DE102017105983A1 - System und Verfahren zum Untersuchen von Strassenoberflächen - Google Patents

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Abstract

Ein Verfahren zum Untersuchen einer Straße auf Substanzen weist das Erzeugen eines Infrarotlicht-Blitzes mit einer Wellenlänge auf, um einen Abschnitt der Straße zu beleuchten. Die Wellenlänge entspricht einer Absorptionswellenlänge einer Substanz, die zu erfassen ist. Das Verfahren weist ferner als Reaktion darauf, dass ein Unterschied zwischen der Rückstreuungsstärke eines Bildes des Abschnitts, das während des Blitzes aufgenommen wurde, und der eines Bildes des Abschnitts, das vor oder nach dem Blitz aufgenommen wurde, größer ist als eine Schwellenmenge, das Ausgeben eines Signals, das das Vorhandensein der Substanz auf dem Abschnitt angibt, auf.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft ein System und ein Verfahren zum Untersuchen von Straßenoberflächen mit einem Sichtsystem, das auf einem Fahrzeug angeordnet ist. Die Straßendaten, die von dem Sichtsystem erfasst werden, können verwendet werden, um den Fahrer zu warnen und/oder um aktive und halbaktive Systeme des Fahrzeugs zu ändern.
  • STAND DER TECHNIK
  • Straßenzustände variieren aufgrund ungünstiger Witterung und Infrastruktur stark. Das Fahrgefühl eines Kraftfahrzeugs kann durch dynamisches Anpassen von Systemen des Fahrzeugs zum Mindern der Auswirkungen von Unregelmäßigkeiten auf der Straßenoberfläche oder Problemen aufgrund des Wetters, wie zum Beispiel Eis, Schnee oder Wasser, verbessert werden. Einige Fahrzeuge weisen aktive und halbaktive Systeme auf (wie zum Beispiel Fahrzeugaufhängung und automatische Bremssysteme), die basierend auf Straßenzuständen eingestellt werden können.
  • KURZDARSTELLUNG
  • Gemäß einer Ausführungsform weist ein Verfahren zum Untersuchen einer Straße auf Substanzen das Erzeugen eines Infrarotlicht-Blitzes mit einer Wellenlänge auf, um einen Abschnitt der Straße zu beleuchten. Die Wellenlänge entspricht einer Absorptionswellenlänge einer Substanz, die zu erfassen ist. Das Verfahren weist ferner als Reaktion darauf, dass ein Unterschied zwischen der Rückstreuungsstärke eines Bildes des Abschnitts, das während des Blitzes aufgenommen wurde, und der eines Bildes des Abschnitts, das vor oder nach dem Blitz aufgenommen wurde, größer ist als eine Schwellenmenge, das Ausgeben eines Signals, das das Vorhandensein der Substanz auf dem Abschnitt angibt, auf.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform weist ein Verfahren zum Untersuchen einer Straße auf Öl das Erzeugen eines Infrarotlicht-Blitzes mit einer Ölabsorptionswellenlänge auf, um einen Abschnitt der Straße zu beleuchten. Das Verfahren weist ferner als Reaktion darauf, dass ein Unterschied zwischen der Rückstreuungsstärke eines Bildes des Abschnitts, das während des Blitzes aufgenommen wurde, und der eines Bildes des Abschnitts, das vor oder nach dem Blitz aufgenommen wurde, größer ist als eine Schwellenmenge, das Ausgeben eines Signals, das das Vorhandensein von Öl auf dem Abschnitt angibt, auf.
  • Gemäß noch einer anderen Ausführungsform weist ein Fahrzeug eine Infrarotquelle, die konfiguriert ist, um Licht mit einer Ölabsorptionswellenlänge abzugeben, und eine Kamera auf. Eine Steuervorrichtung des Fahrzeugs ist programmiert, um die Infrarotquelle anzuweisen, einen Abschnitt der Straße mit einem Blitz des Lichts zu beleuchten. Die Steuervorrichtung ist ferner programmiert, um die Kamera anzuweisen, ein erstes Bild des Abschnitts während des Blitzes aufzunehmen, und die Kamera anzuweisen, ein zweites Bild des Abschnitts vor oder nach dem Blitz aufzunehmen. Die Steuervorrichtung ist auch programmiert, um als Reaktion darauf, dass ein Unterschied zwischen der Rückstreuungsstärke des ersten Bildes und der des zweiten Bildes größer ist als eine Schwellenmenge, ein Signal auszugeben, das das Vorhandensein von Öl auf dem Abschnitt angibt.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs.
  • 2 ist eine schematische Darstellung einer plenoptischen Kamera.
  • 3 ist ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren zum Erfassen einer Substanz auf einer Straßenoberfläche veranschaulicht.
  • 4 ist eine schematische Ansicht des Fahrzeugs, das Substanzen und Gefahren auf einer Straße erfasst.
  • 5 ist ein Flussdiagramm zum Erzeugen einer verbesserten Tiefenkarte.
  • 6 veranschaulicht ein Flussdiagramm zum Steuern eines Aufhängungssystems, eines Antiblockier-Bremssystems und eines Stabilitätssteuersystems.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Hier werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und dass andere Ausführungsformen diverse und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgetreu; einige Merkmale können übertrieben oder minimiert sein, um Einzelheiten besonderer Bauteile zu zeigen. Daher sollen hier offenbarte spezifische strukturelle und funktionale Einzelheiten nicht als einschränkend interpretiert werden, sondern lediglich als eine repräsentative Basis, um einen Fachmann zu lehren, wie die vorliegende Erfindung auf verschiedene Art und Weise einzusetzen ist. Für einen Durchschnittsfachmann liegt auf der Hand, dass diverse Merkmale, die unter Bezugnahme auf irgendeine der Figuren dargestellt und beschrieben werden, mit Merkmalen kombiniert werden können, die in einer oder mehreren anderen Figuren dargestellt sind, um Ausführungsformen zu schaffen, die nicht explizit dargestellt oder beschrieben werden. Die Kombinationen veranschaulichter Merkmale stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Es könnten jedoch diverse Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die den Lehren der vorliegenden Offenbarung entsprechen, für bestimmte Anwendungen oder Implementierungen erwünscht sein.
  • Unter Bezugnahme auf 1 weist ein Fahrzeug 20 eine Karosseriestruktur 22 auf, die von einem Chassis getragen wird. Räder 24 sind mit dem Chassis anhand eines Aufhängungssystems 26 verbunden, das mindestens Federn 33, Dämpfer 41 und Verbindungen aufweist. Das Fahrzeug 20 weist auch ein Antiblockier-Bremssystem (ABS) 23 auf, das mindestens einen Masterzylinder, Rotoren 27, Taster 29, ein Ventil- und Pumpengehäuse 25, Bremsleitungen 31 und Radsensoren (nicht gezeigt) hat. Das Fahrzeug weist auch ein Lenksystem mit einem Lenkrad auf, das auf einer Lenkwelle befestigt ist, die mit einer Zahnstange (oder einem Lenkgehäuse) verbunden ist, die mit den Vorderrädern über Spannstangen oder andere Verbindungen verbunden ist. Ein Sensor kann auf der Lenkwelle angeordnet sein, um einen Lenkwinkel des Systems zu bestimmen. Der Sensor steht in elektrischer Verbindung mit der Steuervorrichtung 46 und ist konfiguriert, um ein Signal, das den Lenkwinkel angibt, auszugeben.
  • Das Fahrzeug 20 weist ein Sichtsystem 28 auf, das an der Karosseriestruktur 22 (wie zum Beispiel an dem vorderen Stoßfänger) befestigt ist. Das Sichtsystem 28 weist eine Kamera 30 auf. Die Kamera kann eine plenoptische Kamera (auch als Lichtfeld-Kamera, Array-Kamera oder 4D-Kamera bekannt), oder eine Stereokamera mit mehreren Linsen sein. Das Sichtsystem 28 weist auch mindestens eine Lichtquelle auf, wie zum Beispiel eine erste Lichtquelle 32, eine zweite Lichtquelle 34 und eine dritte Lichtquelle 37. Die erste, zweite und dritte Lichtquelle 32, 34, 37 können infrarotnahe (IR) Licht emittierende Dioden (LED) oder Diodenlaser sein. Das Sichtsystem 28 kann sich auf einem Vorderende 36 des Fahrzeugs 20 befinden. Die Kamera 30 und die Lichtquellen 32, 34, 37 sind auf einen Abschnitt der Straße vor dem Fahrzeug 20 gerichtet, um die Straße zu untersuchen. Das Sichtsystem 28 kann gezielt werden, um einen Abschnitt der Straße zwischen 5 und 100 Fuß vor dem Fahrzeug 20 zu überwachen. Bei einigen Ausführungsformen kann das Sichtsystem direkt auf die Straße hinunter gerichtet sein.
  • Das Sichtsystem 28 ist elektrisch mit einem Fahrzeugsteuersystem (VSC) verbunden. Das VCS weist eine oder mehrere Steuervorrichtungen 46 zum Steuern der Funktion diverser Bauteile auf. Die Steuervorrichtungen können über einen seriellen Bus (zum Beispiel Controller Area Network (CAN)) oder über dedizierte elektrische Leitungen kommunizieren. Die Steuervorrichtung weist im Allgemeinen eine beliebige Anzahl von Mikroprozessoren, ASICs, ICs, Speicher (zum Beispiel FLASH, ROM, RAM, EPROM und/oder EEPROM) sowie Softwarecode auf, die zusammenwirken, um eine Reihe von Vorgängen durchzuführen. Die Steuervorrichtung weist auch vorbestimmte Daten oder „Nachschlagetabellen“ auf, die auf Berechnungen und Prüfdaten basieren und innerhalb des Speichers gespeichert sind. Die Steuervorrichtung kann mit anderen Fahrzeugsystemen und Steuervorrichtungen über eine oder mehrere verdrahtete oder drahtlose Fahrzeugverbindungen unter Verwendung herkömmlicher Busprotokolle (zum Beispiel CAN und LIN) kommunizieren. Wie hier verwendet, verweist ein Verweis auf „eine Steuervorrichtung“ auf eine oder mehrere Steuervorrichtungen. Die Steuervorrichtung 46 empfängt Signale von dem Sichtsystem 28 und weist einen Speicher, der maschinenlesbare Anweisungen zur Verarbeitung der Daten von dem Sichtsystem 28 enthält, auf. Die Steuervorrichtung 46 ist programmiert, um Anweisungen zu mindestens einem Display 48, einem Audiosystem 50, einem Aufhängungssystem 26 und dem ABS 23 auszugeben.
  • Plenoptische Kameras sind in der Lage, Brennpunkte über die abgebildete Szene hinaus zu editieren und den Sichtpunkt innerhalb begrenzter Grenzlinien zu bewegen. Plenoptische Kameras sind in der Lage, eine Tiefenkarte des Sichtfelds der Kamera zu erzeugen. Eine Tiefenkarte stellt Tiefenschätzungen für Pixel in einem Bild von einem Referenzblickpunkt bereit. Die Tiefenkarte wird verwendet, um eine räumliche Darstellung darzustellen, die den Abstand von Objekten von der Kamera und die Abstände zwischen Objekten innerhalb des Sichtfelds angibt. Ein Beispiel des Verwendens einer Lichtfeldkamera zum Erzeugen einer Tiefenkarte wird in der US-Patentanmeldung Nr. 2015/0049916 von Ciurea et al. offenbart, deren gesamter Inhalt hiermit durch Verweis aufgenommen wird. Die Kamera 30 kann unter anderem das Vorhandensein mehrerer Objekte in dem Sichtfeld der Kamera erfassen, eine Tiefenkarte basierend auf den im Sichtfeld der Kamera 30 erfassten Objekten erzeugen, das Vorhandensein eines in das Sichtfeld der Kamera eintretenden Objekts erfassen und eine Oberflächenvariation einer Straßenoberfläche und Wasser oder Eis auf der Straßenoberfläche erfassen.
  • Unter Bezugnahme auf 2 kann die plenoptische Kamera 30 ein Kameramodul 38 aufweisen, das eine Anordnung von Bildgebern 40 (das heißt einzelner Kameras) und einen Prozessor 42 hat, der konfiguriert ist, um Bilddaten aus dem Kameramodul 38 herauszulesen und zu verarbeiten, um Bilder zu synthetisieren. Die veranschaulichte Anordnung weist 9 Bildgeber auf, es können jedoch mehr oder weniger Bildgeber im Kameramodul 38 enthalten sein. Das Kameramodul 38 ist mit dem Prozessor 42 verbunden. Der Prozessor 42 ist konfiguriert, um mit einem oder mehreren unterschiedlichen Typen von Speicher 44 zu kommunizieren, der Bilddaten speichert und maschinenlesbare Anweisungen enthält, die von dem Prozessor 42 verwendet werden, um diverse Prozesse auszuführen, darunter das Erzeugen von Tiefenkarten und das Erfassen von Eis, Wasser oder Öl.
  • Jeder der Bildgeber 40 kann ein Filter aufweisen, das zum Aufnehmen von Bilddaten in Zusammenhang mit einem spezifischen Teil des Lichtspektrums verwendet wird. Die Filter können zum Beispiel jede der Kameras begrenzen, um ein spezifisches Spektrum an infrarotnahem Licht zu erfassen. Bei einer Ausführungsform weist die Anordnung von Bildgebern einen ersten Satz von Bildgebern zum Erfassen einer Wellenlänge auf, die einer Wasserabsorptionswellenlänge entspricht, einen zweiten Satz von Bildgebern zum Erfassen einer Wellenlänge, die einer Eisabsorptionswellenlänge entspricht, und einen dritten Satz von Bildgebern zum Erfassen einer Wellenlänge, die einer Ölabsorptionswellenlänge entspricht. Bei einer anderen Ausführungsform sind die Bildgeber konfiguriert, um einen Bereich von infrarotnahen Wellenlängen zu erfassen.
  • Das Kameramodul 38 kann Ladungssammelsensoren aufweisen, die durch Umwandeln der gewünschten elektromagnetischen Frequenz in eine Ladung, die zu der Intensität der elektromagnetischen Frequenz und der Zeit, die der Sensor der Quelle ausgesetzt ist, proportional ist, arbeiten. Ladungssammelsensoren weisen jedoch typischerweise einen Ladungssättigungspunkt auf. Wenn der Sensor den Ladungssättigungspunkt erreicht, kann ein Sensorschaden auftreten und/oder Informationen bezüglich der elektromagnetischen Frequenzquelle können verloren gehen. Um einen potentiellen Schaden an den Ladungssammelsensoren zu überwinden, kann ein Mechanismus (zum Beispiel ein Verschluss) verwendet werden, um die Aussetzung gegenüber der elektromagnetischen Frequenzquelle proportional zu verringern oder die Menge an Zeit zu steuern, die der Sensor einer elektromagnetischen Frequenzquelle ausgesetzt ist.
  • Es wird jedoch ein Kompromiss eingegangen, indem die Empfindlichkeit des Ladungssammelsensors im Austausch für eine Schadensvermeidung am Ladungssammelsensor verringert wird, wenn ein Mechanismus verwendet wird, um die Aussetzung gegenüber der elektromagnetischen Frequenzquelle zu verringern. Die Verringerung der Empfindlichkeit kann eine Verringerung des dynamischen Bereichs des Ladungssammelsensors genannt werden. Der dynamische Bereich bezieht sich auf die Menge an Informationen (Bits), die durch den Ladungssammelsensor während einer Aussetzungsperiode gegenüber der elektromagnetischen Frequenzquelle erhalten werden kann.
  • Unter Bezugnahme auf 3 ist das Sichtsystem 28 konfiguriert, um Informationen über die Straßenoberfläche dem Fahrer und dem Fahrzeug in der Form einer verbesserten Tiefenkarte bereitzustellen, falls die Kamera 30 entsprechend ausgestattet ist (zum Beispiel, wenn die Kamera 30 eine plenoptische Kamera ist). Eine verbesserte Tiefenkarte weist Daten auf, die Abstandsinformationen für Objekte in dem Sichtfeld angeben, und weist Daten auf, die das Vorhandensein von Eis, Wasser oder Öl in dem Sichtfeld angeben. Das Sichtsystem 28 untersucht ein bevorstehendes Straßensegment auf diverse Zustände, wie zum Beispiel Schlaglöcher, Buckel, Oberflächenunregelmäßigkeiten, Eis, Öl und Wasser. Das bevorstehende Straßensegment kann unter dem Vorderende des Fahrzeugs sein oder in etwa 5 bis 100 Fuß vor dem Fahrzeug. Das Sichtsystem 28 nimmt Bilder des Straßensegments auf, verarbeitet diese Bilder und gibt die Daten zu der Steuervorrichtung 46 zum Verwenden durch andere Fahrzeugsysteme aus.
  • Das Sichtsystem 28 kann unabhängig Substanzen auf der Straße erfassen. Das Sichtsystem erfasst diese Substanzen durch Abgeben von Licht mit einer Absorptionswellenlänge, die der Substanz, die zu erfassen ist, entspricht, und misst die Rückstreuung des Lichts, um das Vorhandensein der Substanz auf der Straße zu bestimmen. Wasser wird zum Beispiel durch Ausgeben von Licht mit einer Wasserabsorptionswellenlänge und Messen der Rückstreuung des Lichts mit der Kamera 30 erfasst. Licht mit der Wasserabsorptionswellenlänge wird von dem Wasser absorbiert und wird im Allgemeinen nicht zu der Kamera 30 zurück reflektiert. Wasser kann daher basierend auf der Stärke des Lichts, das von der Kamera 30 erfasst wird, erfasst werden. Auf ähnliche Art wird Eis durch Ausgeben von Licht mit einer Eisabsorptionswellenlänge und Messen der Rückstreuung des Lichts mit der Kamera 30 erfasst. Licht mit der Eisabsorptionswellenlänge wird von dem Eis absorbiert und wird im Allgemeinen nicht zu der Kamera 30 zurück reflektiert. Eis kann daher basierend auf der Stärke des Lichts, das von der Kamera 30 erfasst wird, erfasst werden. Öl kann ebenfalls durch Ausgeben von Licht mit einer Ölabsorptionswellenlänge und Messen der Rückstreuung des Lichts mit der Kamera 30 erfasst werden. Licht mit der Ölabsorptionswellenlänge wird von dem Öl absorbiert und wird im Allgemeinen nicht zu der Kamera 30 zurück reflektiert. Öl kann daher basierend auf der Stärke des Lichts, das von der Kamera 30 erfasst wird, erfasst werden.
  • Wasser, Öl und Eis haben unterschiedliche infrarotnahe Absorptionsfrequenzen. Ein Sichtsystem, das konfiguriert ist, um diese Substanzen zu erfassen, kann daher mindestens drei infrarotnahe Lichtquellen aufweisen, wie zum Beispiel die Lichtquelle 32, die Licht mit einer Wasserabsorptionswellenlänge ausgibt, die Lichtquelle 34, die Licht mit einer Eisabsorptionswellenlänge ausgibt, und die Lichtquelle 37, die Licht mit einer Ölabsorptionswellenlänge ausgibt. Da die Absorptionswellenlängen typischerweise für jede Substanz, die zu erfassen ist, einzigartig sind, muss das Sichtsystem jede Substanz einzeln erfassen. Das System kann Lichtblitze mit den diversen Lichtabsorptionswellenlängen in einer wiederholenden Sequenz pulsen. Jeder Impuls ist ein intensiver Lichtblitz mit einer der Absorptionswellenlängen während einer kurzen Zeitspanne, wie zum Beispiel 15 Millisekunden (ms). Die Sequenz kann mit einer Frequenz von 100–500 Hertz wiederholt werden.
  • Das Flussdiagramm 56 veranschaulicht ein beispielhaftes Erfassungsverfahren. Bei Vorgang 58 nimmt die Kamera 30 ein Hintergrund-(oder ein Referenz-)Bild eines Segments der Straße auf. Das Hintergrundbild wird aufgenommen, während die Lichtquellen des Sichtsystems AUS sind. Während des Aufnehmens des HintergrundBildes, wird die Straße mit Umgebungslicht (zum Beispiel Sonnenlicht oder Scheinwerfer) beleuchtet, das typischerweise ein Breitband-Lichtspektrum ist. Bei Vorgang 60 wird die Straße von der Lichtquelle 32 beleuchtet, die einen Lichtimpuls mit der Wasserabsorptionswellenlänge ausgibt. Die Wasserabsorptionswellenlänge kann in dem infrarotnahen Spektrum liegen, so dass das Licht für Menschen unsichtbar oder fast unsichtbar ist. Beispielhafte Wasserabsorptions-IR-Wellenlängen sind: 970, 1200, 1450 und 1950 Nanometer (nm). Die Kamera 30 nimmt ein Wasserbild eines Abschnitts der Straße auf, während der Abschnitt mit der Wasserabsorptionswellenlänge bei Vorgang 62 beleuchtet ist. Dieser Lichtblitz mit der Wasserabsorptionswellenlänge ist stärker als das Umgebungslicht, um Umgebungslicht daran zu hindern, mit den Messungen zu interferieren. Bei Vorgang 64 wird das Wasserbild mit dem Hintergrundbild verglichen. Falls ein Unterschied zwischen der Rückstreuungsstärke des Wasserbildes und der des Hintergrundbildes größer ist als eine Schwellenmenge, wird bestimmt, dass Wasser auf diesem Abschnitt der Straße vorhanden ist.
  • Derzeit sind mehrere Techniken zum Vergleichen von Bildern verfügbar. Um zu erfassen, auf welchem Abschnitt der Straße sich Wasser befindet, können Bildsegmentierungstechniken, wie zum Beispiel „Schwellenwertbildung“, „Clusterbildungsverfahren“ oder „auf Kompression basierende Verfahren“ verwendet werden. Diese Techniken können gesamte Regionen erfassen, welchen es an einer allgemeinen Lichtstärke fehlt, wie zum Beispiel einer Wasserabsorptionswellenlänge. Sogar in einem Schwarz-Weiß-Bild kann die Bildsegmentierung effizienter und präziser sein als das Vergleichen auf einer pixelweisen Basis. (Bei einigen Ausführungsformen kann jedoch pixelweiser Vergleich verwendet werden.) Ein solches System ist fähig, eine Substanz (zum Beispiel Wasser) leicht durch ein Fehlen der besonderen Infrarot-„Farbe“ in einem Bild im Vergleich zu einem vorhergehenden Bild, das ohne diese besondere Beleuchtungsfrequenz aufgenommen wurde, zu erkennen. Zusätzlich hat das Sichtsystem die Fähigkeit, ein Bild dieses Rahmens mit einem Bild zu vergleichen, das mehrere Rahmen zuvor aufgenommen wurde, das mit einer selben Beleuchtungswellenlänge beleuchtet wurde. Ein aktuelles Wasserbild kann zum Beispiel mit einem vorhergehenden Wasserbild verglichen werden, das ein „Kalibrierungsbild“ genannt werden kann, um das aktuelle Bild zu prüfen.
  • Bei Vorgang 66 wird die Straße von der Lichtquelle 34 beleuchtet, die einen Lichtimpuls mit der Eisabsorptionswellenlänge ausgibt. Beispielhafte Eisabsorptions-IR-Wellenlängen sind: 1620, 3220 und 3500 nm. Die Kamera 30 nimmt ein Eisbild eines Abschnitts der Straße auf, während der Abschnitt mit der Eisabsorptionswellenlänge bei Vorgang 68 beleuchtet ist. Dieser Lichtblitz mit der Eisabsorptionswellenlänge ist stärker als das Umgebungslicht. Bei Vorgang 70 wird das Eisbild mit dem Hintergrundbild verglichen. Falls ein Unterschied zwischen der Rückstreuungsstärke des Eisbildes und der des Hintergrundbilde größer ist als eine Schwellenmenge, wird bestimmt, dass Eis auf diesem Abschnitt der Straße vorhanden ist.
  • Bei Vorgang 72 wird die Straße von der Lichtquelle 37 beleuchtet, die einen Lichtimpuls mit der Ölabsorptionswellenlänge ausgibt. Beispielhafte Ölabsorptions-IR-Wellenlängen sind: 1725 und 2310 nm. Die Kamera 30 nimmt ein Ölbild eines Abschnitts der Straße auf, während der Abschnitt mit der Ölabsorptionswellenlänge bei Vorgang 74 beleuchtet ist. Dieser Lichtblitz mit der Ölabsorptionswellenlänge ist stärker als das Umgebungslicht. Bei Vorgang 76 wird das Ölbild mit dem Hintergrundbild verglichen. Falls ein Unterschied zwischen der Rückstreuungsstärke des Ölbilds und der des Hintergrundbilds größer ist als eine Schwellenmenge, wird bestimmt, dass Öl auf diesem Abschnitt der Straße vorhanden ist.
  • Bei Vorgang 78 bestimmt das System, ob Wasser, Eis oder Öl erfasst wurde. Bei Vorgang 80 gibt das Sichtsystem 28 ein Signal zu der Steuervorrichtung aus, das ein Vorhandensein von Eis, Wasser oder Öl, als Reaktion auf das Erfassen irgendeiner dieser Substanzen angibt. Das Signal kann Daten aufweisen, die angeben, dass Wasser erfasst wurde, die Wassertiefe, dass Eis erfasst wurde, die Eistiefe und Ölerfassung sowie Oberflächeninformationen (zum Beispiel Tiefe eines Schlaglochs oder Vorhandensein eines Buckels).
  • Bei anderen Ausführungsformen nimmt das Sichtsystem 28 kein Hintergrundbild, das nur mit Umgebungslicht beleuchtet ist, auf (das heißt Lichtquellen 32, 34 und 37 sind AUS). Stattdessen verwendet das System eines der Öl-, Wasser- oder Eisbilder als ein Vergleichsbild. Das Wasserbild kann zum Beispiel als das Vergleichsbild für Eis dienen, das Eisbild kann als das Vergleichsbild für Öl dienen, und das Ölbild kann als Vergleichsbild für Wasser dienen. Das hat den Vorteil, dass pro Zyklus weniger Bilder aufgenommen werden. Bei dieser Ausführungsform wird das Eisbild zum Beispiel mit dem Wasserbild verglichen, um zu bestimmen, ob Eis vorhanden ist, ähnlich wie bei Schritt 64, der oben erklärt ist. Ähnliche Vergleiche könnten für die restlichen Substanzen, die zu erfassen sind, erfolgen.
  • Unter Bezugnahme auf 4 weist ein bevorstehendes Straßensegment 84, das etwa 50 Fuß vor dem Fahrzeug liegt, ein Schlagloch 86 auf, das teilweise mit Eis 88, einer Wasserpfütze 90 und einer Ölfläche 92 gefüllt ist. Falls das Sichtsystem 28 mit einer plenoptischen Kamera ausgestattet ist, ist es fähig, eine verbesserte Tiefenkarte zu erzeugen, die Informationen über die Lage, Größe und Tiefe des Schlaglochs 86 beinhaltet und das Vorhandensein von Eis 88, Wasser 90 oder Öl 92 angibt. Die Tiefenkarte gibt sowohl den Boden des Schlaglochs unter dem Eis als auch die Oberseite des Eises an. Das Sichtsystem 28 verwendet die erste Lichtquelle 34 zum Erfassen des Eises. Das Licht von der ersten Lichtquelle wird großteils von dem Eis absorbiert: die Kamera 30 erfasst die niedrige Stärke dieses Lichts und bestimmt, dass Eis vorhanden ist. Ein Teil der Lichtquellen 32, 37 wird von der Oberseite des Eises reflektiert, und ein Teil wird durch das Eis übertragen und von dem Boden des Schlaglochs 86 reflektiert. Das Sichtsystem 28 verwendet dies, um den Boden des Schlaglochs 86 und die Oberseite des Eises 88 zu bestimmen.
  • Die Steuervorrichtung kann andere Sensordaten verwenden, um die Eisablesung zu prüfen. Die Steuervorrichtung kann zum Beispiel eine Außenlufttemperatur prüfen, wenn Eis erfasst wird. Falls die Lufttemperatur um eine vorbestimmte Menge oberhalb des Gefrierpunkts liegt, bestimmt die Steuervorrichtung, dass die Eisablesung falsch ist.
  • Das Fahrzeug erzeugt in regelmäßigen Abständen (zum Beispiel alle 100 Millisekunden) eine Tiefenkarte. Vorhergehende Tiefenkarten können ebenfalls verwendet werden, um die Präzision einer neueren Tiefenkarte zu prüfen.
  • Das Fahrzeug kann die erste Lichtquelle 32 auf eine ähnliche Art verwenden, um das Vorhandensein von Wasser auf dem Straßensegment 84 zu bestimmen. Wenn das Fahrzeug 20 zum Beispiel nahe dem Wasser 90 fährt, erfasst die Kamera 30 Wasser aufgrund von Rückstreuung mit niedriger Stärke des Wasserbilds im Vergleich zu dem Hintergrundbild (oder einem Vergleichsbild) des Straßensegments. Licht von den anderen Lichtquellen ist in der Lage, durch das Wasser durchzudringen, was es der Kamera erlaubt, die Straßenoberfläche unterhalb des Wassers zu erfassen. Die erlaubt es dem System, eine Tiefe der Pfütze 90 zu bestimmen.
  • Das Fahrzeug kann die dritte Lichtquelle 37 verwenden, um das Vorhandensein von Öl 92 auf dem Straßensegment 84 zu erfassen. Die Kamera 30 erfasst das Öl aufgrund von Rückstreuung mit niedriger Stärke des Ölbilds im Vergleich zu dem Hintergrundbild (oder Vergleichsbild) des Straßensegments.
  • Das Fahrzeug 20 ist auch in der Lage, den Buckel 94 auf der Straßenoberfläche unter Verwendung der Kamera 30 zu erfassen. Die Kamera 30 ist konfiguriert, um eine Tiefenkarte, die Informationen über den Buckel 94 aufweist, zu der Steuervorrichtung 46 auszugeben. Diese Informationen können dann zum Ändern von Fahrzeugkomponenten verwendet werden.
  • Bei einigen Ausführungsformen verarbeitet der Prozessor 42 die Rohdaten von den Bildern und legt die verbesserte Tiefenkarte an. Der Prozessor 42 sendet dann die verbesserte Tiefenkarte zu der Steuervorrichtung 46. Die Steuervorrichtung 46 verwendet die Tiefenkarte, um andere Fahrzeugsysteme zu steuern. Diese Informationen können zum Beispiel verwendet werden, um den Fahrer über das Display 48 und/oder das Audiosystem 50 zu warnen, und können verwendet werden, um das Aufhängungssystem 26, das ABS 23, das Traktionssteuersystem, das Stabilitätssteuersystem und andere aktive oder halbaktive Systeme einzustellen.
  • Unter erneuter Bezugnahme auf 1, kann das Aufhängungssystem 26 ein aktives oder halbaktives Aufhängungssystem sein, das einstellbare Fahrhöhe und/oder Dämpfungsraten hat. Bei einem Beispiel weist das Aufhängungssystem elektromagnetische und magnetorheologische Dämpfer 41 auf, die mit einem Fluid gefüllt sind, dessen Eigenschaften durch ein Magnetfeld gesteuert werden können. Das Aufhängungssystem 26 wird von der Steuervorrichtung 46 gesteuert. Unter Verwendung der Daten, die von dem Sichtsystem 28 empfangen werden, kann die Steuervorrichtung 46 die Aufhängung 26 ändern, um das Fahren des Fahrzeugs zu verbessern. Das Sichtsystem 28 erfasst zum Beispiel das Schlagloch 54, und die Steuervorrichtung 46 weist die Aufhängung an, sich entsprechend anzupassen, um die Fahrqualität über das Schlagloch zu verbessern. Das Aufhängungssystem 26 kann eine einstellbare Fahrhöhe haben, und jedes Rad kann einzeln gehoben oder gesenkt werden. Das System 26 kann einen oder mehrere Sensoren zum Bereitstellen von Feedbacksignalen zu der Steuervorrichtung 46 aufweisen.
  • Bei einem anderen Beispiel ist das Aufhängungssystem 26 ein Luftaufhängungssystem, das mindestens Luftbälge und einen Kompressor aufweist, der Luft in die Luftbälge bläst (oder aus ihnen ablässt), um die Fahrhöhe und Steifigkeit der Aufhängung einzustellen. Das Luftsystem wird von der Steuervorrichtung 46 derart gesteuert, dass die Luftaufhängung dynamisch basierend auf Straßenzuständen (zum Beispiel der Tiefenkarte) und Fahrereingaben geändert werden kann.
  • Das Fahrzeug weist auch ABS 23 auf, das typischerweise Radblockierung mit einem Radsensor erfasst. Daten von den Radsensoren werden von dem Ventil-und-Pumpengehäuse verwendet, um hydraulischen Druck zu dem gleitenden Rad (oder Rädern) zu verringern (oder zu eliminieren), was es dem Rad erlaubt, zu drehen und wieder an Traktion mit der Straße zu gewinnen. Diese Systeme werden typischerweise nicht aktiv, bis eines oder mehrere der Räder blockieren und auf der Straße rutschen. Dies ist vorteilhaft, um einen Blockierungszustand vor dem tatsächlichen Auftreten des Blockierens vorwegzunehmen. Daten von dem Sichtsystem 28 können verwendet werden, um einen Rutschzustand vorwegzunehmen, bevor eines der Räder tatsächlich blockiert. Falls die verbesserte Tiefenkarte zum Beispiel eine Eisfläche (oder eine Ölfläche) in dem Fahrweg eines oder mehrerer der Räder angibt, kann das ABS 23 vorab geändert werden, um die Bremseffizienz auf dem Eis (oder Öl) zu erhöhen. Die Steuervorrichtung 46 (oder eine andere Fahrzeugsteuervorrichtung) kann Algorithmen und Nachschlagetabellen aufweisen, die Strategien zum Bremsen auf Eis, Wasser, Schnee, Öl oder anderen Oberflächenzuständen enthalten.
  • Falls der Oberflächen-Reibungskoeffizient (u) bekannt ist, kann die Steuervorrichtung außerdem die Bremskraft entsprechend modulieren, um die Bremsleistung zu optimieren. Die Steuervorrichtung kann zum Beispiel programmiert sein, um Radschlupf von etwa 8 % während des Bremsens zwischen den Rädern und der Straße bereitstellen, um den Bremsweg zu verringern. Der Radschlupf ist eine Funktion von u, die von der Straßenoberfläche abhängt. Die Steuervorrichtung kann mit u-Werten für Fahrbahn, Schmutz, Eis, Wasser, Schnee, Öl und Oberflächenrauigkeit (zum Beispiel Schlaglöcher, gebrochener Straßenbelag, loser Splitt, Spurrillen usw.) vorprogrammiert sein. Das Sichtsystem 28 kann Straßenzustände identifizieren, was es der Steuervorrichtung 46 erlaubt, die entsprechenden u-Werte zum Berechnen der Bremskraft auszuwählen. Die Steuervorrichtung 46 kann daher unterschiedliche Bremskräfte für unterschiedliche Straßenoberflächenzustände vorgeben.
  • Das Fahrzeug 20 kann auch ein Stabilitätssteuersystem aufweisen, das versucht, das Massenträgheitsmoment des Fahrzeugs unterhalb eines Schwellenwerts zu halten. Das Fahrzeug 20 kann Giersensoren, Drehmomentsensoren, Lenkwinkelsensoren und ABS-Sensoren (unter anderem) aufweisen, die Eingaben für das Stabilitätssteuersystem bereitstellen. Falls das Fahrzeug bestimmt, dass das aktuelle Massenträgheitsmoment den Schwellenwert überschreitet, greift die Steuervorrichtung 46 ein und kann die Bremskraft und das Maschinendrehmoment modulieren, um dem Verlust der Kontrolle vorzubeugen. Der Schwellenwert ist eine Funktion von u und der Glätte der Straßenoberfläche. Auf Eis kann zum Beispiel ein niedrigeres Massenträgheitsmoment in einem Verlust der Kontrolle über das Fahrzeug als auf trockener Fahrbahn resultieren, was ein höheres Massenträgheitsmoment erfordert, um in einem Verlust der Kontrolle über das Fahrzeug zu resultieren. Die Steuervorrichtung 46 kann daher mit einer Vielzahl unterschiedlicher Massenträgheitsmoment-Schwellwerte für unterschiedliche erfasste Straßenoberflächen vorprogrammiert werden. Die Informationen, die von der verbesserten Tiefenkarte geliefert werden, können von der Steuervorrichtung verwendet werden, um den geeigneten Massenträgheitsmoment-Schwellenwert auszuwählen, der bei bestimmten Situationen anzuwenden ist. Falls zum Beispiel Eis erfasst wird, kann daher das Stabilitätssteuersystem früher eingreifen als wenn sicht das Fahrzeug auf trockener Fahrbahn befinden. Ähnlich, falls die Tiefenkarte gebrochener Straßenbelag erfasst, kann die Steuervorrichtung 46 einen niedrigeren Schwellenwert als für glatten Straßenbelag anwenden.
  • 5 veranschaulicht ein Flussdiagramm 100 zum Erzeugen einer verbesserten Tiefenkarte gemäß einer Ausführungsform. Die verbesserte Tiefenkarte kann angelegt werden, wenn das Sichtsystem eine plenoptische Kamera aufweist. Bei Vorgang 102 beleuchtet das Sichtsystem ein Segment der Straße mit mindestens einer Infrarotquelle, die Licht mit Wellenlängen abgibt, die einer Substanz, die zu erfassen ist, entsprechen. Eine plenoptische Kamera überwacht das Straßensegment und erfasst die Rückstreuung des abgegebenen Lichts bei Vorgang 104. Bei Vorgang 106 erzeugt die plenoptische Kamera eine verbesserte Tiefenkarte. Bei Vorgang 108 gibt die plenoptische Kamera die verbesserte Tiefenkarte zu einer oder mehreren Fahrzeugsteuervorrichtungen aus. Bei einigen Ausführungsformen kann das Kamerasystem programmiert sein, um zu bestimmen, ob eine oder mehrere der Linsen der Kamera verschmutzt oder anderswie behindert ist/sind. Eine verschmutzte oder behinderte Linse kann verursachen, dass falsche Objekte in den Bildern, die von der Kamera aufgenommen werden, erscheinen. Das Kamerasystem kann bestimmen, dass eine oder mehrere Linsen verschmutzt ist/sind, indem bestimmt wird, ob ein Objekt nur von einer oder einigen wenigen Linsen erfasst wird. Ist das der Fall, kennzeichnen die Kamerasysteme diese Linsen als verschmutzt und ignorieren Daten von diesen Linsen. Das Fahrzeug kann den Fahrer auch warnen, dass die Kamera verschmutzt oder behindert ist.
  • 6 veranschaulicht ein Flussdiagramm 150 zum Steuern der aktiven und halbaktiven Fahrzeugsysteme gemäß einer Ausführungsform. Bei Vorgang 152 empfängt die Steuervorrichtung die verbesserte Tiefenkarte von dem Kamerasystem. Bei Vorgang 154 empfängt die Steuervorrichtung Sensordaten von diversen Fahrzeugsensoren, wie zum Beispiel den Lenkwinkel und die Bremsenbetätigung. Bei Vorgang 156 berechnet die Steuervorrichtung die Straßenoberflächengeometrie unter Verwendung von Informationen von der verbesserten Tiefenkarte. Bei Vorgang 158 bestimmt die Steuervorrichtung, ob die Straßenoberfläche erhöht ist, indem die Tiefenkarte auf Buckel untersucht wird. Falls eine erhöhte Oberfläche in der Tiefenkarte erfasst wird, geht die Steuerung zu Vorgang 160 weiter, und das Fahrzeug identifiziert die betroffenen Räder und ändert die Aufhängung und/oder Bremskraft (in Abhängigkeit von aktuellen Fahrzuständen), um die Fahrdynamik zu verbessern. Falls zum Beispiel ein Buckel erfasst wird, kann das betroffene Rad gehoben werden, indem die Aufhängungsfahrhöhe für dieses Rad geändert wird, und/oder die Aufhängungssteifigkeit kann vermindert werden, um die Erschütterung, die der Fahrer empfindet, zu verringern. Falls bei Vorgang 158 die Oberfläche nicht erhöht ist, geht die Steuerung weiter zu Vorgang 162, und die Steuervorrichtung bestimmt, ob die Straßenoberfläche eine Vertiefung hat. Falls die Straßenoberfläche eine Vertiefung hat, werden die Aufhängungsparameter geändert, um die Fahrzeugfahrqualität über die Vertiefung zu erhöhen. Falls zum Beispiel ein Schlagloch erfasst wird, kann das betroffene Rad gehoben werden, indem die Aufhängungsfahrhöhe für dieses Rad geändert wird, und/oder die Aufhängungssteifigkeit kann vermindert werden, um die Erschütterung, die der Fahrer empfindet, zu verringern. Bei Vorgang 166 bestimmt die Steuervorrichtung Straßenoberflächen zustände unter Verwendung von Informationen von der verbesserten Tiefenkarte und von anderen Fahrzeugsensoren. Die Steuervorrichtung kann zum Beispiel bestimmen, ob die Straße gepflastert ist oder eine Schotterstraße ist, und kann bestimmen, ob Wasser, Eis oder Öl auf der Straßenoberfläche vorhanden ist. Bei Vorgang 168 bestimmt die Steuervorrichtung, ob Eis auf der Straße vorhanden ist, indem die verbesserte Tiefenkarte verwendet wird.
  • Falls Eis vorhanden ist, geht die Steuerung weiter zu Vorgang 169, und die Geschwindigkeitssteuerung wird deaktiviert. Dann geht die Steuerung weiter zu Vorgang 170, und die Steuervorrichtung stellt das Traktionssteuersystem, das ABS und das Stabilitätssteuersystem ein, um die Fahrzeugleistung auf der eisigen Oberfläche zu verbessern. Diese Einstellungen können auf einer Funktion des Lenkwinkels, dem aktuellen Bremsen und den Straßenoberflächenzuständen basieren. Falls kein Eis erfasst wird, geht die Steuerung weiter zu Vorgang 172, und die Steuervorrichtung bestimmt, ob Wasser vorhanden ist. Falls Wasser vorhanden ist, geht die Steuerung zu Vorgang 170 weiter, bei dem die Traktionssteuerung, das ABS und die Stabilitätssteuerung basierend auf dem Vorhandensein des Wassers geändert werden. Obwohl dies in 6 nicht veranschaulicht ist, kann der Algorithmus 150 Vorgänge zum Ändern der Fahrzeugsysteme aufweisen, falls Öl oder eine andere Substanz auf der Straße vorhanden ist.
  • Obwohl oben Ausführungsbeispiele beschrieben sind, wird nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen, durch die Ansprüche erfassten Formen beschreiben. Die in der Beschreibung verwendeten Ausdrücke dienen eher der Beschreibung als der Einschränkung, und es versteht sich, dass diverse Änderungen durchgeführt werden können, ohne vom Gedanken und Schutzumfang der Offenbarung abzuweichen. Wie zuvor beschrieben, können die Merkmale diverser Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden, die möglicherweise nicht explizit beschrieben oder veranschaulicht sind. Obwohl diverse Ausführungsformen eventuell so beschrieben wurden, dass sie Vorteile gegenüber anderen Ausführungsformen oder Umsetzungsformen nach dem Stand der Technik hinsichtlich einer oder mehrerer erwünschter Charakteristika bereitstellen bzw. diesen vorzuziehen sind, erkennen Durchschnittsfachleute, dass Kompromisse hinsichtlich eines oder mehrerer Merkmale oder Charakteristika eingegangen werden können, um gewünschte Gesamteigenschaften des Systems zu erreichen, die von der spezifischen Anwendung und Umsetzungsform abhängig sind. Diese Merkmale können Kosten, Festigkeit, Langlebigkeit, Lebenszykluskosten, Marktfähigkeit, Erscheinungsbild, Packaging, Größe, Wartungsfreundlichkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Leichtigkeit der Montage usw. umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt. Ausführungsformen, die bezüglich einer oder mehrerer Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Implementierungen des Stands der Technik beschrieben werden, liegen somit nicht außerhalb des Schutzumfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.

Claims (20)

  1. Verfahren zum Untersuchen einer Straße, das Folgendes umfasst: Erzeugen eines Infrarotlicht-Blitzes mit einer Ölabsorptionswellenlänge, um einen Abschnitt der Straße zu beleuchten, und als Reaktion darauf, dass ein Unterschied zwischen der Rückstreuungsstärke eines Bildes des Abschnitts, das während des Blitzes aufgenommen wurde, und der eines Bilds des Abschnitts, das vor oder nach dem Blitz aufgenommen wurde, größer ist als eine Schwellenmenge, das Ausgeben eines Signals, das das Vorhandensein von Öl auf dem Abschnitt angibt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Ölabsorptionswellenlänge zwischen 1720 und 1730 Nanometer (nm) oder zwischen 2300 und 2320 nm liegt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner Folgendes umfasst: Erzeugen eines zweiten Infrarotlicht-Blitzes mit einer Wasserabsorptionswellenlänge, um einen zweiten Abschnitt der Straße zu beleuchten, und als Reaktion darauf, dass ein Unterschied zwischen der Rückstreuungsstärke eines Bildes des zweiten Abschnitts, das während des zweiten Blitzes aufgenommen wurde, und der eines Bilds des zweiten Abschnitts, das vor oder nach dem zweiten Blitz aufgenommen wurde, größer ist als eine zweite Schwellenmenge, das Ausgeben eines Signals, das das Vorhandensein von Wasser auf dem zweiten Abschnitt angibt.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, das ferner Folgendes umfasst: Erzeugen eines dritten Infrarotlicht-Blitzes mit einer Eisabsorptionswellenlänge, um einen dritten Abschnitt der Straße zu beleuchten, und als Reaktion darauf, dass ein Unterschied zwischen der Rückstreuungsstärke eines Bildes des dritten Abschnitts, das während des dritten Blitzes aufgenommen wurde, und der eines Bildes des dritten Abschnitts, das vor oder nach dem dritten Blitz aufgenommen wurde, größer ist als eine dritte Schwellenmenge, das Ausgeben eines Signals, das das Vorhandensein von Eis auf dem dritten Abschnitt angibt.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner Folgendes umfasst: Erzeugen eines zweiten Infrarotlicht-Blitzes mit einer Wasserabsorptionswellenlänge, um den Abschnitt der Straße zu beleuchten, und als Reaktion darauf, dass ein Unterschied zwischen der Rückstreuungsstärke eines Bildes des Abschnitts, das während des zweiten Blitzes aufgenommen wurde, und der des Bildes des Abschnitts, das während des Blitzes aufgenommen wurde, größer ist als eine zweite Schwellenmenge, das Ausgeben eines Signals, das das Vorhandensein von Wasser auf dem Abschnitt angibt.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner Folgendes umfasst: Erzeugen eines zweiten Infrarotlicht-Blitzes mit einer Eisabsorptionswellenlänge, um den Abschnitt der Straße zu beleuchten, und als Reaktion darauf, dass ein Unterschied zwischen der Rückstreuungsstärke eines Bildes des Abschnitts, das während des zweiten Blitzes aufgenommen wurde, und der des Bilds des Abschnitts, das während des Blitzes aufgenommen wurde, größer ist als eine zweite Schwellenmenge, das Ausgeben eines Signals, das das Vorhandensein von Eis auf dem Abschnitt angibt.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, das ferner Folgendes umfasst: als Reaktion darauf, dass ein Unterschied zwischen der Rückstreuungsstärke des Bildes des Abschnitts, das während des Blitzes aufgenommen wurde, und der des Bildes des Abschnitts, das während des zweiten Blitzes aufgenommen wurde, größer ist als die Schwellenmenge, das Ausgeben eines Signals, das das Vorhandensein von Öl auf dem Abschnitt angibt.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner als Reaktion auf das Erfassen von Öl das Einstellen eines Parameters eines Bremssystems eines Fahrzeugs umfasst.
  9. Fahrzeug, das Folgendes umfasst: eine Infrarotquelle, die konfiguriert ist, um Licht mit einer Ölabsorptionswellenlänge abzugeben, eine Kamera, und eine Steuervorrichtung, die programmiert ist, um die Infrarotquelle anzuweisen, einen Abschnitt einer Straße mit einem Blitz des Lichts zu beleuchten, die Kamera anzuweisen, ein erstes Bild des Abschnitts während des Blitzes aufzunehmen, die Kamera anzuweisen, ein zweites Bild des Abschnitts vor oder nach dem Blitz aufzunehmen, als Reaktion darauf, dass ein Unterschied zwischen der Rückstreuungsstärke des ersten Bilds und der des zweiten Bilds größer ist als eine Schwellenmenge, ein Signal auszugeben, das das Vorhandensein von Öl auf dem Abschnitt angibt.
  10. Fahrzeug nach Anspruch 9, wobei die Steuervorrichtung ferner programmiert ist, um einen zweiten Infrarotlicht-Blitz mit einer Eisabsorptionswellenlänge zu erzeugen, um den Abschnitt der Straße zu beleuchten, wobei der zweite Blitz vor oder nach dem Blitz auftritt, und als Reaktion darauf, dass ein Unterschied zwischen der Rückstreuungsstärke eines dritten Bildes des Abschnitts, das während des zweiten Blitzes aufgenommen wurde, und der des ersten Bilds größer ist als eine zweite Schwellenmenge, ein Signal auszugeben, das das Vorhandensein von Eis auf dem Abschnitt angibt.
  11. Fahrzeug nach Anspruch 10, wobei die Steuervorrichtung ferner programmiert ist, um als Reaktion darauf, dass ein Unterschied zwischen der Rückstreuungsstärke des dritten Bildes und der des ersten Bildes größer ist als eine dritte Schwellenmenge, ein Signal auszugeben, das das Vorhandensein von Öl auf dem Abschnitt angibt.
  12. Fahrzeug nach Anspruch 9, das ferner eine zweite Infrarotquelle umfasst, die konfiguriert ist, um Licht mit einer Eisabsorptionswellenlänge abzugeben, wobei die Steuervorrichtung ferner programmiert ist, um die zweite Infrarotquelle anzuweisen, den Abschnitt der Straße mit einem zweiten Lichtblitz mit Eisabsorptionswellenlänge zu beleuchten, die Kamera anzuweisen, ein drittes Bild des Abschnitts während des zweiten Blitzes aufzunehmen, und als Reaktion darauf, dass ein Unterschied zwischen der Rückstreuungsstärke des dritten Bildes und der des zweiten Bilds größer ist als eine zweite Schwellenmenge, ein Signal auszugeben, das das Vorhandensein von Eis auf dem Abschnitt angibt.
  13. Fahrzeug nach Anspruch 9, wobei die Kamera eine plenoptische Kamera ist.
  14. Fahrzeug nach Anspruch 9, wobei die Infrarotquelle eine oder mehrere Licht emittierende Dioden aufweist, die konfiguriert sind, um Licht mit der Ölabsorptionswellenlänge abzugeben.
  15. Verfahren zum Untersuchen einer Straße, das Folgendes umfasst: Erzeugen eines Infrarotlicht-Blitzes mit einer Wellenlänge, um einen Abschnitt der Straße zu beleuchten, wobei die Wellenlänge einer Absorptionswellenlängen einer Substanz, die zu erfassen ist, entspricht, und als Reaktion darauf, dass ein Unterschied zwischen der Rückstreuungsstärke eines Bildes des Abschnitts, das während des Blitzes aufgenommen wurde, und der eines Bildes des Abschnitts, das vor oder nach dem Blitz aufgenommen wurde, größer ist als eine Schwellenmenge, das Ausgeben eines Signals, das das Vorhandensein der Substanz auf dem Abschnitt angibt.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Substanz, die zu erfassen ist, Wasser ist, und wobei die Wellenlänge eine Wasserabsorptionswellenlängen ist.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Wellenlänge zwischen 965 und 975 nm oder 1195 und 1205 nm oder 1445 und 1455 nm oder 1945 oder 1955 nm liegt.
  18. Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Substanz, die zu erfassen ist, Eis ist, und wobei die Wellenlänge eine Eisabsorptionswellenlänge ist.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei die Wellenlänge zwischen 1615 und 1625 nm liegt.
  20. Verfahren nach Anspruch 15, das ferner Folgendes umfasst: Erzeugen eines zweiten Infrarotlicht-blitzes mit einer zweiten Wellenlänge, um den Abschnitt der Straße zu beleuchten, wobei die zweite Wellenlänge einer Absorptionswellenlängen einer zweiten Substanz, die zu erfassen ist, die von der Substanz unterschiedlich ist, entspricht, und als Reaktion darauf, dass ein Unterschied zwischen der Rückstreuungsstärke eines Bildes des Abschnitts, das während des zweiten Blitzes aufgenommen wurde, und der eines Bildes des Abschnitts, das vor oder nach dem zweiten Blitz aufgenommen wurde, größer ist als eine zweite Schwellenmenge, das Ausgeben eines Signals, das das Vorhandensein der zweiten Substanz auf dem Abschnitt angibt.
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