CN112313134A - 用于检测和处理被车辆驶过的车道的车道情况的方法 - Google Patents

用于检测和处理被车辆驶过的车道的车道情况的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于借助至少一个布置在车辆上的声音传感器、尤其借助至少一个固体声音传感器检测和处理被车辆驶过的车道的车道情况的方法，其中借助至少一个声音传感器检测在车辆上传播的声音信号，并且其中从检测到的声音信号推断出车道情况，对于本发明重要地设置的是，获知当前驶过的行驶路线区段，将获知的车道情况配属于行驶路线区段，将行驶路线区段和获知的配属于行驶路线区段的车道情况传输至计算机网络、尤其基于云的计算服务，并且通过计算机网络提供关于配属于行驶路线区段的车道情况的信息。

Description

用于检测和处理被车辆驶过的车道的车道情况的方法
技术领域
本发明涉及一种用于借助至少一个布置在车辆上的声音传感器、尤其借助至少一个固体声音传感器检测和处理被车辆驶过的车道的车道情况的方法，其中借助至少一个声音传感器检测在车辆上传播的声音信号。
背景技术
为了检测被车辆驶过的车道的状态，在现代机动车中，多个传感器可供使用。为了检测车道状态例如可以使用声音传感器，利用声音传感器可以检测在车辆外壳上传播的声音信号、尤其固体声音信号。通过检测固体声音信号可以推断出车道状态、例如车道利用液体的润湿或类似情况。
在已知的现有技术中被视为不利的是，收集的数据分别仅在本地被评估，并且因此，每个交通参与者必须具有相应的传感器系统，用以检测车道情况。对于每个交通参与者来说，必须单独评估检测到的传感器信号。
发明内容
本发明的任务在于，提出一种用于检测和处理车道情况的方法，其中获知的车道情况也可以被提供给其他的装置和/或交通参与者。
本发明涉及一种用于借助至少一个布置在车辆上的声音传感器、尤其借助至少一个固体声音传感器检测和处理被车辆驶过的车道的车道情况的方法，其中借助至少一个声音传感器检测在车辆上传播的声音信号，并且其中从检测到的声音信号推断出车道情况，其中对于本发明重要地设置的是，获知当前驶过的行驶路线区段，将获知的车道情况配属于行驶路线区段，将行驶路线区段和获知的配属于行驶路线区段的车道情况传输至计算机网络、尤其基于云的计算服务，并且通过计算机网络提供关于配属于行驶路线区段的车道情况的信息，将从当前检测到的声音信号获知的车道情况与针对当前驶过的行驶路线区段存储在计算机网络中的车道情况进行比较，并且在当前获知的和存储的车道情况有偏差时，推断出车辆至少部分离开车道。
声音传感器、尤其传导固体声音地与机动车的外壳连接的固体声音传感器可以布置在车辆上。固体声音传感器例如可以布置在轮拱上，并且例如通过压电元件构造。通过布置在轮拱中的固体声音传感器可以检测固体声音信号，其通过从车道扬起的颗粒、例如污物颗粒或在润湿的车道中的液体颗粒在车辆外壳上的碰撞导致。颗粒例如可以在行驶运行时通过轮胎被甩到轮罩的内衬上，并且在碰撞时产生表征的信号模式，该信号模式可以通过声音传感器检测。基于表征的信号模式，不同的检测的固体声音信号可以配属于不同的车道情况、即例如利用液体润湿的车道或被污染的车道。此外，可以通过固体声音信号检测在驶过车道期间形成的摆动。在此，通过不同的车道路面、例如石块路面街道、乡间小路或高速公路也形成不同的固体声音信号，其可以配属于不同的车道情况、在该情况下不同的车道路面。关于当前驶过的行驶路线的当前的车道情况的信息可以通过数据传输连接传输至计算机网络、尤其基于云的计算服务。例如，车辆为此可以具有用于建立与因特网的连接的连接装置，或类似的数据传输装置。当前获知的车道情况配属于当前驶过的行驶路线区段。在计算机网络中、例如在云计算服务、例如云服务器中，针对不同的行驶路线区段可以存储分别确定的车道情况。因此，例如可以给行驶路线区段配属关于当前的在车道上具有液体、即水位的润湿度的信息、车道的当前的状态、存在凹坑、车道的特别的污染度等信息。关于驶过的行驶路线区段的数据可以例如通过云服务器提供给其他的与计算机网络连接的交通参与者。因此，不具有相应的传感器的车辆也可以从获知的车道情况受益。此外，在同样装备有相应的传感器系统的车辆中，从服务器调取的数据可以被考虑用于验证自身的传感器数据。
当前驶过的行驶路线的车道情况可以借助声音传感器、尤其借助固体声音传感器检测。当前检测的或获知的车道情况与针对当前驶过的行驶路线存储在计算机网络中的车道情况比较。在当前获知的车道情况与存储在计算机网络中的车道情况有偏差、尤其大的偏差时，可以推断出车辆至少部分离开车道，即车辆离开行车道。在车辆离开车道时，即例如在驶过路肩时，例如可以探测声音信号，其明显与源于存储的车道路面的声音信号不同。在确定这种偏差时，例如可以将警告信号输出到车辆驾驶员。例如可以给车道的路肩铺碎石，从而在驶过路肩时，与在驶过车道时不同的固体声音信号在车辆上传播。
在该方法的改进方案中，在当前获知的和存储的车道情况有偏差时，启动安装在车辆侧的车道保持辅助系统。在检测到当前驶过的车道表面与存储在计算机系统中的车道表面有偏差时，可以启动车道保持辅助系统。由此可以探测偏差，通过声音传感器检测与存储在计算机网络中的车道情况有偏差的车道情况。随后通过车道保持辅助系统可以修正车辆的行驶路径。此外，在安装在车辆侧的车道保持辅助系统中，可以使用另外的传感器、例如车道光学识别装置，以便检验固体声音传感器的结果的真实性。
在该方法的改进方案中，在存在通过驶过侧面的车道限制标记导致的信号模式方面检查检测到的声音信号，并且在检测到这样的表征的信号模式时，将警告信号输出至车辆驾驶员，和/或启动安装在车辆侧的车道保持辅助系统。车道可以具有车道限制标记，在驶过车道限制标记时，在车辆外壳上形成表征的振动模式、即表征的利用固体声音传感器检测的信号模式。车道限制标记尤其可以通过所谓的振动带构造，在驶过振动带时，利用车辆轮胎形成表征的、可感知为隆隆声的声音信号。可以在存在这样的表征的信号模式方面检查借助声音传感器、尤其借助固体声音传感器检测的固体声音信号。在检测到这样的表征的信号模式时，可以将警告信号（即可能离开设置的车道）输出至车辆驾驶员。此外，可以启动安装在车辆侧的车道保持系统，以便自动修正行驶路线。
在该方法的改进方案中，从当前获知的车道情况和存储在计算机网络中的车道情况的比较推断出车道的状态的随时间的发展。当前从检测到的固体声音信号获知的车道情况可以与针对当前驶过的行驶路线区段存储在计算机网络中的车道情况比较。从比较可以获知车道情况的随时间的状态变化。例如，行驶表面可以改变，例如可能添加有凹坑，或者在此期间出现车道的强的污染。车道情况的随时间的状态变化例如可以由计算机网络评估，并且被转送至服务装置、例如道路养护站。
在该方法的改进方案中，关于车道状态的随时间的发展的信息提供给至少一个服务装置、尤其道路养护站。为了激励迅速消除缺陷部位、例如出现的凹坑、强的污染等，关于当前的车道状态、即当前的车道情况的信息可以提供给服务装置、例如道路养护站。例如，借助安装在车辆侧的固体声音传感器，当前检测的车道情况可以存储在云服务中，道路养护站例如访问该云服务。通过驶过相应的行驶路线区段的多个车辆，存储的配属的车道情况可以被保持最新的状态。因此在下雪情况下，例如也可以实时控制清理工作的进度。
在该方法的改进方案中，至少一个声音传感器是固体声音传感器，并且由固体声音传感器检测在车辆上传播的、通过利用车辆驶过车道产生的固体声音信号。通过布置在车辆中的声音传感器、尤其固体声音传感器，可以检测在驶过车道时形成的振动或摆动。例如可以通过不同的车道表面、在车辆的外壳上产生不同的固体声音信号。与被污染的车道表面相比，平滑的平坦的车道表面例如可以在行驶时在车辆上产生不同的固体声音信号。可以给不同的车道表面和不同的车道状态配属不同的表征的固体声音信号模式。基于检测到的在车辆外壳上传播的固体声音信号，因此可以推断出当前的车道状态或车道情况。配属于路线区段的车道情况可以提供给云服务器，从而其他的交通参与者也可以访问配属于车道区段的车道情况。
在本发明的改进方案中，由车辆驶过的行驶路线借助定位系统、尤其借助GPS系统检测，当前驶过的行驶路线与存储在计算机网络中的行驶路线被检验一致性，并且在一致的情况下，将当前检测的车道情况与针对行驶路线区段存储的车道情况比较。通过车辆的定位系统，例如通过GPS系统可以检测车辆的当前的位置、即当前的行驶路线区段。通过与计算机网络、尤其云服务器的连接可以检验，是否针对当前驶过的行驶路线区段存储了关于车道情况的信息。在车辆侧检测的关于车道情况的信息可以与存储在服务器侧的车道情况信息比较。由此，例如可以执行检测的结果的真实性检验。
在该方法的改进方案中，在存在表征不同的车道情况、尤其车道表面的情况的信号模式方面检查检测到的声音信号，并且将关于配属于行驶路线区段的车道表面的信息传输至计算机网络。通过声音传感器、尤其固体声音传感器可以检测声音信号，其在车辆、尤其车辆外壳上传播。不同的车道表面、例如碎石路、水泥车道或平滑的沥青车道例如可以在车辆驶过时、在车辆上导致不同的固体声音信号。不同的车道表面在此可以具有不同的表征的信号模式，根据这些信号模式，车道表面可以通过固体声音信号测量来检测。此外，车道状态、例如车道的污染、存在路面起伏或凹坑也可以通过在车辆上传播的固体声音信号的相应的信号模式检测。配属于不同的行驶路线区段的状态信息可以传输到计算机网络。在此，例如可以建立街道路面或街道状态的虚拟地图。例如可以将车道污染的当前的状态传输至虚拟地图。
在该方法的改进方案中，在存在表征冰雹粒子和/或从车道扬起的颗粒碰撞到车辆外壳上的、尤其表征粗砂的信号模式方面检查检测到的声音信号，冰雹或粗砂的出现配属于驶过的行驶路线区段，并且关于在检测的行驶路线区段上出现冰雹或粗砂的信息实时被传输到计算机网络。通过布置在车辆上的声音传感器、尤其通过固体声音传感器可以检测撞击事件、例如接触事件，其通过冰雹或其他的碰撞对象、例如粗砂导致。在颗粒、如冰雹粒子碰撞的情况下，形成脉冲式的固体声音信号，其可以与其他的振动信号模式不同。在冰雹粒子或例如粗砂颗粒碰撞时，尤其产生脉冲序列，脉冲序列基于其瞬态的信号份额的频繁出现可以良好地与正常的行驶振动的准静态的信号份额分离。因此，通过相应评估检测的固体声音信号可以检测在车道上出现具有粗砂的区域，或者出现阵雹。在当前驶过的行驶路线区段上出现的粗砂区域或冰雹区域可以被传送到计算机网络，并且因此提供给其他的交通参与者或服务装置。为此，信息例如也可以提供给保险公司，从而此信息可以被考虑用于损失真实性检验。此外，驶过相应的行驶路线区段的其他的交通参与者可以在出现例如粗砂之前被警告，因为粗砂尤其可能延长制动距离。尤其在自动驾驶车辆中，该信息可以被考虑用于正确计算制动距离。这同样适用于出现阵雹，因为在此，水和冰的混合层可能突然在车道上形成，该混合层尤其在从具有良好的静摩擦的干燥的车道过渡为滑的覆盖有冰雹的车道的情况下表示高的安全风险。具有适配的表征的信号模式的类似的方法例如也可以被考虑用于警告沙尘暴。
在该方法的改进方案中，在存在表征扬起的液体碰撞在车辆外壳上的信号模式方面检查检测到的声音信号，从检测到的信号模式推断出驶过的行驶路线区段的润湿状态，并且将驶过的行驶路线区段的润湿状态实时传输至计算机网络。通过布置在车辆上的声音传感器、尤其通过布置在轮拱中的固体声音传感器，可以探测通过轮胎从车道扬起的湿气。通过轮胎从车道扬起的湿气可以碰撞到轮罩的内衬上，并且在此，在其上产生摆动、即固体声音信号。传播的固体声音信号可以借助固体声音传感器检测，并且在存在表征碰撞的湿气的信号模式方面被检查。在车道上的以该方式被检测的湿气可以配属于当前驶过的行驶路线区段，并且被发送至中央计算机网络、尤其基于云的服务。关于车道的润湿度的信息因此可以实时提供给其他的交通参与者。
在该方法的改进方案中，存储在计算机网络中的车道情况进入车辆的行驶路线的预先计算。在车辆侧例如可以安装导航系统，通过导航系统可以预先计算通向期望的目的地的行驶路线。在导航系统中可以选择路线类型、例如最快速的路线、最短的路线或风景优美的路线。通过存储在计算机网络、尤其云服务器中的针对不同的行驶路线的车道情况，例如可以选择舒适路线，其仅具有带有特别好的、例如特别平滑的车道表面的行驶路线区段。此外，因此可以绕过车道的特别的污染等。
在本发明的改进方案中，当前确定的车道情况和存储在计算机网络中的针对当前驶过的行驶路线的车道情况进入对车辆的行驶动力系统的操控。尤其地，基于存储在计算机网络中的车道情况，可以尤其在相应的车辆的自动化的和自动的行驶运行中预防性地调节行驶动力系统，以便确保持续危险小的运行。在此，例如可以将车辆的打滑调节或功率调节针对存储的数据设定，用于优化行驶动力。因此，车道情况、例如在车道上存在粗砂或冰雹例如可以进入制动距离的计算。
附图说明
随后，本发明借助在附图中示出的实施例详细阐述。其中示意图详细地示出如下：
图1a示出了在具有粗砂的车道上的具有传感器设备的机动车；
图1b示出了在以液体润湿的车道上的具有传感器设备的机动车；
图1c示出了在被污染的车道上的具有传感器设备的机动车；并且
图2示出了具有传感器设备的离开车道的车辆。
具体实施方式
在图1a中示出了具有传感器设备2的车辆1。传感器设备2是固体声音传感器，用于检测在车辆外壳上传播的固体声音信号。给传感器设备2配属处理装置3和发送和接收装置4。在该示例中，车辆1行驶的车道5具有粗砂8。粗砂8例如可以通过车辆轮胎6或也通过前方行驶的车辆或通过风扬起，并且碰撞到车辆外壳上。在碰撞到车辆外壳上时，形成固体声音信号7，其在车辆外壳上传播。在车辆外壳上传播的固体声音信号7可以借助传感器设备2检测，并且借助处理装置3处理。传感器设备2例如可以是压电元件、例如压电薄膜。可以在表征粗砂颗粒8的碰撞的信号模式方面检查检测到的固体声音信号7。例如在此可以检查信号的幅度、产生的频率和信号的脉冲性。同样可以在存在表征冰雹粒子9的碰撞的信号模式方面检查检测到的固体声音信号7。检测到的粗砂区域或阵雹可以通过发送和接收装置4发送到计算机网络、尤其实时发送到计算机网络、例如云服务。为此，发送和接收装置4例如可以建立与云服务的因特网连接。通过实时传输关于当前的车道情况的信息、即是否当前驶过的车道5被粗砂8覆盖，或是否在车道5上存在冰雹粒子9，信息也可以从车辆1的被评估的传感器数据传输到其他的交通参与者。因此，利用粗砂8覆盖的区域例如可以被绕过，以便例如排除对车辆涂漆的损坏。
在图1b中示意性示出了根据图1a的车辆1。相同的构件设有相同的附图标记。车辆1驶过利用液体10、例如雨润湿的车道5。为了检测车道上的液体，传感器设备2可以在轮碗的区域中、尤其沿行驶方向布置在车辆轮胎6的后方。通过车辆轮胎6可以使位于车道5上的液体10扬起。通过碰撞的液体10，可以在轮罩内产生固体声音信号7，其可以通过传感器设备2检测到。通过处理装置3，可以在表征扬起的液体10的碰撞的信号模式方面检查检测到的固体声音信号。关于利用液体10润湿的行驶路线区段5的信息可以实时通过发送和接收装置4传输到计算机网络、尤其云服务。关于利用液体10润湿的车道5的信息因此也可以提供给其他的交通参与者。
在图1c中示出了根据图1a和1b的车辆1。相同的构件设有相同的附图标记。被车辆1驶过的车道5例如具有凹坑11和/或污物12。在驶过车道时，可以通过凹坑11或被污染的车道12产生固体声音信号7，其在车辆1的外壳上传播。固体声音信号7可以借助传感器设备2检测，并且借助处理装置3评估。在此尤其地，在存在表征在车道上存在污物12或凹坑11的信号模式方面可以检查检测到的固体声音信号7。在车道5上的检测到的凹坑11或污物12可以通过发送和接收装置4传输到计算机网络、尤其云服务，并且因此也提供给其他的交通参与者。
在图2中示出了根据图1a至1c的车辆1。相同的构件设有相同的附图标记。车辆1在具有路肩13的车道5上运动。车道5在侧面通过车道限制标记14来标记。关于被车辆1驶过的车道5的车道情况的信息可以存储在计算机网络、例如云服务中。当前通过传感器设备2检测到的车道情况可以与来自云服务的针对路线区段5存储的车道情况实时比较。当前获知的车道情况和存储的车道情况的大的偏差可以被评估为车辆1离开车道5的指示。例如，在出现大的偏差时，可以将警告信号输出到车辆驾驶员，和/或激活自动的车道保持辅助装置。此外，可以通过传感器设备2检测固体声音信号7，其通过驶过车道限制标记14产生，车道限制标记例如可以构造为所谓的振动带。在检测到表征驶过车道限制标记14的信号模式时，可以将警告信号输出至车辆驾驶员，和/或激活自动的车道保持辅助装置。
所有在前面的描述中并且在权利要求中提到的特征可以在任意的选择中与独立权利要求的特征组合。本发明的公开内容因此并不局限于所描述的或要求保护的特征组合，更确切地，所有在本发明的范围内有意义的特征组合被视为是公开的。
附图标记列表：
1车辆
2传感器设备
3处理装置
4发送和接收装置
5车道
6车辆轮胎
7固体声音信号
8粗砂
9冰雹粒子
10液体
11凹坑
12污物
13路肩
14车道限制标记。

Claims (12)

1.一种用于借助至少一个布置在车辆（1）上的声音传感器、尤其借助至少一个固体声音传感器检测和处理被车辆（1）驶过的车道（5）的车道情况的方法，其中借助至少一个声音传感器检测在车辆（1）上传播的声音信号，并且其中从检测到的声音信号推断出车道情况，
其特征在于，
获知当前驶过的行驶路线区段，
将获知的车道情况配属于行驶路线区段，
将所述行驶路线区段和获知的配属于行驶路线区段的车道情况传输至计算机网络、尤其基于云的计算服务，
通过计算机网络提供关于配属于行驶路线区段的车道情况的信息，
将从当前检测到的声音信号获知的车道情况与针对当前驶过的行驶路线区段存储在计算机网络中的车道情况比较，并且
在当前获知的和存储的车道情况有偏差时，推断出车辆（1）至少部分离开车道（5）。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在当前获知的和存储的车道情况有偏差时，启动安装在车辆侧的车道保持辅助系统。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在存在通过驶过侧面的车道限制标记（14）导致的信号模式方面检查检测到的声音信号，并且在检测到这样的表征的信号模式时，将警告信号输出至车辆驾驶员，和/或启动安装在车辆侧的车道保持辅助系统。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，从当前获知的车道情况和存储在计算机网络中的车道情况的比较推断出车道（5）的状态的随时间的发展。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，关于车道（5）的状态的发展的信息提供给至少一个服务装置、尤其道路养护站。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，至少一个声音传感器是固体声音传感器，并且由固体声音传感器检测在车辆（1）上传播的、通过利用车辆（1）驶过车道（5）产生的固体声音信号（7）。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，由车辆（1）驶过的行驶路线借助定位系统、尤其借助GPS系统检测，当前驶过的行驶路线与存储在计算机网络中的行驶路线被检验一致性，并且在一致的情况下，将当前检测的车道情况与针对行驶路线区段存储的车道情况比较。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，在存在表征不同的车道情况、尤其车道表面的情况的信号模式方面检查检测到的声音信号，并且将关于配属于行驶路线区段的车道表面的信息传输至计算机网络。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，在存在表征冰雹粒子（9）和/或从车道（5）扬起的颗粒碰撞到车辆外壳上的、尤其表征粗砂（8）的信号模式方面检查检测到的声音信号，冰雹（9）或粗砂（8）的出现配属于驶过的行驶路线区段，并且关于在检测的行驶路线区段上出现冰雹（9）或粗砂（8）的信息实时被传输到计算机网络。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，在存在表征扬起的液体（10）碰撞在车辆外壳上的信号模式方面检查检测到的声音信号，从检测到的信号模式推断出驶过的行驶路线区段的润湿状态，并且将驶过的行驶路线区段的润湿状态实时传输至计算机网络。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其特征在于，存储在计算机网络中的车道情况进入车辆（1）的行驶路线的预先计算。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其特征在于，当前确定的车道情况和存储在计算机网络中的针对当前驶过的行驶路线的车道情况进入对车辆（1）的行驶动力系统的操控。
CN201980044509.7A 2018-07-03 2019-07-03 用于检测和处理被车辆驶过的车道的车道情况的方法 Pending CN112313134A (zh)

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