CN114590089A - 用于基于路况自动调节车身离地高度的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于基于路况自动调节车身离地高度的方法。所述方法包括以下步骤：探测车辆前方道路的路面状况信息(S1)；基于路面状况信息判断车辆前方道路是否存在坡度变化(S2)；如果车辆前方道路存在坡度变化，那么基于路面状况信息和车辆的车身轮廓预测车辆的车身在不采取任何措施的情况下是否可能与车辆前方道路的路面发生接触(S3)；如果预测到可能发生接触，那么基于路面状况信息和车辆的车身轮廓计算车身的目标离地高度(S4)；基于所述目标离地高度调节车身的离地高度(S5)。在本发明的实施例中，能够及时且有效地调节车身离地高度，从而避免车身底部与路面发生接触，由此改进车辆的行驶安全性和舒适性。

Description

用于基于路况自动调节车身离地高度的方法和系统
技术领域
本发明涉及车辆领域，尤其涉及一种用于基于路况自动调节车身离地高度的方法，一种用于基于路况自动调节车身离地高度的系统以及一种用于执行所述方法的计算机程序产品。
背景技术
诸如跑车之类的车辆的车身离地高度通常较低，这类车辆在驶入或驶离陡峭的坡道时可能会发生车辆底部与路面的接触，并进而损坏车辆底部的表面。这些车辆通常配备有主动悬挂系统，其能够响应于路面状况信息(例如坡道的坡度变化、隆起、凹陷等)而操控悬挂系统的可驱动元件来调节车身离地高度。
然而，一方面，传统的主动悬挂系统需要车轮接触道路的路面后——即路面作用于行驶过程中的车轮之后——才能够采集路面状况信息，另一方面，主动悬挂系统普遍存在对车辆行驶路面识别准确度较低、连续有效的路面状况信息采集度较差、难以实现对悬挂系统的最优控制等问题。因此，主动悬挂系统对路面状况信息的响应不够及时和有效，这仍就无法避免车辆底部与路面发生接触。
因此，如何及时且有效地调节车身离地高度以避免车身底部与路面发生接触成为目前普遍存在的技术难点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于基于路况自动调节车身离地高度的方法，一种用于基于路况自动调节车身离地高度的系统以及一种用于执行所述方法的计算机程序产品，以解决现有技术中的问题。本发明的核心构思在于：使用车载传感器探测车辆前方道路的路面状况信息，并预先判断车辆前方道路是否存在路面坡度的变化；如果存在路面坡度的变化，那么预测车辆的车身是否可能与车辆前方道路的路面发生接触，并在必要时调节车身的目标离地高度。在本发明的实施例中，通过预先探测路面状况信息并基于此执行相应的判断和预测，能够及时且有效地调节车身离地高度，从而避免车身底部与路面发生接触，由此改进车辆的行驶安全性和舒适性。
根据本发明的第一方面，提供了一种用于基于路况自动调节车身离地高度的方法。所述方法包括以下步骤：
步骤S1：探测车辆前方道路的路面状况信息；
步骤S2：基于所述路面状况信息判断车辆前方道路是否存在路面的坡度变化；
步骤S3：如果车辆前方道路存在路面的坡度变化，那么基于所述路面状况信息和车辆的车身轮廓预测所述车辆的车身在不采取任何措施的情况下是否可能与车辆前方道路的路面发生接触；
步骤S4：如果预测到车辆的车身在不采取任何措施的情况下可能与车辆前方道路的路面发生接触，那么基于所述路面状况信息和所述车辆的车身轮廓计算车身的目标离地高度；
步骤S5：基于所述目标离地高度调节车身的离地高度，其中，基于所述路面轮廓能够识别坡度变化。
在本发明的意义中，所述路面状况信息包括所述车辆前方道路的路面轮廓，其中，基于所述路面轮廓能够识别路面的坡度变化，而通过路面的坡度变化能够判断所述车辆是否正在或即将驶入/驶离坡道。
可选地，所述步骤S3包括以下步骤：
步骤S31：建立车辆坐标系，并基于车辆的车身尺寸确定所述车辆的车身轮廓的各个点在车辆坐标系中的相对坐标；
步骤S32：基于车载传感器的方位计算所述车载传感器探测到的车辆前方道路的路面轮廓的各个点在车辆坐标系中的相对坐标；
步骤S33：基于所述路面轮廓的各个点在车辆坐标系中的相对坐标和所述车辆的车身轮廓的各个点在车辆坐标系中的相对坐标预测所述车辆的车身在不采取任何措施的情况下是否可能与车辆前方道路的路面发生接触。
可选地，在步骤S4中，基于车辆前方道路的路面轮廓的各个点在车辆坐标系中的相对坐标和所述车辆的车身轮廓的各个点在车辆坐标系中的相对坐标计算所述车辆的目标离地高度。
可选地，通过如下方式计算车身的目标离地高度：所述车身的目标离地高度能够确保车辆在驶过车辆前方道路时车辆的车身轮廓的任何点与车辆前方道路的路面轮廓的任何点之间的间距均大于预设的安全间距。
可选地，所调节的车身的离地高度包括车辆前轴的离地高度和/或车辆后轴的离地高度。
可选地，在步骤S1中，通过一个或多个车载传感器探测车辆前方道路的路面状况信息，其中，所述车载传感器包括车载摄像头、毫米波雷达和/或激光雷达。
可选地，在步骤S5中，通过车辆的车身控制系统调节所述车辆的离地高度至目标离地高度，其中，所述车身控制系统例如是液压悬挂系统，空气悬挂系统或电磁感应悬挂系统等。
根据本发明的第二方面，提供了一种用于基于路况自动调节车身离地高度的系统，所述系统用于执行根据本发明的方法。所述系统包括以下构件：车载传感器，其用于探测车辆前方道路的路面状况信息；预测单元，其用于基于所探测到的路面状况信息和车辆的车身轮廓预测所述车辆的车身在不采取任何措施的情况下是否可能与车辆前方道路的路面发生接触；计算单元，其用于基于所述路面状况信息和所述车辆的车身轮廓计算车身的目标离地高度；车身控制系统，其用于调节车身的离地高度至目标离地高度。
根据本发明的第三方面，提供了一种计算机程序产品、例如计算机可读的程序载体，包含计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现上述方法的步骤。
附图说明
下面通过参照附图更详细地描述本发明可以更好地理解本发明的原理、特点和优点。附图示出：
图1示出根据本发明的一个示例性实施例的用于基于路况自动调节车身离地高度的方法的工作流程图；
图2示出车辆即将驶入坡道的场景的另一示例性实施例；
图3示出车辆正在驶入坡道的场景的另一示例性实施例；
图4示出车辆即将驶离坡道的场景的另一示例性实施例；
图5示出车辆正在驶离坡道的场景的另一示例性实施例；
图6示出根据本发明的另一示例性实施例的用于基于路况自动调节车身离地高度的方法的工作流程图；
图7示出根据本发明的一个示例性实施例的用于基于路况自动调节车身离地高度的系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案以及有益的技术效果更加清楚明白，以下将结合附图以及多个示例性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用于解释本发明，而不是用于限定本发明的保护范围。
图1示出了根据本发明的一个示例性实施例的用于基于路况自动调节车身离地高度的方法的工作流程图。以下示例性的实施例更详细地描述根据本发明的方法。
如图1所示的那样，所述方法包括步骤S1至S5。在步骤S1中，探测车辆前方道路的路面状况信息。在本发明的当前实施例中，通过一个或多个车载传感器探测车辆前方道路的路面状况信息，其中，所述车载传感器包括但不限于车载摄像头、毫米波雷达和/或激光雷达。在此，所述路面状况信息尤其包括所述车辆前方道路的路面轮廓。
在步骤S2中，基于所述路面状况信息判断车辆前方道路是否存在路面的坡度变化。可以理解的是，基于路面状况信息、尤其路面轮廓能够判断车辆前方道路是否存在坡度变化，从而识别所述车辆是否正在或即将驶入/驶离坡道。
示例性地，图2示出了车辆即将驶入坡道的场景的另一示例性实施例。如图2所示的那样，车辆通过一个或多个车载传感器探测车辆前方道路、尤其车载传感器的探测范围FOV内的前方道路的路面状况信息，并基于路面状况信息判断出前方道路即将由平坦路面变为坡道(即坡度突然增大)，由此识别到车辆即将驶入坡道。
示例性地，图4示出了车辆即将驶离坡道的场景的另一示例性实施例。如图4所示的那样，车辆通过一个或多个车载传感器探测车辆前方道路、尤其车载传感器的探测范围FOV内的前方道路的路面状况信息，并基于路面状况信息判断出前方道路即将由坡道变为平坦路面(即坡度突然减小)，由此识别到车辆即将到达坡度的顶部并驶离坡道。
可以理解的是，不管是车辆驶入坡道，还是车辆驶离坡道，车辆的车身、尤其车身底部均有可能与车辆前方道路的路面发生接触。
在步骤S3中，如果车辆前方道路存在路面的坡度变化，那么基于所述路面状况信息和所述车辆的车身轮廓预测所述车辆的车身在不采取任何措施的情况下是否可能与车辆前方道路的路面发生接触。可以理解的是，所述车辆的车身轮廓尤其包括车身底部轮廓，其中，所述车身底部特别容易与路面发生接触(例如剐蹭)。具体的预测方法将在本发明可选的实施例中进一步阐述。
在步骤S4中，如果预测到所述车辆的车身在不采取任何措施的情况下可能与车辆前方道路的路面发生接触，那么基于所述路面状况信息和所述车辆的车身轮廓计算车身的目标离地高度DT。可以理解的是，通过如下方式计算车身的目标离地高度DT：所述目标离地高度DT能够确保车辆在驶过车辆前方道路时车辆的车身轮廓的任何点与车辆前方道路的路面轮廓的任何点之间的间距均大于预设的安全间距DS(例如15cm)。
在步骤S5中，基于所述目标离地高度调节车身的离地高度D。在本发明的当前实施例中，所调节的车身的离地高度包括车辆前轴的离地高度和/或车辆后轴的离地高度。
示例性地，图3示出了车辆正在驶入坡道的场景的另一示例性实施例。如图3示出的那样，车辆通过一个或多个车载传感器探测车辆前方道路的路面状况信息判断出车辆正在驶入坡道。在当前可选的实施例中，尤其车身底部的前部容易与车辆前方道路的路面发生接触，因此所计算出的目标离地高度DT需确保车辆在驶过车辆前方道路时车辆的车身轮廓的任何点、尤其车身底部的前部与车辆前方道路的路面轮廓的任何点之间的间距均大于预设的安全间距DS，并在必要时调节例如车辆前轴的离地高度。
示例性地，图5示出了车辆正在驶离坡道的场景的另一示例性实施例。如图5示出的那样，车辆通过一个或多个车载传感器探测车辆前方道路的路面状况信息判断出车辆正在驶离坡道。在当前可选的实施例中，尤其车身底部的中部容易与车辆前方道路的路面发生接触，因此所计算出的目标离地高度DT需确保车辆在驶过车辆前方道路时车辆的车身轮廓的任何点、尤其车身底部的中部与车辆前方道路的路面轮廓的任何点之间的间距均大于预设的安全间距DS，并在必要时调节例如车辆后轴的离地高度。
在此，可以通过车辆的车身控制系统调节所述车辆的离地高度至目标离地高度，其中，所述车身控制系统例如是液压悬挂系统，空气悬挂系统或电磁感应悬挂系统等。
图6示出了根据本发明的另一示例性实施例的用于基于路况自动调节车身离地高度的方法的工作流程图。以下仅阐述与图1中所示的实施例的区别，而相同的步骤为了简洁起见而不再重复描述。
所述步骤S3可以包括步骤S31至S33。在步骤S31中，建立车辆坐标系，并基于车辆的车身尺寸确定所述车辆的车身轮廓的各个点在车辆坐标系中的相对坐标。
在步骤S32中，基于车载传感器的方位计算所述车载传感器探测到的车辆前方道路的路面轮廓的各个点在车辆坐标系中的相对坐标。可以理解的是，车载传感器(例如车载摄像头)记录的图像和/或视频中的路面状况信息是基于车载传感器建立的坐标系所记录的方位信息。因此，需要基于车载传感器的方位进行方位信息的坐标系转换，从而将路面状况信息统一转换到同一车辆坐标系。
需要说明的是，由于单个车载传感器所记录的范围和距离有限，为了获取更多的路面状况信息，在此可以使用多个车载传感器所记录的路面状况信息，并将这些路面状况信息基于各个车载传感器的方位完成坐标系转换。
在步骤S33中，基于所述路面轮廓的各个点在车辆坐标系中的相对坐标和所述车辆的车身轮廓的各个点在车辆坐标系中的相对坐标预测所述车辆的车身在不采取任何措施的情况下是否可能与车辆前方道路的路面发生接触。可以理解的是，如果预测到所述车辆的车身在不采取任何措施的情况下可能与车辆前方道路的路面发生接触，那么在步骤S4中可以基于车辆前方道路的路面轮廓的各个点在车辆坐标系中的相对坐标和所述车辆的车身轮廓的各个点在车辆坐标系中的相对坐标计算所述车辆的目标离地高度。
另外，应注意到，在此描述的步骤序号并不必然代表先后顺序，而仅仅是一种附图标记，根据具体情况，顺序可以更改，只要能够实现本发明的技术目的即可。
图7示出了根据本发明的一个示例性实施例的用于基于路况自动调节车身离地高度的系统的结构示意图。
如图7所示，所述系统1包括以下构件：车载传感器20，其用于探测车辆前方道路的路面状况信息，其中，所述车载传感器包括车载摄像头、毫米波雷达和/或激光雷达；预测单元21，其用于基于所探测到的路面状况信息和车辆的车身轮廓预测所述车辆的车身在不采取任何措施的情况下是否可能与车辆前方道路的路面发生接触；计算单元22，其用于基于所述路面状况信息和所述车辆的车身轮廓计算车身的目标离地高度；车身控制系统23，其用于调节车身的离地高度至目标离地高度，其中，所述车身控制系统例如是液压悬挂系统，空气悬挂系统或电磁感应悬挂系统等。
尽管在此详细描述了本发明的特定实施方式，但它们仅仅是为了解释的目的而给出的，而不应认为它们对本发明的范围构成限制。在不偏离本发明的核心和范围的前提下，可以提出各种替换方案和修改方案。

Claims (10)

1.一种用于基于路况自动调节车身离地高度的方法，其中，所述方法包括以下步骤：
步骤S1：探测车辆前方道路的路面状况信息；
步骤S2：基于所述路面状况信息判断车辆前方道路是否存在路面的坡度变化；
步骤S3：如果车辆前方道路存在路面的坡度变化，那么基于所述路面状况信息和车辆的车身轮廓预测车辆的车身在不采取任何措施的情况下是否可能与车辆前方道路的路面发生接触；
步骤S4：如果预测到车辆的车身在不采取任何措施的情况下可能与车辆前方道路的路面发生接触，那么基于所述路面状况信息和所述车辆的车身轮廓计算车身的目标离地高度；
步骤S5：基于所述目标离地高度调节车身的离地高度。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述路面状况信息包括所述车辆前方道路的路面轮廓，其中，基于所述路面轮廓能够识别坡度变化；和/或
通过路面的坡度变化能够判断所述车辆是否正在或即将驶入/驶离坡道。
3.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，所述步骤S3包括以下步骤：
步骤S31：建立车辆坐标系，并基于车辆的车身尺寸确定所述车辆的车身轮廓的各个点在车辆坐标系中的相对坐标；
步骤S32：基于车载传感器的方位计算所述车载传感器探测到的车辆前方道路的路面轮廓的各个点在车辆坐标系中的相对坐标；
步骤S33：基于所述路面轮廓的各个点在车辆坐标系中的相对坐标和所述车辆的车身轮廓的各个点在车辆坐标系中的相对坐标预测所述车辆的车身在不采取任何措施的情况下是否可能与车辆前方道路的路面发生接触。
4.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，在步骤S4中，基于车辆前方道路的路面轮廓的各个点在车辆坐标系中的相对坐标和所述车辆的车身轮廓的各个点在车辆坐标系中的相对坐标计算所述车辆的目标离地高度。
5.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，通过如下方式计算车身的目标离地高度：所述车身的目标离地高度能够确保车辆在驶过车辆前方道路时车辆的车身轮廓的任何点与车辆前方道路的路面轮廓的任何点之间的间距均大于预设的安全间距。
6.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，所调节的车身的离地高度包括车辆前轴的离地高度和/或车辆后轴的离地高度。
7.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，在步骤S1中，通过一个或多个车载传感器探测车辆前方道路的路面状况信息，其中，所述车载传感器包括车载摄像头、毫米波雷达和/或激光雷达。
8.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，在步骤S5中，通过车辆的车身控制系统调节所述车辆的离地高度至目标离地高度，其中，所述车身控制系统例如是液压悬挂系统，空气悬挂系统或电磁感应悬挂系统等。
9.一种用于基于路况自动调节车身离地高度的系统(1)，所述系统(1)用于执行根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，所述系统(1)包括以下构件：
车载传感器(20)，其用于探测车辆前方道路的路面状况信息；
预测单元(21)，其用于基于所探测到的路面状况信息和车辆的车身轮廓预测所述车辆的车身在不采取任何措施的情况下是否可能与车辆前方道路的路面发生接触；
计算单元(22)，其用于基于所述路面状况信息和所述车辆的车身轮廓计算车身的目标离地高度；
车身控制系统(23)，其用于调节车身的离地高度至目标离地高度。
10.一种计算机程序产品、例如计算机可读的程序载体，包含计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现根据权利要求1至8中任一项所述的方法的步骤。
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