CN113815555A - 基于路面积水的汽车底盘自动升降方法及系统 - Google Patents

基于路面积水的汽车底盘自动升降方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于路面积水的汽车底盘自动升降方法及系统，属于路面积水技术领域。本发明利用车载前置激光雷达持续对前方路段进行扫描，可以实时获得当前路况，特别是在雨天有积水路段，可以通过激光雷达发射红外光和蓝绿光，这两束激光到达空气与水面的分界面后，1064nm红外激光被水面反射返回，532nm蓝绿激光则穿透水面到达路面，后被路面反射，再穿过水面返回；通过计算回波时间差实时获得积水深度信息，进而利用域控制器对积水深度信息进行处理，然后向底盘升降装置发送升降信号，自动控制底盘的升降，无需驾驶员手动操作，减少了驾驶员的工作量，确保了驾驶员的行车安全。

Description

基于路面积水的汽车底盘自动升降方法及系统
技术领域
本发明属于路面积水技术领域，具体涉及一种基于路面积水的汽车底盘自动升降方法及系统。
背景技术
汽车在经过有较深积水的路段时，经常会因为机舱进水而造成发动机或其他重要部件损伤，对驾驶员的行车造成了很大的安全隐患。每年有大量的泡水车流入到二手车市场，给二手车交易增加了很多的购车陷阱。为了避免这种情况，就需要给汽车配置可以升降底盘的装置。
汽车底盘升降装置，目前主要分为气压升降和液压升降类型，两者的原理较为相近。目前大部分高端车辆已经配备气压底盘升降系统，气压底盘升降系统由空气减震器，车身高度传感器，空气压缩机，升降系统ECU等零件组成，底盘升降系统ECU通过高度传感器来感知车身高度，通过对空气悬挂系统的空气减震器充气和放气来调整车辆的高度。
但目前的汽车底盘升降装置都是由驾驶员手动控制，当驾驶员在行驶过程中发现前方有一片积水时，尤其是在雨天，靠肉眼很难判断积水深度，因此无法确认是否需要升起底盘。若不及时升起底盘，发动机很容易浸水熄火。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种基于路面积水的汽车底盘自动升降方法及系统，自动识别前方路面积水深度，通过自动控制底盘升降，解决驾驶员因难以判断水深而升降底盘不及时造成车辆浸水的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种基于路面积水的汽车底盘自动升降方法，包括：
S1、向车辆前方积水区域的同一位置同时发射532nm蓝绿激光和1064nm红外激光；两束激光到达空气与水面的分界面后，1064nm红外激光被水面反射返回，532nm蓝绿激光则穿透水面到达路面，后被路面反射，再穿过水面返回；
S2、两束激光返回后均被接收，确定接收两束激光的时间差Δt，计算积水深度Δdl：
Figure BDA0003300817140000021
式中，c表示光速，n表示水的折射率，θ1表示激光的入射角；
S3、判断积水深度是否超过当前涉水深度值，当前涉水深度值由当前底盘高度确定；若否，则底盘高度不变，车辆正常通行；若是，则执行步骤S4；
S4、判断积水深度是否超过最大涉水深度值，最大涉水深度值由底盘最大高度确定；若是，提示前方无法通过；若否，则升高底盘。
在一些可选的实施方案中，该方法还包括步骤：
S5、判断前方是否还有积水路段；若是，则底盘高度不变；若否，则降低底盘高度。
在一些可选的实施方案中，对车辆前方积水区域的多个位置进行扫描，用计算出的最大积水深度与当前涉水深度值或最大涉水深度值进行比较。
一种用于实现上述的基于路面积水的汽车底盘自动升降方法的基于路面积水的汽车底盘自动升降系统，包括：
底盘升降装置；
激光雷达，用于向车辆前方积水区域的同一位置同时发射532nm蓝绿激光和1064nm红外激光，并接收两束激光的反射光以确定接收两束激光的时间差；
域控制器，根据接收两束激光的时间差计算积水深度，根据计算的积水深度控制底盘升降装置。
在一些可选的实施方案中，域控制器结合车载高精度地图信息，使底盘在不同路段工况下自动升降高度；在积水路段或坑洼路段升高底盘，在平整干燥路段降低底盘。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
本发明利用车载前置激光雷达持续对前方路段进行扫描，可以实时获得当前路况，特别是在雨天有积水路段，可以通过激光雷达发射的红外光和蓝绿光计算回波时间差实时获得积水深度信息；进而利用域控制器对积水深度信息进行处理，然后向底盘升降装置发送升降信号，自动控制底盘的升降，无需驾驶员手动操作，减少了驾驶员的工作量，确保了驾驶员的行车安全。
此外，本发明还利用域控制器处理的激光雷达信号以及车载高精度地图信息，可以让底盘在不同路段工况下自动升降高度，如在积水路段或坑洼路段升高底盘，可以提高车辆的通过性，防止车辆机舱内积水渗入；在平整干燥路段，降低底盘高度，可以降低车辆的风阻系数，达到省油的目的，同时，悬架行程的缩短也会带来更好的侧向支持力，提升车辆的公路性能，防止车辆倾覆。
附图说明
图1为基于路面积水的汽车底盘自动升降方法的流程图；
图2为积水深度计算原理图；
图3为基于路面积水的汽车底盘自动升降系统示意图。
图中：1-激光雷达，2-域控制器，31-前可升降悬架，32-后可升降悬架。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本发明提供一种基于路面积水的汽车底盘自动升降系统，包括一套底盘升降装置(空气减震器，车身高度传感器，空气压缩机，升降系统ECU等)，车载激光雷达以及智能驾驶域控制器。如图1所示，系统工作过程如下：
车辆在行驶中，激光雷达会同时发射出532nm蓝绿激光和1064nm红外激光，对车辆的前方路面区域进行扫描。
如图2所示，当脉冲激光到达空气与水面的分界面后，由于1064nm的红外光经水面反射被接收器接收，可以通过测定红外线的往返时间确定车辆与测量点的相对位置以及确定激光接收时间点。而532nm的激光穿透水面到达路面，被路面反射，穿过水面而回到接收器，通过测量红外激光与蓝绿激光在水面和路面的往返时间差计算出积水的深度。
入射角、反射角以及折射率n的关系可以表示为：
Figure BDA0003300817140000031
激光在水中跑过的长度表示为：
Figure BDA0003300817140000032
水深可以由下式计算：
Figure BDA0003300817140000033
其中，c是光速，Δt是接收红外光与蓝绿光回波的时间差，θ1是激光脉冲进入水中的入射角，n是水的折射率。入射角θ1可由激光雷达确定。
当激光雷达探测到车辆前方路面有积水时，会将水深信号传送到域控制器进行处理，域控制器将实际水深与预设涉水深度值进行对比，最后进行规划决策判断车辆是否需要升降底盘高度。
当积水深度不超过预设涉水深度值时，将该处视为不存在积水，底盘高度不变。
当积水深度超过预设涉水深度值时，域控制器将升信号发送给底盘升降系统ECU，底盘升降系统ECU通过对空气悬挂系统的空气减震器充气来提升车身的高度，提高车辆通过性，保证车辆机舱内没有积水渗入。
当车辆驶离深水路段后，一段时间内在激光雷达探测范围内再无出现深水路段，则域控制器将降信号发送给底盘升降系统ECU，底盘升降系统ECU通过对空气悬挂系统的空气减震器放气来降低车辆的高度，降低车辆的风阻系数达到省油的目的，同时，悬架行程的缩短也会带来更好的侧向支持力，提升车辆的公路性能，防止车辆倾覆。
具体地，如图3所示，该系统包括激光雷达1、域控制器2、前可升降悬架31、后可升降悬架32。
激光雷达1布置在汽车前端，在汽车行驶过程中不断扫描前方区域，它发射的激光包括1064nm的蓝绿激光和532nm的红外激光，红外激光到达水面后，较多部分被反射回去，只有一部分入射水体。蓝绿激光到达水面后，较多部分激光入射水体中，少部分激光反射回去。入射水体中的蓝绿激光一部分被散射，另一部分到达水体底部反射回去。激光雷达1的接收器接收红外反射光和蓝绿反射光，通过接收的时间差即可获得积水深度信息。
激光雷达1将积水深度信息传送到域控制器2中进行处理，域控制器2将实际水深值与车辆设定的预设水深值进行对比，通过规划决策判断是否需要升降前可升降悬架31和后可升降悬架32，自动调节车身高度。
需要指出，根据实施的需要，可将本申请中描述的各个步骤/部件拆分为更多步骤/部件，也可将两个或多个步骤/部件或者步骤/部件的部分操作组合成新的步骤/部件，以实现本发明的目的。
本领域的技术人员容易理解，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于路面积水的汽车底盘自动升降方法，其特征在于，包括：
S1、向车辆前方积水区域的同一位置同时发射532nm蓝绿激光和1064nm红外激光；两束激光到达空气与水面的分界面后，1064nm红外激光被水面反射返回，532nm蓝绿激光则穿透水面到达路面，后被路面反射，再穿过水面返回；
S2、两束激光返回后均被接收，确定接收两束激光的时间差Δt，计算积水深度Δdl：
Figure FDA0003300817130000011
式中，c表示光速，n表示水的折射率，θ1表示激光的入射角；
S3、判断积水深度是否超过当前涉水深度值，当前涉水深度值由当前底盘高度确定；若否，则底盘高度不变，车辆正常通行；若是，则执行步骤S4；
S4、判断积水深度是否超过最大涉水深度值，最大涉水深度值由底盘最大高度确定；若是，提示前方无法通过；若否，则升高底盘。
2.根据权利要求1所述的基于路面积水的汽车底盘自动升降方法，其特征在于，该方法还包括步骤：
S5、判断前方是否还有积水路段；若是，则底盘高度不变；若否，则降低底盘高度。
3.根据权利要求1所述的基于路面积水的汽车底盘自动升降方法，其特征在于，对车辆前方积水区域的多个位置进行扫描，用计算出的最大积水深度与当前涉水深度值或最大涉水深度值进行比较。
4.一种用于实现权利要求1-3中任意一项所述的基于路面积水的汽车底盘自动升降方法的基于路面积水的汽车底盘自动升降系统，其特征在于，包括：
底盘升降装置；
激光雷达，用于向车辆前方积水区域的同一位置同时发射532nm蓝绿激光和1064nm红外激光，并接收两束激光的反射光以确定接收两束激光的时间差；
域控制器，根据接收两束激光的时间差计算积水深度，根据计算的积水深度控制底盘升降装置。
5.根据权利要求4所述的基于路面积水的汽车底盘自动升降系统，其特征在于，域控制器结合车载高精度地图信息，使底盘在不同路段工况下自动升降高度；在积水路段或坑洼路段升高底盘，在平整干燥路段降低底盘。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114485855A (zh) * 2022-01-26 2022-05-13 吉林大学 一种基于自车传感器的车前路面积水深度探测系统

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002042792A1 (en) * 2000-11-21 2002-05-30 Airborne Hydrography Ab System and method for measuring water depth
US20150046032A1 (en) * 2011-03-15 2015-02-12 Jaguar Land Rover Limited Wading vehicle control system
CN106800003A (zh) * 2016-12-28 2017-06-06 智车优行科技（北京）有限公司 道路积水检测方法和系统、车辆
CN107878458A (zh) * 2016-09-30 2018-04-06 法乐第(北京)网络科技有限公司 车辆控制系统及其方法
CN110411366A (zh) * 2019-07-31 2019-11-05 北京领骏科技有限公司 一种道路积水深度的检测方法及电子设备
CN211252392U (zh) * 2019-10-29 2020-08-14 云南农业大学 一种基于psd探测模块的涉水行车安全预警装置
CN111645598A (zh) * 2020-06-12 2020-09-11 唐旺 车辆涉水深度探测预警系统及方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002042792A1 (en) * 2000-11-21 2002-05-30 Airborne Hydrography Ab System and method for measuring water depth
US20150046032A1 (en) * 2011-03-15 2015-02-12 Jaguar Land Rover Limited Wading vehicle control system
CN107878458A (zh) * 2016-09-30 2018-04-06 法乐第(北京)网络科技有限公司 车辆控制系统及其方法
CN106800003A (zh) * 2016-12-28 2017-06-06 智车优行科技（北京）有限公司 道路积水检测方法和系统、车辆
CN110411366A (zh) * 2019-07-31 2019-11-05 北京领骏科技有限公司 一种道路积水深度的检测方法及电子设备
CN211252392U (zh) * 2019-10-29 2020-08-14 云南农业大学 一种基于psd探测模块的涉水行车安全预警装置
CN111645598A (zh) * 2020-06-12 2020-09-11 唐旺 车辆涉水深度探测预警系统及方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114485855A (zh) * 2022-01-26 2022-05-13 吉林大学 一种基于自车传感器的车前路面积水深度探测系统

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