构中、轮胎的轮廓中或作为溅沫向前或朝着侧面挤。在轮廓中的水和从所述结构出来的水在轮胎后方同样部分作为溅沫被向上带。在车辆100下方、旁边和后方的空气旋涡将溅沫尤其在车辆100后方向上输送，在那里形成了溅沫拖曳并且该溅沫拖曳缓慢地再次下降到地面。通过溅沫使水的表面多样化。水通过大的表面蒸发，直至空气湿度很大。水尤其可以蒸发直至空气饱和。

在前部上，空气湿度基本上对应环境空气湿度。在尾部上，空气湿度由于溅沫（Gischt）明显变大。出于这个差别，装置102将道路状态识别为是湿的并且在道路状态信息112中描绘了识别的道路状态。当在尾部上的尾部空气湿度值110表明了比通过在前部上的前部空气湿度值106表明的空气湿度值明显更低的空气湿度时，那么可能会以识别错误为出发点，因为空气湿度实际上会从前部到尾部仅稍微下降。可以检测在前部空气湿度值106和尾部空气湿度值110之间的差并且将该差作为有相反的符号的修正因数在确定以后的道路状态中使用。

当另一车辆在车辆100前方行驶或当侧风将对向车流的溅沫拖曳带到车辆100的车道中时，那么在前部上的空气湿度同样极大。在前方和后方或者在前部和尾部上的湿度极大时，所述装置102将道路状态至少识别为是潮的。

因为在车辆100后方的溅沫产生了湿度近似直至饱和的潮的空气，所以当在尾部上的相对湿度小于100%、特别是小于50%时，所述装置至少不再将道路状态识别为是湿的。在此可以使用公差范围，以便在饱和区域内很小的波动下不会错误地发出“道路是干的”的信号。

在一个实施例中，用于确定前部空气湿度值106的前方的设备104具有至少一个布置在前部上的超声波传感器114。通过所发射的超声波的衰减确定空气湿度。

在一个实施例中，用于确定尾部空气湿度值110的后方的设备108具有至少一个布置在尾部上的超声波传感器114。通过所发射的超声波的衰减确定空气湿度。

取代超声波传感器114也可以使用具有不同的测量原理的空气湿度传感器116，以便确定空气湿度值106、110。

换句话说，在此处提出的解决方案中，在低速的情况下借助例如用超声波的空气湿度测量来识别潮的道路。

借助车辆的超声波系统可以测量空气湿度。此外，可以借助噪声级区分潮的道路和干的道路，其中，高车速此时是有利的。此外，可以借助在超声波信号中的扰动来区分湿的道路和干的道路，其中，低车速对此是有利的。

通过在此提出的解决方案也可以在低车速的情况下区分潮的道路和干的道路。可以对公知的方法进行验证或诊断。

超声波传感器测量在车辆前方或后方的空气湿度。若在前方的空气湿度和后方的空气湿度同样很大（接近100%）或者空气湿度在后方比在前方高，那么可以归因于潮的道路。若在前方的空气湿度和后方的空气湿度一样大并且小于100%，那么以干的道路为出发点。

对摩擦值估算来说重要的是，道路没有被错误地识别为是干的。为此，仅当在此提出的方法以及至少一个另外的方法没有识别到潮的或湿的道路时，才将道路识别为是干的。

空气湿度测量被定期验证并且在结果不可信时加以修正，因为错误地将车行道识别为是干的可能有危险的后果。例如当在前方的湿度大于在后方的湿度时，后方的传感器的湿度计算以后会被向上修正。前方的传感器的湿度计算则备选或补充性以后会被向下修正。

当在前方的湿度和后方的湿度同样很低时（例如＜50%）并且基于这一点可以以干的车行道为出发点时，那么可以认为空气湿度在前方和后方一样大。为此将提供较低结果的传感器的湿度计算向上修正。提供较大结果的传感器的湿度计算则备选或补充性地被向下修正。

当自己的车辆或前方行驶的车辆的附加的传感器能够可靠地测量空气湿度时，那么可以在用自己的传感器的测量不可信时，借助可靠的空气湿度值修正所述计算。

在高的速度的情况下，可以通过在此提出的解决方案也区分不怎么潮的道路和干的道路，即使不再能借助噪声级进行识别。

在低的速度的情况下，可以通过在此提出的解决方案区分潮的道路和干的道路，即使不再能借助信号的扰动进行区分。

借助噪声级和信号扰动的测量方法可以进行验证。可以以这种方式诊断被错误地识别为是潮的或湿的道路。

空气湿度备选也能用例如可以布置在内燃机的进气段中的湿度传感器或借助雷达和激光雷达测量。空气湿度具有衰减红外线和雷达辐射的效果。

最后要指出的是，术语如“具有”、“包括”等不排除其它元件或步骤，并且术语如“一个”或“一种”不排除多个。在权利要求中的附图标记不得视作限制。

Claims (10)

1.用于识别道路状态的方法，其特征在于，在使用代表车辆（100）的前部上的空气湿度的前部空气湿度值（106）和代表车辆（100）的尾部上的空气湿度的尾部空气湿度值（110）的情况下确定代表道路状态的道路状态信息（112）。

2.按照权利要求1所述的方法，其中，当所述尾部空气湿度值（110）大于所述前部空气湿度值（106）时，确定道路状态是潮的。

3.按照前述权利要求中任一项所述的方法，其中，当所述尾部空气湿度值（110）和所述前部空气湿度值（106）近似相同并且代表各一个小于100%的空气湿度时，确定道路状态是干的。

4.按照前述权利要求中任一项所述的方法，其中，当所述前部空气湿度值（106）代表近似100%的空气湿度并且所述尾部空气湿度值（110）代表近似100%的空气湿度时，确定道路状态是潮的。

5.按照前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在使用至少一个布置在车辆（100）的前部上的超声波传感器（114）的情况下确定所述前部空气湿度值（106）和/或在使用至少一个布置在车辆（100）的尾部上的超声波传感器（114）的情况下确定所述尾部空气湿度值（110）。

6.按照前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在使用布置在车辆（100）的前部上的空气湿度传感器（116）的情况下确定所述前部空气湿度值（106）和/或在使用布置在车辆（100）的尾部上的空气湿度传感器（116）的情况下确定所述尾部空气湿度值（110）。

7.按照前述权利要求中任一项所述的方法，其中，还在使用针对所述尾部空气湿度值（110）和/或所述前部空气湿度值（106）的修正因数的情况下确定道路状态信息（112），其中，当所述前部空气湿度值（106）显示比所述尾部空气湿度值（110）更高的空气湿度时，调整修正因数。

8.装置（102），其中，装置（102）被构造用于：在相应的设备中实施、实现和/或操控按照前述权利要求中任一项所述的方法。

9.计算机程序产品，其被设置用于：实施、实现和/或操控按照权利要求1至7中任一项所述的方法。

10.能机读的存储介质，其上存储有按照权利要求9所述的计算机程序产品。