DE102015010576A1

DE102015010576A1 - System und Methode zur Feststellung von Straßenoberflächenunregelmäßigkeiten

Info

Publication number: DE102015010576A1
Application number: DE102015010576.0A
Authority: DE
Inventors: Goran Spiric; Joel Huselius
Original assignee: Scania CV AB
Current assignee: Scania CV AB
Priority date: 2014-09-16
Filing date: 2015-08-12
Publication date: 2016-03-17
Also published as: SE538347C2; BR102015020758A2; SE1451082A1

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Fahrzeug-Bordsystem (200) zur Feststellung von Straßenoberflächenunregelmäßigkeiten mit einer Detektionseinheit (210), die dazu dient, mindestens ein Fahrzeugereignis auf der Basis von Daten von mindestens einem Beschleunigungsmesser (230a) des Fahrzeugs (100) festzustellen. Die Detektionseinheit (210) dient dazu, das festgestellte Fahrzeugereignis auf der Basis von kontinuierlich einlaufenden dynamischen Fahrzeugmerkmalen zu kategorisieren, und eine Klassifizierungseinheit (220) dient dazu, eine Straßenoberflächenunregelmäßigkeit auf der Basis von mindestens einem kategorisierten Ereignis und von statischen Fahrzeugmerkmalen zu klassifizieren.
Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Methode zur Feststellung von Straßenoberflächenunregelmäßigkeiten sowie auf ein Fahrzeug (100), das ein System zur Feststellung von Straßenoberflächenunregelmäßigkeiten (200) umfasst.

Description

TECHNISCHER BEREICH
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein System zur Feststellung von Straßenoberflächenunregelmäßigkeiten, eine Methode zur Feststellung von Straßenoberflächenunregelmäßigkeiten und ein Fahrzeug, das ein solches System umfasst.
HINTERGRUND
Auf ein Fahrzeug wirkt sich in mehrfacher Hinsicht die Beschaffenheit der Straße aus, auf der das Fahrzeug fährt. Unebenheiten der Straßenoberfläche, wie beispielsweise Schlaglöcher, Bodenwellen, Bürgersteige, Eisenbahngleise und andere Schäden bzw. Unregelmäßigkeiten können nachteilige Folgen für die Lebensdauer des Fahrzeugs, den Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs und den Komfort der Fahrzeuginsassen haben. Deshalb ist es erwünscht, Informationen über solche Unregelmäßigkeiten zu gewinnen, damit der Fahrer des Fahrzeugs diesen ausweichen kann. Es gibt bereits einige Methoden und Systeme zur Feststellung von Straßenunregelmäßigkeiten, bei denen Sensoren, wie beispielsweise Beschleunigungsmesser oder optische Sensoren des Fahrzeugs, Unregelmäßigkeiten der Straßenoberfläche feststellen.
Das Dokument US 2014/0122014 A1 beschreibt eine Methode zur Feststellung von Straßenunebenheiten, indem mehrere Aufzeichnungen gelesen werden, bei denen jeweils mindestens eine geografische Position und eine Information über eine festgestellte lokale Unebenheit der Straßenoberfläche, die dieser geografischen Position zugeordnet ist, angegeben ist. Die Aufzeichnungen werden von verschiedenen Fahrzeugen bereitgestellt. Dadurch werden Fehler und Ungewissheiten, die bei der Erkennung von einzeln festgestellten Unebenheiten der Straßenoberfläche an der betroffenen geografischen Position auftreten, durch eine statistische Bewertung kompensiert. Die Informationen über die lokalen Unebenheiten können mit einem Sensor eines Fahrzeugs gewonnen werden.
Das Dokument US 2009/0164063 A1 beschreibt ein Fahrzeug-Bordsystem zur Überwachung von Straßenoberflächenschäden, das Detektoren, wie beispielsweise Stoßdetektoren, umfasst, die Informationen über die Größe und Tiefe von festgestellten Unebenheiten bereitstellen. Ein Ortungssystem bestimmt die aktuelle Position des Fahrzeugs und in einem Speicher wird eine Position des Oberflächenschadens in Bezug auf die aktuelle Position gespeichert. Dieses System umfasst außerdem eine Steuereinheit, die ein unmittelbar bevorstehendes Eintreffen an der Schadstelle feststellt und Anweisungen bestimmt, um die Folgen des Überfahrens der Schadstelle zu minimieren.
Methoden und Systeme zur Feststellung und zum Umfahren von Straßenoberflächenunregelmäßigkeiten auf unterschiedliche Weise sind folglich allgemein bekannt und die Unregelmäßigkeiten können nach der Größe/Tiefe der Unregelmäßigkeit eingeteilt werden. Jedoch sind bekannte Lösungen fahrzeugspezifisch und berücksichtigen nicht, dass Straßenoberflächenunregelmäßigkeiten je nach Art des Fahrzeugs andere Reaktionen des Fahrzeugs hervorrufen, so dass sich gleiche Straßenoberflächenunregelmäßigkeiten in unterschiedlicher Weise auf Fahrzeuge auswirken können. Deshalb besteht trotz bereits bekannter Lösungen auf dem Gebiet der Erfindung Bedarf an der Entwicklung eines Systems und einer Methode zur Feststellung von Straßenoberflächenunregelmäßigkeiten, das/die flexibel und für Fahrzeuge jeglicher Art geeignet ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein System zur Feststellung von Straßenoberflächenunregelmäßigkeiten zu erzielen, welches das Risiko von Fahrzeugschäden und Unfällen minimiert.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein System zur Feststellung von Straßenoberflächenunregelmäßigkeiten zu erzielen, das den Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs minimiert.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein System zur Feststellung von Straßenoberflächenunregelmäßigkeiten zu erzielen, das den Komfort der Insassen des Fahrzeugs steigert.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein System zur Feststellung von Straßenoberflächenunregelmäßigkeiten zu erzielen, das flexibel und für Fahrzeuge jeglicher Art geeignet ist.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein System zur Feststellung von Straßenoberflächenunregelmäßigkeiten zu erzielen, das Straßenoberflächenunregelmäßigkeiten feststellt und in genauer Weise klassifiziert.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein System zur Feststellung von Straßenoberflächenunregelmäßigkeiten zu erzielen, das zuverlässig und effizient ist.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Methode zur Feststellung von Straßenoberflächenunregelmäßigkeiten zu erzielen, welche das Risiko von Fahrzeugschäden und Unfällen minimiert.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Methode zur Feststellung von Straßenoberflächenunregelmäßigkeiten zu erzielen, die den Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs minimiert.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Methode zur Feststellung von Straßenoberflächenunregelmäßigkeiten zu erzielen, die den Komfort der Fahrzeuginsassen steigert.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Methode zur Feststellung von Straßenoberflächenunregelmäßigkeiten zu erzielen, die flexibel und für Fahrzeuge jeglicher Art geeignet ist.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Methode zur Feststellung von Straßenoberflächenunregelmäßigkeiten zu erzielen, die Straßenoberflächenunregelmäßigkeiten feststellt und in genauer Weise klassifiziert.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Methode zur Feststellung von Straßenoberflächenunregelmäßigkeiten zu erzielen, die zuverlässig und effizient ist.
Die im vorliegenden Dokument genannten Aufgaben werden durch ein System gemäß Anspruch 1 und eine Methode gemäß Anspruch 15 erreicht.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein als Fahrzeug-Bordsystem einsetzbares System bereitgestellt, das zur Feststellung von Straßenoberflächenunregelmäßigkeiten dient und eine Detektionseinheit umfasst, die dazu dient, mindestens ein Fahrzeug-Ereignis auf der Basis von Daten von mindestens einem Beschleunigungsmesser des Fahrzeugs festzustellen. Die Detektionseinheit dient dazu, das festgestellte Fahrzeugereignis auf der Basis von kontinuierlich einlaufenden dynamischen Fahrzeugmerkmalen zu kategorisieren, und eine Klassifizierungseinheit dient zur Klassifizierung einer Straßenoberflächenunregelmäßigkeit auf der Basis mindestens eines kategorisierten Ereignisses und statischer Fahrzeugmerkmale.
Straßenoberflächenunregelmäßigkeiten können beispielsweise Bodenwellen, Schlaglöcher, Eisenbahngleise, Bürgersteige, Straßenschäden oder sonstige Unebenheiten der Straßenoberfläche sein. Bei der Straßenoberflächenunregelmäßigkeit kann es sich um eine stationäre oder eine bewegliche Unregelmäßigkeit handeln, wie beispielsweise um ein Tier oder um einen Gegenstand, das/der auf der Straße liegt. Der Beschleunigungsmesser des Fahrzeugs registriert kontinuierlich Beschleunigungsdaten in drei Dimensionen und überträgt die Daten kontinuierlich zum Straßenanalysesystem. Wie viele Beschleunigungsmesser ein Fahrzeug besitzt und wo die Beschleunigungsmesser platziert sind, ist beispielsweise vom Typ, von den Rahmeneigenschaften und von den Federungseigenschaften des Fahrzeugs abhängig. Wenn das Fahrzeug auf eine Straßenoberflächenunregelmäßigkeit trifft, sprechen die Beschleunigungsmesser an. Dann werden die Beschleunigungsdaten von den Beschleunigungsmessern zur Detektionseinheit übertragen. Dies zeigt an, dass etwas mit dem Fahrzeug geschehen ist. Folglich erkennt die Detektionseinheit ein Fahrzeugereignis auf der Basis der Beschleunigungsdaten der Beschleunigungsmesser, wodurch anzeigt wird, dass das Fahrzeug eventuell auf eine Straßenoberflächenanomalie getroffen ist. Durch Kategorisierung des Fahrzeugereignisses auf der Basis von kontinuierlich einlaufenden dynamischen Fahrzeugmerkmalen kann das System das Fahrzeugereignis genau bewerten.
Die Klassifizierungseinheit erhält Informationen über das kategorisierte Fahrzeugereignis und statische Fahrzeugmerkmale, beurteilt das Fahrzeugereignis und klassifiziert auf der Basis dieser Informationen eine Straßenoberflächenunregelmäßigkeit, die das Fahrzeugereignis verursacht. Dadurch ist das System anpassungsfähig und berücksichtigt die Unterschiede zwischen verschiedenen Fahrzeugen und die Tatsache, dass unterschiedliche Fahrzeuge in unterschiedlicher Weise auf Straßenoberflächenunregelmäßigkeiten reagieren und auch in unterschiedlicher Weise davon beeinflusst werden. Dadurch erhält man ein flexibles System, das für Fahrzeuge jeglicher Art geeignet ist und eingesetzt werden kann.
Die klassifizierte Straßenoberflächenunregelmäßigkeit wird vorzugsweise im System zur Feststellung von Straßenoberflächenunregelmäßigkeiten registriert und gespeichert. Wenn dann das Fahrzeug beim nächsten Mal an derselben geografischen Stelle unterwegs ist, kann dem Fahrer die Straßenoberflächenunregelmäßigkeit gemeldet werden. Der Fahrer kann dann seine Fahrweise anpassen, um der Unregelmäßigkeit auszuweichen oder die Auswirkungen der Unregelmäßigkeit zu minimieren. Dadurch erhält man ein System zur Feststellung von Straßenoberflächenunregelmäßigkeiten, das die Gefahr von Fahrzeugschäden minimiert und den Komfort der Fahrzeuginsassen steigert.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung dient die Detektionseinheit dazu, mindestens ein Fahrzeugereignis danach zu kategorisieren, wo am Fahrzeug es festgestellt wurde, wann es geschah, an welchem geografischen Ort des Fahrzeugs es geschah und wie ernst es eingestuft wurde. Die dynamischen Fahrzeugmerkmale werden vorzugsweise von einem oder mehreren internen Fahrzeugsystemen und/oder Sensoren zur Detektionseinheit übertragen. An welcher Stelle des Fahrzeugs das Ereignis festgestellt wurde, wird vorzugsweise mit rechts oder links und vorne oder hinten kategorisiert. Der geografische Ort des Fahrzeugs zum Zeitpunkt der Feststellung eines Fahrzeugereignisses wird durch ein Navigationssystem bestimmt, wie beispielsweise GPS, Galileo oder dergleichen, das mit der Detektionseinheit kommuniziert. Die Schwere des Fahrzeugereignisses wird in geeigneter Weise durch ein Schweremaß angezeigt, beispielsweise eine Zahl zwischen 1 und 10, wobei 1 geringe Schwere und 10 hohe Schwere bedeutet. Unter Schwere werden die Auswirkungen verstanden, die das Fahrzeugereignis auf das Fahrzeug hat. Die Schwere des Fahrzeugereignisses wird vorzugsweise mithilfe von Beschleunigungsmesserdaten bestimmt, die an die aktuellen Umstände bezüglich der dynamischen Fahrzeugmerkmale angepasst werden.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfassen die dynamischen Fahrzeugmerkmale ein geschätztes Gewicht des Fahrzeugs. Das Gewicht des Fahrzeugs hat einen Einfluss darauf, wie das Fahrzeug und der Beschleunigungsmesser auf eine Straßenoberflächenunregelmäßigkeit reagieren. Durch Schätzung des Gewichts des Fahrzeugs kann die Detektionseinheit dadurch die Beschleunigungsmesserdaten genauer beurteilen. Dadurch wird eine zuverlässige Kategorisierung des Fahrzeugereignisses und somit eine zuverlässige Klassifizierung der Straßenoberflächenunregelmäßigkeit, die das Fahrzeugereignis verursacht, ermöglicht. Konkret wird das geschätzte Fahrzeuggewicht von der Detektionseinheit bei der Bestimmung der Schwere des Fahrzeugereignisses berücksichtigt.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfassen die dynamischen Fahrzeugmerkmale den aktuell eingelegten Gang. Ein Gangwechsel kann eine ruckartige Bewegung des Fahrzeugs verursachen, die sich auf die Beschleunigungsmesser im Fahrzeug auswirken kann. Durch Berücksichtigung des aktuell eingelegten Gangs kann die Detektionseinheit feststellen, ob ein Gangwechsel erfolgt ist, und dadurch beurteilen, ob die Anzeige eines Fahrzeugereignisses durch die Beschleunigungsmesser von einem Gangwechsel und/oder von einer Straßenoberflächenanomalie verursacht wurde. Dadurch wird eine zuverlässige Kategorisierung des Fahrzeugereignisses ermöglicht.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfassen die dynamischen Fahrzeugmerkmale die aktuelle Bremskraft. Eine plötzliche Verlangsamung des Fahrzeugs kann sich auf die Beschleunigungsmesser des Fahrzeugs auswirken. Durch Berücksichtigung der aktuellen Bremskraft kann die Detektionseinheit feststellen, ob die Anzeige eines Fahrzeugereignisses durch die Beschleunigungsmesser durch ein abruptes Bremsmanöver und/oder eine Straßenoberflächenunregelmäßigkeit verursacht wurde.
Durch Berücksichtigung des aktuell eingelegten Ganges und/oder der aktuellen Bremskraft kann die Detektionseinheit auch feststellen, ob der Fahrer des Fahrzeugs seine Fahrweise an die aktuellen Straßenverhältnisse angepasst hat. Der Fahrer des Fahrzeugs kann einen Gangwechsel vornehmen und die Bremskraft erhöhen, weil er auf seiner Fahrstrecke eine Straßenoberflächenunregelmäßigkeit festgestellt hat und deshalb die Fahrzeuggeschwindigkeit anpasst, um die Auswirkungen der Unregelmäßigkeit auf das Fahrzeug zu minimieren. Durch Berücksichtigung dieser Information, wenn die Detektionseinheit ein Fahrzeugereignis feststellt, kann die Detektionseinheit die tatsächliche Schwere der Straßenoberflächenunregelmäßig besser beurteilen.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfassen die dynamischen Fahrzeugmerkmale die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit. Die Geschwindigkeit des Fahrzeugs hat einen Einfluss darauf, wie das Fahrzeug und der Beschleunigungsmesser auf eine Straßenoberflächenunregelmäßigkeit reagieren. Während beispielsweise ein Fahrzeug, das mit hoher Geschwindigkeit über eine Bodenwelle fährt, eine starke Reaktion der Beschleunigungsmesser hervorruft, bewirkt ein Fahrzeug, das mit geringer Geschwindigkeit über eine Bodenwelle fährt, eine schwächere Reaktion. Durch Schätzung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs kann die Detektionseinheit die Beschleunigungsmesserdaten genauer beurteilen und dadurch auch das Fahrzeugereignis genauer kategorisieren.
Die dynamischen Fahrzeugmerkmale können den aktuellen Lenkwinkel umfassen, um festzustellen, ob das Fahrzeugereignis erkannt wird, während der Fahrer mit dem Fahrzeug ein Wendemanöver durchführt. Dies kann anzeigen, dass der Fahrer einer Straßenoberflächenunregelmäßigkeit ausweicht und dass die Unregelmäßigkeit deshalb ernster ist, als die Beschleunigungsmesser anzeigen. Der Lenkwinkel ist deshalb nützlich, damit die Detektionseinheit das Fahrzeugereignis genau kategorisieren kann. Wenn das Fahrzeug ein Wendemanöver durchführt, während ein Fahrzeugereignis festgestellt wird, ist es auch möglich, dass ein anderer Beschleunigungsmesser des Fahrzeugs angesprochen hätte, falls das Fahrzeug das Wendemanöver nicht durchgeführt hätte. Der Lenkwinkel kann deshalb bei der Klassifizierung der Straßenoberflächenunregelmäßigkeit und der Feststellung der Art der Straßenoberflächenunregelmäßigkeit nützlich sein.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfassen die statischen Fahrzeugmerkmale Federungseigenschaften und/oder die Radkonfiguration und/oder Rahmeneigenschaften und/oder den Fahrzeugtyp. Die Federungseigenschaften, die Radkonfiguration, die Rahmeneigenschaften und der Fahrzeugtyp wirken sich darauf aus, wie das Fahrzeug auf eine Straßenoberflächenunregelmäßigkeit reagiert. Durch Berücksichtigung solcher statischer Fahrzeugmerkmale kann eine genaue und zuverlässige Klassifizierung einer Straßenoberflächenunregelmäßigkeit von der Klassifizierungseinheit vorgenommen werden.
Die statischen Fahrzeugeigenschaften werden vorzugsweise dem System zur Feststellung von Straßenoberflächenunregelmäßigkeiten von einem internen Fahrzeugsystem mitgeteilt. Alternativ dazu werden die statischen Fahrzeugmerkmale dem System zur Feststellung von Straßenoberflächenunregelmäßigkeiten von mehreren internen Fahrzeugsystemen mitgeteilt.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist das System zur Feststellung von Straßenoberflächenunregelmäßigkeiten mit Algorithmus-Parametern konfiguriert, wie beispielsweise Beschleunigungsfilter- und/oder Gewichtsanpassungsparameter und/oder die Platzierung der Beschleunigungsmessstellen und/oder Beschleunigungsparameter. Die Beschleunigungsparameter sind vorzugsweise vertikal, seitlich und in Längsrichtung orientiert. Die Algorithmus-Parameter sind vorzugsweise so eingestellt, dass eine genaue und erwünschte Klassifizierung einer Straßenoberflächenunregelmäßigkeit erzielt wird.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die Klassifizierungseinheit mit einer zeitlichen Hysterese für eine erforderliche Dauer eines festgestellten Fahrzeugereignisses konfiguriert. Die Klassifizierungseinheit ist in geeigneter Weise ausgeführt, um die Straßenoberflächenunregelmäßigkeit auf der Basis der zeitlichen Hysterese für eine erforderliche Dauer eines festgestellten Ereignisses zu klassifizieren.
Die Klassifizierungseinheit erhält Informationen über das kategorisierte Fahrzeugereignis, das von der Detektionseinheit festgestellt und kategorisiert wurde, und kann dadurch die Dauer des festgestellten Fahrzeugereignisses ermitteln. Die zeitliche Hysterese wird vorzugsweise so eingestellt, dass ein Fahrzeugereignis, das nur von sehr kurzer Dauer ist, beispielsweise weniger als 25 Millisekunden, nicht als von einer Straßenoberflächenunregelmäßigkeit verursacht eingestuft wird, so dass keine klassifizierte Straßenoberflächenunregelmäßigkeit im System registriert wird. Die zeitliche Hysterese wird vorzugsweise so eingestellt, dass für die Entscheidung, dass ein Fahrzeugereignis von einer Straßenoberflächenunregelmäßigkeit verursacht wurde, das Fahrzeugereignis länger als 25 Millisekunden gedauert haben muss. Alternativ dazu kann die zeitliche Hysterese so eingestellt werden, dass die erforderliche Mindestdauer eines festgestellten Fahrzeugereignisses 20 bis 30 Millisekunden beträgt. Die erforderliche Dauer eines festgestellten Fahrzeugereignisses wird vorzugsweise auf der Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit und einer im Voraus festgelegten Länge einer Straßenoberflächenunregelmäßigkeit bestimmt. Durch Konfiguration des Systems mit der zeitlichen Hysterese für eine erforderliche Dauer eines festgestellten Ereignisses kann die Klassifizierung und Registrierung von zu vielen Unregelmäßigkeiten vermieden werden. Die zeitliche Hysterese hat auch zur Folge, dass kleine und unbedeutende Unregelmäßigkeiten, die im Wesentlichen keine Auswirkungen auf das Fahrzeug haben, nicht unnötigerweise klassifiziert und registriert werden.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die Klassifizierungseinheit mit einer zeitlichen Hysterese für eine Mindestzeit zwischen festgestellten Fahrzeugereignissen konfiguriert. Die Klassifizierungseinheit dient zur Klassifizierung der Straßenoberflächenunregelmäßigkeit auf der Basis der zeitlichen Hysterese für eine Mindestzeit zwischen festgestellten Fahrzeugereignissen. Wenn ein Fahrzeug auf eine Straßenoberflächenunregelmäßigkeit trifft, überfahren normalerweise zuerst das linke und/oder das rechte Vorderrad die Unregelmäßigkeit und danach das linke und/oder rechte Hinterrad. Falls für jedes Rad ein Beschleunigungsmesser vorhanden wäre, würde man mindestens vier verschiedene festgestellte Ereignisse erhalten, die jeweils nach dem Zeitpunkt der Feststellung, der geografischen Position des Fahrzeugs und der Schwere und der Stelle am Fahrzeug kategorisiert würden. Um die Klassifizierung und Registrierung von vier verschiedenen Straßenoberflächenunregelmäßigkeiten zu vermeiden, d. h. einer pro Fahrzeugereignis, wird im System eine zeitliche Hysterese für eine Mindestzeit zwischen festgestellten Ereignissen eingestellt. Die zeitliche Hysterese wird vorzugsweise so eingestellt, dass mindestens 0,1 Sekunden zwischen zwei festgestellten Fahrzeugereignissen verstrichen sein müssen. Andernfalls wird davon ausgegangen, dass die beiden Fahrzeugereignisse von derselben Straßenoberflächenunregelmäßigkeit verursacht wurden. Alternativ dazu wird die zeitliche Hysterese so eingestellt, dass die Mindestzeit zwischen festgestellten Fahrzeugereignissen 0,05–0,15 Sekunden beträgt. Dadurch wird entschieden, dass die vier festgestellten Fahrzeugereignisse im Beispiel von derselben Straßenoberflächenunregelmäßigkeit verursacht wurden, so dass nur eine Straßenoberflächenunregelmäßigkeit klassifiziert und registriert wird. Die Mindestzeit zwischen festgestellten Fahrzeugereignissen wird vorzugsweise auf der Basis der Länge des Fahrzeugs und der Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt.
Vorzugsweise wird die festgestellte Unregelmäßigkeit nach geografischer Position, Art und Schwere klassifiziert. Die Art einer Unregelmäßigkeit kann beispielsweise als die Form und/oder die flächenmäßige Ausdehnung der Unregelmäßigkeit beschrieben werden, wie beispielsweise eine längliche Unregelmäßigkeit, die sich über die Breite der Fahrspur erstreckt, eine Unregelmäßigkeit auf einer Seite der Fahrspur, eine Unregelmäßigkeit, die sich diagonal über die Fahrspur erstreckt, oder dergleichen. Als Art können auch ein Schlagloch, eine Bodenwelle, ein Eisenbahngleis usw. erachtet werden. Die Schwere ist ein Maß dafür, wie stark sich die Straßenoberflächenunregelmäßigkeit auf das Fahrzeug auswirkt. Die Schwere der Straßenoberflächenunregelmäßigkeit kann sich von der Schwere des Fahrzeugereignisses unterscheiden, die bei der Kategorisierung bestimmt wird. Falls mehrere Beschleunigungsmesser eines Fahrzeugs jeweils ein Fahrzeugereignis feststellen, wird jedes Fahrzeugereignis einzeln kategorisiert. Dadurch können sich unterschiedliche Schweregrade für jedes Fahrzeugereignis ergeben, obwohl alle diese Ereignisse von derselben Straßenoberflächenunregelmäßigkeit verursacht wurden. Wenn die Klassifizierungseinheit entscheidet, dass mehrere Fahrzeugereignisse von derselben Straßenoberflächenunregelmäßigkeit verursacht wurden, wird diese Unregelmäßigkeit mit einer Schwere klassifiziert, die eine Kombination der verschiedenen Schweregrade der Fahrzeugereignisse ist. Die Klassifizierung der Straßenoberflächenunregelmäßigkeit wird im System registriert und kann verwendet werden, um den Fahrer des Fahrzeugs zu warnen, wenn er das nächste Mal an derselben geografischen Position fährt. Durch Klassifizierung der Straßenoberflächenunregelmäßigkeiten nach geografischer Position, Art und Schwere erhält der Fahrer des Fahrzeugs eine Fülle von Informationen und kann dadurch gezielte Maßnahmen treffen, um der Unregelmäßigkeit auszuweichen oder um die Fahrweise so anzupassen, dass die Auswirkungen der Unregelmäßigkeit auf das Fahrzeug minimiert werden. Die Meldung einer klassifizierten Straßenoberflächenunregelmäßigkeit erfolgt vorzugsweise in einer Anzeigevorrichtung in Fahrzeug.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird die Straßenoberflächenunregelmäßigkeit nach ihrer Wahrscheinlichkeit klassifiziert. Die Klassifizierungseinheit beurteilt vorzugsweise, wie wahrscheinlich es ist, dass eine Straßenoberflächenunregelmäßigkeit das festgestellte Fahrzeugereignis verursacht hat, und bestimmt dadurch einen Wahrscheinlichkeitsgrad. Der Wahrscheinlichkeitsgrad wird vorzugsweise auf der Basis des kategorisierten Fahrzeugereignisses und dynamischer Fahrzeugmerkmale bestimmt, wie beispielsweise die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Bremskraft und der eingelegte Gang, die von der Detektionseinheit zur Klassifikationseinheit übermittelt werden.
Die Klassifizierungseinheit und dadurch das System zur Feststellung von Straßenoberflächenunregelmäßigkeiten sind vorzugsweise in der Lage, Informationen über die klassifizierte Straßenoberflächenunregelmäßigkeit zu einem fahrzeugexternen System zu übermitteln. Alternativ dazu kann das System die Informationen über die klassifizierte Straßenoberflächenunregelmäßigkeit zu anderen Fahrzeugen übermitteln.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Methode zur Feststellung von Straßenoberflächenunregelmäßigkeiten erzielt, die folgenden Schritt umfasst:

– Feststellung von mindestens einem Fahrzeugereignis mittels einer Detektionseinheit auf der Basis von Daten von mindestens einem Beschleunigungsmesser des Fahrzeugs. Diese Methode umfasst ferner die folgenden Schritte:
– Kategorisierung des mindestens einen festgestellten Fahrzeugereignisses auf der Basis von kontinuierlich einlaufenden dynamischen Fahrzeugmerkmalen; und
– Klassifizierung einer Straßenoberflächenunregelmäßigkeit mittels einer Klassifizierungseinheit auf der Basis des kategorisierten Ereignisses und statischer Fahrzeugmerkmale.

Die Detektionseinheit kategorisiert das mindestens eine Fahrzeugereignis in geeigneter Weise nach der Stelle des Fahrzeugs, an der es festgestellt wurde, dem Zeitpunkt des Ereignisses, der geografischen Position des Fahrzeugs und der Schwere des Ereignisses.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfassen die dynamischen Fahrzeugmerkmale ein geschätztes Gewicht des Fahrzeugs und/oder den aktuell eingelegten Gang und/oder die aktuelle Bremskraft und/oder die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfassen die statischen Fahrzeugmerkmale Federungseigenschaften und/oder die Radkonfiguration und/oder Rahmeneigenschaften und/oder den Fahrzeugtyp.
Die Klassifizierungseinheit klassifiziert die Straßenoberflächenunregelmäßigkeit vorzugsweise nach geografischer Position, Art und Schwere. Die Klassifizierungseinheit kann die Straßenoberflächenunregelmäßigkeit nach dem Grad ihrer Wahrscheinlichkeit klassifizieren.
Die Klassifizierungseinheit klassifiziert die Straßenoberflächenunregelmäßigkeit in geeigneter Weise auf der Basis einer zeitlichen Hysterese für eine erforderliche Dauer eines festgestellten Fahrzeugereignisses. Die Klassifizierungseinheit klassifiziert die Straßenoberflächenunregelmäßigkeit in geeigneter Weise auf der Basis einer zeitlichen Hysterese für eine Mindestzeit zwischen festgestellten Fahrzeugereignissen.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst die Methode den folgenden Schritt, in dem:

– die Klassifizierung der Straßenoberflächenunregelmäßigkeit von der Klassifizierungseinheit zu einem fahrzeugexternen System übermittelt wird.

Die in der vorliegenden Erfindung genannten Zwecke werden auch durch ein Kraftfahrzeug erzielt, das ein Straßenanalysesystem umfasst. Bei dem Fahrzeug kann es sich um einen Lastkraftwagen, einen Bus, ein Bergwerkfahrzeug, einen Radlader, einen Personenkraftwagen oder dergleichen handeln.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogramm bereitgestellt, das Programmcode umfasst, der bewirkt, dass eine elektronische Steuereinheit oder ein anderer Computer, der an die elektronische Steuereinheit angeschlossen ist, die Schritte gemäß einem der Ansprüche 15–19 durchführt.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogrammprodukt bereitgestellt, das Programmcode umfasst, der auf einem von einem Computer lesbaren Medium gespeichert ist, um die Methodenschritte gemäß einem der Ansprüche 15–19 durchzuführen, wenn das genannte Computerprogramm von einer elektronischen Steuereinheit oder einem anderen Computer, der an die elektronische Steuereinheit angeschlossen ist, ausgeführt wird.
Weitere Zwecke, Vorteile und neuartige Merkmale der vorliegenden Erfindung sind für Fachleute auf dem Gebiet der Erfindung aus den folgenden Detailangaben und durch die praktische Anwendung der Erfindung ersichtlich. Es wird darauf hingewiesen, dass die im Folgenden beschriebene Erfindung nicht auf die spezifischen beschriebenen Detailangaben begrenzt ist. Fachleute, die Zugang zu den in der vorliegenden Beschreibung enthaltenen Informationen haben, werden weitere Anwendungen, Änderungen und Einbeziehungen in anderen Bereichen im Rahmen der Erfindung erkennen.
ZEICHNUNGSKURZBESCHREIBUNG
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung und weiterer Zwecke und Vorteile dieser Erfindung sollte die nachstehende detaillierte Beschreibung zusammen mit den dazugehörigen Zeichnungen gelesen werden, wobei gleiche Hinweisbezeichnungen in den verschiedenen Abbildungen sich auf gleiche Objekte beziehen.
zeigt schematisch ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
zeigt schematisch ein Straßenanalysesystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
zeigt ein Ablaufdiagramm einer Methode zur Analyse einer Straße gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und
zeigt schematisch einen Computer gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
DETAILLIERTE ZEICHNUNGSBESCHREIBUNG
Der Begriff „Verbindung” in der vorliegenden Beschreibung bezieht sich auf eine Kommunikationsverbindung, bei der es sich um eine physische Verbindung, wie beispielsweise eine opto-elektronische Kommunikationsleitung, oder um eine nicht physische Verbindung, wie beispielsweise eine drahtlose Verbindung in Form einer Funk- oder Mikrowellenverbindung, handeln kann.
zeigt eine Seitenansicht eines Fahrzeugs 100, das ein Fahrzeug-Bordsystem 200 umfasst, welches gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dazu dient, Straßenoberflächenunregelmäßigkeiten festzustellen. Das als Beispiel verwendete Fahrzeug 100 umfasst eine Zugmaschine 110 und einen Anhänger 112. Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein Schwerfahrzeug, wie beispielsweise einen Lastkraftwagen oder einen Bus, handeln. Alternativ dazu kann das Fahrzeug ein Personenkraftwagen sein. Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein Hybridfahrzeug, ein Elektrofahrzeug oder um ein von einem Verbrennungsmotor angetriebenes Fahrzeug handeln.
zeigt ein Fahrzeugbordsystem 200 zur Feststellung von Straßenoberflächenunregelmäßigkeiten gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Das System 200 umfasst eine Detektionseinheit 210 und eine Klassifizierungseinheit 220.
Die Detektionseinheit 210 dient zur Feststellung einer Straßenoberflächenunregelmäßigkeit durch Erkennung eines Fahrzeugereignisses. Ein Fahrzeugereignis wird durch mindestens einen Beschleunigungsmesser 230a oder ähnliche Sensorvorrichtungen festgestellt, die im Fahrzeug 100 platziert sind und mit der Detektionseinheit 210 kommunizieren. Vorzugsweise sind mehrere Beschleunigungsmesser 230a im Fahrzeug 100 platziert. Die Beschleunigungsmesser kommunizieren mit der Detektionseinheit 210 und dadurch mit dem System 200 über eine Verbindung L230a. Die Beschleunigungsmesser 230a übermitteln Beschleunigungsdaten in drei Dimensionen.
Diese Beschleunigungsdaten sind von Straßenoberflächenunregelmäßigkeiten abhängig. Dadurch kann die Detektionseinheit 210 feststellen, dass etwas mit dem Fahrzeug 100 geschehen ist, d. h. dass ein Fahrzeugereignis eingetreten ist, indem sie die Beschleunigungsdaten der Beschleunigungsmesser 230a analysiert.
Die Detektionseinheit 210 dient außerdem dazu, die festgestellten Fahrzeugereignisse auf der Basis von kontinuierlich einlaufenden dynamischen Fahrzeugmerkmalen zu kategorisieren. Die dynamischen Fahrzeugmerkmale können von mindestens einem fahrzeuginternen System 230b, 230c über eine Verbindung L230b, L230c zur Detektionseinheit 210 übermittelt werden. In der Abbildung sind nur zwei fahrzeuginterne Systeme 230b, 230c gezeigt. Jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Systeme begrenzt. Es kann eine beliebige Anzahl von fahrzeuginternen Systemen 230b, 230c vorhanden sein, die dynamische Fahrzeugmerkmale zur Detektionseinheit 210 übermitteln. Bei den dynamischen Fahrzeugmerkmalen kann es sich um die Dauer des Fahrzeugereignisses und/oder die Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder eine Schätzung des Fahrzeuggewichts und/oder den aktuell eingelegten Gang und/oder die aktuelle Bremskraft und/oder den Lenkradeinschlagwinkel und/oder die geografische Position handeln. Die geografische Position wird in geeigneter Weise mit einem Navigationssystem, wie beispielsweise einem GPS oder dergleichen, ermittelt. Unter Berücksichtigung solcher dynamischer Fahrzeugmerkmale kategorisiert die Detektionseinheit 210 das Fahrzeugereignis nach der Zeit des Eintritts des Ereignisses, der geografischen Position des Fahrzeugs 100 bei der Feststellung des Fahrzeugereignisses, der Stelle am Fahrzeug 100, an der das Fahrzeugereignis festgestellt wurde, sowie der Schwere des Fahrzeugereignisses. Die Stelle am Fahrzeug 100, an der das Ereignis festgestellt wurde, wird vorzugsweise nach rechts oder links und nach vorne oder hinten kategorisiert. Die Schwere des Fahrzeugereignisses wird in geeigneter Weise durch einen Schweregrad angezeigt, beispielsweise durch eine Zahl zwischen 1 und 10, wobei 1 einer geringen Schwere und 10 einer hohen Schwere entspricht. Unter Schwere werden die Auswirkungen verstanden, die das Fahrzeugereignis und dadurch auch die Straßenoberflächenunregelmäßigkeit auf das Fahrzeug 100 hat. Die Schwere des Fahrzeugereignisses wird vorzugsweise auf der Basis der Beschleunigungsmesserdaten bestimmt, die an die aktuellen Umstände in Form der dynamischen Fahrzeugmerkmale angepasst wurden.
Die Kategorisierung der Fahrzeugereignisse wird über eine Verbindung L210 von der Detektionseinheit 210 zur Klassifizierungseinheit 220 übermittelt. Die Klassifizierungseinheit 220 dient dazu, eine Straßenoberfläche auf der Basis des kategorisierten Fahrzeugereignisses und statischer Fahrzeugmerkmale zu klassifizieren. Die statischen Fahrzeugmerkmale werden vorzugsweise von einem oder mehreren fahrzeuginternen Systemen 240 über eine Verbindung L240 zur Klassifizierungseinheit 220 übermittelt. Bei den statischen Fahrzeugmerkmalen kann es sich um Federungseigenschaften des Fahrzeugs 100 und/oder um die Radkonfiguration des Fahrzeugs 100 und/oder um den Fahrzeugtyp und/oder die Rahmeneigenschaften des Fahrzeugs 100 handeln. Der Typ des Fahrzeugs kann beispielsweise Lastkraftwagen, Bus oder Personenkraftwagen sein.
Das System zur Feststellung von Straßenoberflächenunregelmäßigkeiten 200 ist mit Algorithmen-Parametern konfiguriert, wie beispielsweise Beschleunigungsfilter und/oder Gewichtsanpassungsparameter und/oder Position der Beschleunigungsmesser-Messpunkte und/oder Beschleunigungsparameter. Diese Algorithmus-Parameter werden so eingestellt, dass eine genaue Klassifizierung der Straßenoberflächenunregelmäßigkeit erzielt wird.
Die Klassifizierungseinheit 220 ist mit einer zeitlichen Hysterese für eine erforderliche Dauer eines festgestellten Ereignisses konfiguriert. Die Klassifizierungseinheit 220 dient dazu, die festgestellte Straßenoberflächenunregelmäßigkeit auf der Basis der zeitlichen Hysterese für eine erforderliche Dauer eines festgestellten Ereignisses zu klassifizieren. Die Klassifizierungseinheit 220 ermittelt die Dauer des festgestellten Fahrzeugereignisses auf der Basis der Informationen über das kategorisierte Fahrzeugereignis, das von der Detektionseinheit 210 festgestellt und kategorisiert wurde. Die zeitliche Hysterese wird vorzugsweise so eingestellt, dass für ein Fahrzeugereignis, das nur von sehr kurzer Dauer ist, beispielsweise weniger als 25 Millisekunden, entschieden wird, dass es nicht von einer Straßenoberflächenunregelmäßigkeit verursacht wurde, so dass keine klassifizierte Straßenoberflächenunregelmäßigkeit im System 200 registriert wird. Die zeitliche Hysterese wird vorzugsweise so eingestellt, dass für die Entscheidung, dass ein Fahrzeugereignis von einer Straßenoberflächenunregelmäßigkeit verursacht wurde, das Fahrzeugereignis länger als 25 Millisekunden gedauert haben muss. Alternativ dazu kann die zeitliche Hysterese so eingestellt werden, dass die erforderliche Mindestdauer eines festgestellten Fahrzeugereignisses 20 bis 30 Millisekunden beträgt.
Die Klassifizierungseinheit 220 ist außerdem mit einer zeitlichen Hysterese für eine Mindestzeit zwischen festgestellten Ereignissen konfiguriert. Die Klassifizierungseinheit 220 dient zur Klassifizierung der festgestellten Straßenoberflächenunregelmäßigkeit auf der Basis der zeitlichen Hysterese für eine Mindestzeit zwischen festgestellten Ereignissen. Falls das Fahrzeug 100 beispielsweise über vier Beschleunigungsmesser 230a verfügt und auf eine Straßenoberflächenunregelmäßigkeit trifft, kann jeder Beschleunigungsmesser 230a auf diese Unregelmäßigkeit ansprechen. Die Detektionseinheit 210 stellt folglich vier Fahrzeugereignisse innerhalb einer sehr kurzen Zeitspanne fest. Jedes festgestellte Fahrzeugereignis wird nach dem Zeitpunkt der Feststellung, der geografischen Position des Fahrzeugs, der Schwere und der Stelle des Fahrzeugs 100 kategorisiert. Um die Klassifizierung und Registrierung von vier verschiedenen Straßenoberflächenunregelmäßigkeiten zu vermeiden, d. h. einer pro Fahrzeugereignis, wird im Straßenanalysesystem eine zeitliche Hysterese für eine Mindestzeit zwischen festgestellten Ereignissen eingestellt. Die zeitliche Hysterese wird vorzugsweise so eingestellt, dass mindestens 0,1 Sekunden zwischen zwei festgestellten Fahrzeugereignissen verstrichen sein müssen. Andernfalls wird davon ausgegangen, dass die beiden Fahrzeugereignisse von derselben Straßenoberflächenunregelmäßigkeit verursacht wurden. Alternativ dazu wird die zeitliche Hysterese so eingestellt, dass die Mindestzeit zwischen festgestellten Fahrzeugereignissen 0,05–0,15 Sekunden beträgt. Dadurch wird entschieden, dass die vier festgestellten Fahrzeugereignisse im Beispiel von derselben Straßenoberflächenunregelmäßigkeit verursacht wurden, so dass nur eine Straßenoberflächenunregelmäßigkeit klassifiziert und registriert wird.
Die Klassifizierungseinheit 220 klassifiziert jede Straßenoberflächenunregelmäßigkeit nach geografischer Position, Art und Schwere. Die Art der Unregelmäßigkeit kann beispielsweise die Form und flächenmäßige Ausdehnung der Unregelmäßigkeit sein, wie beispielsweise eine Längsunregelmäßigkeit, die sich über die Breite der Fahrspur erstreckt, eine Unregelmäßigkeit auf einer Seite der Fahrspur, eine Unregelmäßigkeit, die sich diagonal über die Fahrspur erstreckt, oder dergleichen. Bei der Art kann es sich auch um eine der Kategorien Schlagloch, Bodenwelle, Eisenbahngleis, Bürgersteig usw. handeln. Die klassifizierte Schwere ist ein Maß für die Auswirkungen der Straßenoberflächenunregelmäßigkeit auf das Fahrzeug 100. Wenn die Klassifizierungseinheit 220 feststellt, dass mehrere Fahrzeugereignisse von derselben Straßenoberflächenunregelmäßigkeit verursacht werden, wird diese Unregelmäßigkeit mit einer Schwere klassifiziert, die eine Kombination aus den verschiedenen Schweregraden dieser Fahrzeugereignisse. ist. Die festgestellte Unregelmäßigkeit wird auch nach einem Wahrscheinlichkeitsgrad klassifiziert. Die Klassifizierungseinheit 220 beurteilt vorzugsweise, wie wahrscheinlich es ist, dass tatsächlich eine Straßenoberflächenunregelmäßigkeit vorliegt, die das festgestellte Fahrzeugereignis verursacht hat, und bestimmt folglich einen Wahrscheinlichkeitsgrad. Der Wahrscheinlichkeitsgrad wird vorzugsweise auf der Basis des kategorisierten Fahrzeugereignisses und dynamischer Fahrzeugmerkmale bestimmt, wobei es sich bei Letzteren um die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Bremskraft und den eingelegten Gang handeln kann, d. h. um Informationen, die von der Detektionseinheit 210 über die Verbindung L210 übermittelt werden.
Die klassifizierte Straßenoberflächenunregelmäßigkeit wird im System 200 registriert und gespeichert und kann verwendet werden, um den Fahrer des Fahrzeugs 100 zu warnen, wenn er das nächste Mal an derselben geografischen Position fährt. Der Fahrer kann durch eine optische Warnung, eine haptische Warnung und/oder eine akustische Warnung von einer Warneinheit gewarnt werden. Die klassifizierte Straßenoberflächenunregelmäßigkeit kann auch über eine Verbindung L220 zu einem oder mehreren fahrzeugexternen Systemen 250 übermittelt werden.
zeigt ein Ablaufdiagramm einer Methode zur Feststellung von Straßenoberflächenunregelmäßigkeiten gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Die Methode umfasst einen Schritt s302, in dem mittels der Detektionseinheit 210 mindestens ein Fahrzeugereignis auf der Basis von Daten von mindestens einem Beschleunigungsmesser 230a des Fahrzeugs festgestellt wird. Die Methode umfasst außerdem einen Schritt s304, in dem mindestens ein festgestelltes Fahrzeugereignis auf der Basis von kontinuierlich einlaufenden dynamischen Fahrzeugmerkmalen kategorisiert wird, und einen Schritt s306, in dem eine Straßenoberflächenunregelmäßigkeit mittels einer Klassifizierungseinheit 220 auf der Basis des kategorisierten Fahrzeugereignisses und statischer Fahrzeugmerkmale klassifiziert wird.
Beschleunigungsdaten von mindestens einem Beschleunigungsmesser 230a werden über eine Verbindung L230a zur Detektionseinheit 210 übermittelt. Die dynamischen Fahrzeugmerkmale werden vorzugsweise durch ein oder mehrere fahrzeuginterne Systeme 230b, 230c bereitgestellt. Die dynamischen Fahrzeugmerkmale werden in geeigneter Weise über die Verbindungen L230b, L230c zur Detektionseinheit 210 übermittelt.
Die Detektionseinheit 210 kategorisiert in geeigneter Weise das mindestens eine Fahrzeugereignis nach der Stelle des Fahrzeugs 100, an der es festgestellt wurde, dem Zeitpunkt des Eintritts des Fahrzeugereignisses, der geografischen Position des Fahrzeugs 100 zum Zeitpunkt der Feststellung des Fahrzeugereignisses und der Schwere des Fahrzeugereignisses. Das kategorisierte Fahrzeugereignis wird über die Verbindung L210 der Klassifizierungseinheit 220 mitgeteilt.
Die dynamischen Fahrzeugmerkmale umfassen vorzugsweise ein geschätztes Gewicht des Fahrzeugs 100 und/oder den aktuell eingelegten Gang und/oder die aktuelle Bremskraft und/oder die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit.
Die statischen Fahrzeugmerkmale umfassen vorzugsweise die Federungseigenschaften und/oder die Radkonfiguration und/oder die Rahmeneigenschaften und/oder den Fahrzeugtyp. Die statischen Fahrzeugmerkmale werden vorzugsweise durch mindestens ein fahrzeuginternes System 240 bereitgestellt. Die statischen Fahrzeugmerkmale werden über eine Verbindung L240 vom fahrzeuginternen System 240 zur Klassifizierungseinheit 220 übermittelt.
Die Klassifizierungseinheit 220 klassifiziert die Straßenoberflächenunregelmäßigkeit auf der Basis einer zeitlichen Hysterese für eine erforderliche Dauer eines festgestellten Ereignisses. Die Klassifizierungseinheit 220 ermittelt die Dauer des festgestellten Fahrzeugereignisses auf der Basis der Informationen über das kategorisierte Fahrzeugereignis, das von der Detektionseinheit 210 festgestellt und kategorisiert wurde. Außerdem entscheidet die Klassifizierungseinheit 220 auf der Basis der zeitlichen Hysterese, ob das Fahrzeugereignis lange genug gedauert hat, damit es als von einer Straßenoberflächenunregelmäßigkeit verursacht erachtet werden kann. Die Klassifizierungseinheit 220 klassifiziert die Straßenoberflächenunregelmäßigkeit auch auf der Basis einer zeitlichen Hysterese für eine Mindestzeit zwischen festgestellten Ereignissen. Die Klassifizierungseinheit 220 stellt dadurch fest, ob mehrere Fahrzeugereignisse, die innerhalb einer kurzen Zeitspanne festgestellt wurden, von derselben Straßenoberflächenunregelmäßigkeit verursacht wurden oder ob mehrere Straßenoberflächenunregelmäßigkeiten klassifiziert und registriert werden sollten.
Die Klassifizierungseinheit 220 klassifiziert die Straßenoberflächenunregelmäßigkeit vorzugsweise nach geografischer Position, Art und Schwere. Die Klassifizierungseinheit 220 kann die Straßenoberflächenunregelmäßigkeit auch nach dem Grad ihrer Wahrscheinlichkeit klassifizieren.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst die Methode einen Schritt, indem die klassifizierte Straßenoberflächenunregelmäßigkeit von der Klassifizierungseinheit 220 einem fahrzeugexternen System 250 mitgeteilt wird. Die klassifizierte Straßenoberflächenunregelmäßigkeit wird vorzugsweise über eine Verbindung L220 zum fahrzeugexternen System 250 übermittelt.
ist eine Darstellung einer Ausführung einer Vorrichtung 400. Das System 200, die Detektionseinheit 210 und/oder die Klassifizierungseinheit 220, die unter Verweis auf beschrieben sind, können in einer Ausführung die Vorrichtung 400 umfassen. Die Vorrichtung 400 umfasst einen nicht flüchtigen Speicher 420, eine Datenverarbeitungseinheit 410 und einen Lese-/Schreib-Speicher 450. Der nicht flüchtige Speicher 420 besitzt ein erstes Speicherelement 430, in dem ein Computerprogramm, beispielsweise ein Betriebssystem, gespeichert ist, um die Funktion der Vorrichtung 400 zu steuern. Die Vorrichtung 400 umfasst außerdem eine Bussteuerung, einen seriellen Kommunikationsport, I/O-Mittel, einen A/D-Wandler, eine Zeit- und Datum-Erfassungs- und -Übermittlungseinheit, einen Ereigniszähler und eine Unterbrechungssteuerung (nicht dargestellt).
Der nicht flüchtige Speicher 420 besitzt auch ein zweites Speicherelement 440. Ein Computerprogramm P umfasst Routinen zur kontinuierlichen Feststellung von Straßenoberflächenunregelmäßigkeiten, zur Feststellung von mindestens einem Fahrzeugereignis, zur Kategorisierung des mindestens einen Fahrzeugereignisses und zur Klassifizierung einer Straßenoberflächenunregelmäßigkeit. Das Computerprogramm P umfasst Routinen zur Feststellung eines Fahrzeugereignisses auf der Basis von Beschleunigungsdaten von mindestens einem Beschleunigungsmesser 230a, der im Fahrzeug 100 platziert ist. Das Computerprogramm P umfasst Routinen zur Kategorisierung eines Fahrzeugereignisses auf der Basis von dynamischen Fahrzeugmerkmalen. Das Computerprogramm P umfasst Routinen zur Klassifizierung einer Straßenoberflächenunregelmäßigkeit auf der Basis mindestens eines kategorisierten Fahrzeugereignisses und statischer Fahrzeugmerkmale.
Das Computerprogramm P umfasst Routinen zur Übermittlung einer klassifizierten Straßenoberflächenunregelmäßigkeit zu einem fahrzeugexternen System.
Das Programm P kann in ausführbarer oder in komprimierter Form in einem Speicher 460 und/oder in einem Lese-/Schreib-Speicher 450 gespeichert sein.
Wenn davon die Rede ist, dass die Datenverarbeitungseinheit 410 eine bestimmte Funktion durchführt, dann ist das so zu verstehen, dass die Datenverarbeitungseinheit 410 einen bestimmten Teil des Programms ausführt, das im Speicher 460 gespeichert ist, oder einen bestimmten Teil des Programms ausführt, das im Lese-/Schreib-Speicher 450 gespeichert ist.
Die Datenverarbeitungseinheit 410 kann über einen Datenbus 415 mit einem Datenport 499 kommunizieren. Der nicht flüchtige Speicher 420 dient zur Kommunikation mit der Datenverarbeitungseinheit 410 über einen Datenbus 412. Der separate Speicher 460 dient zur Kommunikation mit der Datenverarbeitungseinheit 410 über einen Datenbus 411. Der Lese-/Schreib-Speicher 450 dient zur Kommunikation mit der Datenverarbeitungseinheit 410 über einen Datenbus 414. An den Datenport 499 können beispielsweise die Verbindungen L210, L220, L230a–c und L240 angeschlossen sein (siehe ).
Wenn Daten am Datenport 499 einlaufen, werden diese temporär im zweiten Speicherelement 440 gespeichert. Wenn eingelaufene Eingangsdaten temporär gespeichert wurden, ist die Datenverarbeitungseinheit 410 bereit, Code wie oben beschrieben auszuführen.
Teile der im vorliegenden Dokument beschriebenen Methoden können von der Vorrichtung 400 mithilfe der Datenverarbeitungseinheit 410 durchgeführt werden, die das im Speicher 460 oder im Lese-/Schreibspeicher 450 gespeicherte Programm ausführt. Wenn die Vorrichtung 400 das Programm ausführt, werden Methoden durchgeführt, die im vorliegenden Dokument beschrieben sind.
Die obige Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dient zur Veranschaulichung. Sie soll keine erschöpfende Beschreibung sein und soll die Erfindung nicht auf die beschriebenen Varianten begrenzen. Für Fachleute auf dem Gebiet der Erfindung sind erwartungsgemäß viele Änderungen und Variationen ersichtlich. Die Ausführungsformen wurden gewählt und beschrieben, um die Prinzipien der Erfindung und ihre praktischen Anwendungen in bestmöglicher Weise zu erklären und es damit Fachleuten zu ermöglichen, die Erfindung für verschiedene Ausführungsformen und mit den verschiedenen Änderungen, die für den vorgesehenen Anwendungszweck geeignet sind, zu verstehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2014/0122014 A1 [0003]
US 2009/0164063 A1 [0004]

Claims

Fahrzeug-Bordsystem (200) zur Feststellung von Straßenoberflächenunregelmäßigkeiten mit einer Detektionseinheit (210), die dazu dient, mindestens ein Fahrzeugereignis auf der Basis von Daten von mindestens einem Beschleunigungsmesser (230a) des Fahrzeugs (100) festzustellen, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinheit (210) dazu dient, das festgestellte Fahrzeugereignis auf der Basis von kontinuierlich einlaufenden dynamischen Fahrzeugmerkmalen zu kategorisieren, und eine Klassifizierungseinheit (220) dazu dient, eine Straßenoberflächenunregelmäßigkeit auf der Basis von mindestens einem kategorisierten Ereignis und von statischen Fahrzeugmerkmalen zu klassifizieren.
System gemäß Anspruch 1, bei dem die Detektionseinheit (210) dazu dient, das festgestellte Fahrzeugereignis nach der Stelle des Fahrzeugs (100), an der es festgestellt wurde, dem Zeitpunkt des Eintritts des Fahrzeugereignisses, der geografischen Position des Fahrzeugs (100) und der Schwere des Fahrzeugereignisses zu kategorisieren.
System gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem die dynamischen Fahrzeugmerkmale ein geschätztes Gewicht des Fahrzeugs (100) umfassen.
System gemäß einem der obigen Ansprüche, bei dem die dynamischen Fahrzeugmerkmale den aktuell eingelegten Gang umfassen.
System gemäß einem der obigen Ansprüche, bei dem die dynamischen Fahrzeugmerkmale die aktuelle Bremskraft umfassen.
System gemäß einem der obigen Ansprüche, bei dem die dynamischen Fahrzeugmerkmale die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit umfassen.
System gemäß einem der obigen Ansprüche, bei dem die statischen Fahrzeugmerkmale die Federungseigenschaften und/oder die Radkonfiguration und/oder die Rahmeneigenschaften und/oder den Fahrzeugtyp umfassen.
System (200) gemäß einem der obigen Ansprüche, das mit Algorithmus-Parametern konfiguriert ist, wie beispielsweise Beschleunigungsfilter und/oder Gewichtsanpassungsparameter und/oder Position der Beschleunigungsmesser-Messstellen und/oder Beschleunigungsparameter.
System gemäß einem der obigen Ansprüche, bei dem die Klassifizierungseinheit (220) mit einer zeitlichen Hysterese für eine erforderliche Dauer eines festgestellten Fahrzeugereignisses konfiguriert ist.
System gemäß einem der obigen Ansprüche, bei dem die Klassifizierungseinheit (220) mit einer zeitlichen Hysterese für eine Mindestzeit zwischen festgestellten Fahrzeugereignissen konfiguriert ist.
System gemäß einem der obigen Ansprüche, bei dem die Klassifizierungseinheit (220) dazu dient, die Unregelmäßigkeit nach geografischer Position, Art und Schwere zu klassifizieren.
System gemäß einem der obigen Ansprüche, bei dem die Klassifizierungseinheit (220) dazu dient, die Unregelmäßigkeit nach ihrer Wahrscheinlichkeit zu klassifizieren.
System (200) gemäß einem der obigen Ansprüche, das dazu dient, die klassifizierte Straßenoberflächenunregelmäßigkeit einem fahrzeugexternen System (250) mitzuteilen.
Kraftfahrzeug (100) mit einem System (200) gemäß einem der Ansprüche 1–13.
Methode zur Feststellung von Straßenoberflächenunregelmäßigkeiten mit einem Fahrzeug-Bordsystem zur Feststellung von Straßenoberflächenunregelmäßigkeiten (200), mit einem Schritt (s302), in dem: – mindestens ein Fahrzeugereignis mithilfe einer Detektionseinheit (210) auf der Basis von Daten von mindestens einem Beschleunigungsmesser (230a) des Fahrzeugs (100) festgestellt wird, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: – Kategorisierung (s304) von mindestens einem festgestellten Fahrzeugereignis auf der Basis von kontinuierlich einlaufenden dynamischen Fahrzeugmerkmalen; und – Klassifizierung (s306) einer Straßenoberflächenunregelmäßigkeit mithilfe einer Klassifizierungseinheit (220) auf der Basis des kategorisierten Fahrzeugereignisses und statischer Fahrzeugmerkmale.
Methode gemäß Anspruch 15, bei der die Detektionseinheit (210) mindestens ein Fahrzeugereignis kategorisiert nach der Stelle des Fahrzeugs, an der es festgestellt wurde, dem Zeitpunkt des Eintritts des Fahrzeugereignisses, der geografischen Position des Fahrzeugs (100) und der Schwere des Fahrzeugereignisses.
Methode gemäß Anspruch 15 oder 16, bei der die dynamischen Fahrzeugmerkmale ein geschätztes Gewicht des Fahrzeugs und/oder den aktuell eingelegten Gang und/oder die aktuelle Bremskraft und/oder die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit umfassen.
Methode gemäß einem der Ansprüche 15–17, bei der die statischen Fahrzeugmerkmale Federungseigenschaften und/oder die Radkonfiguration und/oder Rahmeneigenschaften und/oder den Fahrzeugtyp umfassen.
Methode gemäß einem der Ansprüche 15–18, bei der die Straßenoberflächenunregelmäßigkeit nach geografischer Position, Art und Schwere klassifiziert wird.
Computerprogramm (P), das Programmcode umfasst, der bewirkt, dass eine elektronische Steuereinheit (200; 210; 220; 400) oder ein anderer Computer (200; 210; 220; 400), der an die elektronische Steuereinheit (200; 210; 220; 400) angeschlossen ist, die Schritte gemäß einem der Ansprüche 15–19 durchführt.
Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem von einem Computer lesbaren Medium gespeichert ist, das dazu dient, die Methodenschritte gemäß einem der Ansprüche 15–19 durchzuführen, wenn das genannte Computerprogramm von einer elektronischen Steuereinheit (200; 210; 220; 400) oder einem anderen Computer (200; 210; 220; 400), der an die elektronische Steuereinheit (200; 210; 220; 400) angeschlossen ist, ausgeführt wird.