DE102019008443A1 - Method for recognizing a road surface based on rolling noises - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren (1) zum Erkennen einer Fahrbahnbeschaffenheit (2) anhand von Abrollgeräuschen (8), aufgenommen mit wenigstens einem Mikrofon (6) an wenigstens einem Fahrzeugreifen (7) und einem durch eine Analyse dieser Geräusche berechneten die Fahrbahnbeschaffenheit kennzeichnenden Signals (3). Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass weitere Fahrzeuggrößen und/oder Parameter bei der Berechnung des Signals (3) berücksichtigt werden.The invention relates to a method (1) for recognizing a road surface condition (2) on the basis of rolling noises (8), recorded with at least one microphone (6) on at least one vehicle tire (7) and a signal characterizing the road surface condition calculated by analyzing these noises ( 3). The method according to the invention is characterized in that further vehicle variables and / or parameters are taken into account when calculating the signal (3).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen einer Fahrbahnbeschaffenheit anhand von Abrollgeräuschen, nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.The invention relates to a method for recognizing a road surface on the basis of rolling noises, according to the type defined in more detail in the preamble of claim 1.
Verfahren zur Ermittlung der Fahrbahnbeschaffenheit sind aus dem Stand der Technik bekannt. Neben optischen Messgeräten und Geräten zur Überwachung der Reifendrehzahl lassen sich durch eine akustische Überwachung der Reifenabrollgeräusche Rückschlüsse auf den Zustand der Fahrbahnoberfläche schließen. Dies ist zum einen für die Fahrsicherheit von Bedeutung, da eine beispielsweise nasse oder trockene Fahrbahn und der damit einhergehende unterschiedliche Reibbeiwert zwischen Reifen und Fahrbahn zu abweichenden Bremsweglängen führt. Genaue Informationen über die Fahrbahnbeschaffenheit sind darüber hinaus für hochautomatisierte und autonome Fahrzeuge von Bedeutung. Die hier typischerweise eingesetzten optischen Messverfahren liefern ein von der Fahrbahnbeschaffenheit abhängiges Signal. So kann eine Ausbesserung im Straßenbelag unter widrigen Bedingungen von einer Kamera schnell für ein Objekt gehalten werden. Eine Überwachung des Fahrbahnzustandes mit Hilfe von mehreren auf unterschiedlichen physikalischen Effekten beruhenden Sensoren ist somit zur Fehlerreduktion zu empfehlen.Methods for determining the condition of the road surface are known from the prior art. In addition to optical measuring devices and devices for monitoring the tire speed, conclusions can be drawn about the condition of the road surface through acoustic monitoring of the tire rolling noise. On the one hand, this is important for driving safety, since a wet or dry road surface, for example, and the associated different coefficient of friction between the tire and the road surface lead to different braking distances. Precise information about the condition of the road surface is also important for highly automated and autonomous vehicles. The optical measurement methods typically used here deliver a signal that is dependent on the condition of the roadway. In this way, a repair in the road surface can quickly be mistaken for an object by a camera under adverse conditions. Monitoring the condition of the road with the aid of several sensors based on different physical effects is therefore recommended to reduce errors.
Aus
Eine alleinige Bewertung der Fahrbahnbeschaffenheit auf Basis eines aus einem akustischen Signal ermittelten Reibbeiwertes ist problematisch, da das Abrollgeräusch von einer Vielzahl von Faktoren wie dem Zustand der Bereifung, dem Fahrbahnmaterial oder der Witterung abhängt, über die oftmals keine Informationen vorliegen und somit eine exakte Zuordnung zwischen Reibbeiwert und Abrollgeräusch erschwert möglich ist.Assessing the condition of the road surface solely on the basis of a coefficient of friction determined from an acoustic signal is problematic because the rolling noise depends on a number of factors such as the condition of the tires, the road material or the weather, about which there is often no information and thus an exact allocation between Coefficient of friction and rolling noise is more difficult.
Die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein verbessertes Verfahren zum Erkennen der Fahrbahnbeschaffenheit anhand von Abrollgeräuschen anzugeben.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen in Anspruch 1 und hier insbesondere im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhaft Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den hiervon abhängigen Unteransprüchen.The object of the present invention is to provide an improved method for recognizing the condition of the road surface on the basis of rolling noise.
According to the invention, this object is achieved by a method having the features in claim 1 and here in particular in the characterizing part of claim 1. Advantageous refinements and developments emerge from the dependent claims.
Der Ausgangspunkt des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das Bestimmen eines die Fahrbahnbeschaffenheit kennzeichnenden Signals, welches erzeugt wird durch die Analyse von Abrollgeräuschen zwischen Reifen eines Fahrzeugs und Fahrbahn, welche mit Hilfe eines Mikrofons aufgenommen werden. Der Kern des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt in der Verknüpfung des akustisch ermittelten, die Fahrbahnbeschaffenheit kennzeichnenden Signals mit durch andere Methoden berechneten, die Fahrbahnbeschaffenheit kennzeichnenden Signalen sowie in einer Berücksichtigung weiterer Parameter und einer Korrektur der Signale untereinander mit dem Ziel, ein besonders aussagekräftiges die Fahrbahnbeschaffenheit kennzeichnendes Signal zu erzeugen.The starting point of the method according to the invention is the determination of a signal which characterizes the condition of the road surface and which is generated by analyzing rolling noises between the tires of a vehicle and the road surface, which are recorded with the aid of a microphone. The core of the method according to the invention lies in the linking of the acoustically determined signal that characterizes the condition of the roadway with signals that characterize the condition of the roadway calculated by other methods, as well as taking into account other parameters and correcting the signals with one another with the aim of producing a particularly meaningful signal characterizing the condition of the roadway to create.
Die weiteren Parameter, die in einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens für eine Korrektur des Fahrbahnbeschaffenheit kennzeichnenden Signals verwendet werden, können die folgenden Größen umfassen:
- - Zustand der Bereifung
- - Beladungszustand des Fahrzeugs
- - Fahrzeuggeschwindigkeit
- - Kontrast und Farbinformationen ermittelt durch optische Umgebungssensoren.
- - Condition of the tires
- - the load status of the vehicle
- - vehicle speed
- - Contrast and color information determined by optical environmental sensors.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Fahrbahnbeschaffenheit kennzeichnende Signal zumindest den Reibbeiwert zwischen Fahrbahn und Reifen. Dieser ist aus sicherheitstechnischen Gründen von besonderer Wichtigkeit, da Parameter zur Gewährleistung einer sicheren Fahrt, wie die Fahrzeuggeschwindigkeit oder der Sicherheitsabstand, in Abhängigkeit des vom Reibbeiwert abhängenden Bremswegs gewählt werden müssen.According to an advantageous embodiment of the method according to the invention, the signal characterizing the condition of the roadway comprises at least the coefficient of friction between the roadway and the tire. This is of particular importance for safety reasons, since parameters to ensure safe travel, such as the vehicle speed or the safety distance, must be selected as a function of the braking distance that depends on the coefficient of friction.
Eine außerordentlich günstige Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann es außerdem vorsehen, genaue Positionsdaten mit dem Fahrbahnbeschaffenheit kennzeichnenden Signal zu verknüpfen und abzuspeichern. Hierdurch lassen sich Metadaten generieren, die einen örtlichen Zusammenhang der Fahrbahnbeschaffenheit angeben.An extraordinarily favorable development of the method according to the invention can also provide for precise position data to be linked with the signal characterizing the condition of the roadway and to be stored. This allows metadata to be generated that indicate a local context of the road surface.
Gemäß einer weiteren sehr vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens können sämtliche Sensordaten und/oder das die Fahrbahnbeschaffenheit kennzeichnende Signal direkt an eine zentrale Recheneinheit für eine weitere Auswertung geschickt werden. Dies hat den Vorteil, dass die fahrzeugseitige Hardware für anderweitige Rechenoperationen zur Verfügung steht. Durch die Auswertung an einer zentralen Stelle können die Daten und Signale einer Vielzahl von Fahrzeugen ausgewertet werden, was das Ermitteln von Durchschnittswerten ermöglicht und somit zu einer Fehlerreduktion von Messungen in Einzelfahrzeugen führt. According to a further very advantageous embodiment of the method according to the invention, all of the sensor data and / or the signal characterizing the condition of the roadway can be sent directly to a central processing unit for further evaluation. This has the advantage that the hardware in the vehicle is available for other computing operations. The evaluation at a central point allows the data and signals from a large number of vehicles to be evaluated, which enables average values to be determined and thus leads to a reduction in errors in measurements in individual vehicles.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann das Zurücksenden des von der zentralen Recheneinheit bestimmten, gemittelten, die Fahrbahnbeschaffenheit kennzeichnenden Signals an einzelne Fahrzeuge umfassen. Dies erlaubt es Fahrzeugen, über Fahrbahnbeschaffenheitsinformation von Fahrbahnabschnitten zu verfügen, die das Fahrzeug erst zu einem späteren Zeitpunkt passieren wird.A further advantageous embodiment of the method according to the invention can include sending back the averaged signal, which is determined by the central processing unit and characterizing the condition of the roadway, to individual vehicles. This allows vehicles to have information on the condition of the lane of lane sections that the vehicle will only pass at a later point in time.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht es vor, dass das von der zentralen Recheneinheit übermittelte sowie das vom Fahrzeug selbstständig berechnete Fahrbahnbeschaffenheit kennzeichnende Signal für eine Anpassung der Fahrzeugsteuerung und/oder einer Anpassung von Fahranweisungen für eine zumindest teilweise autonome Fahrt herangezogen werden kann. Dies hat den Vorteil, dass eine bezüglich der Fahrbahnbeschaffenheit optimierte Fahrstrategie von der Bordelektronik gewählt werden kann. Durch das Anpassen von beispielsweise Geschwindigkeit und Sicherheitsabstand, kann das Fahrerlebnis sowie die Sicherheit einer autonomen Fahrt erhöht werden.A further advantageous embodiment of the method according to the invention provides that the signal transmitted by the central processing unit and characterizing the road condition automatically calculated by the vehicle can be used to adapt the vehicle control and / or adapt driving instructions for an at least partially autonomous journey. This has the advantage that the on-board electronics can select a driving strategy that is optimized with regard to the condition of the road surface. By adapting the speed and safety distance, for example, the driving experience and the safety of an autonomous journey can be increased.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens können die dem Fahrzeug bereitgestellten Fahrbahnbeschaffenheit kennzeichnenden Signale für einen Abgleich mit den von weiteren Umgebungssensoren ermittelten Fahrbahnbeschaffenheit kennzeichnende Signale herangezogen werden. Durch einen Abgleich der von beiden Verfahren ermittelten Signale lassen sich Parameter gewinnen, die zu einer Optimierung der Umgebungssensoren verwendet werden können. Hierdurch kann die Detektionsperformance der Umgebungssensoren, auch außerhalb der Aufgabe einer Beschreibung der Fahrbahnbeschaffenheit, wie z.B. die Erkennung von Objekten durch Kameras, verbessert werden.According to a further advantageous embodiment variant of the method according to the invention, the signals characterizing the road condition provided to the vehicle can be used for a comparison with signals characterizing the road condition determined by further environment sensors. By comparing the signals determined by the two methods, parameters can be obtained that can be used to optimize the environmental sensors. In this way, the detection performance of the environmental sensors can also be used outside of the task of describing the condition of the road surface, e.g. the detection of objects by cameras.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus dem Ausführungsbeispiel, welches nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben ist.Further advantageous configurations of the method according to the invention emerge from the exemplary embodiment which is described in more detail below with reference to the figures.
Dabei zeigen:
-
1 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens; und -
2 eine Kommunikation zwischen Fahrzeug, zentraler Recheneinheit und Fahrzeugflotte.
-
1 an embodiment of a method according to the invention; and -
2 communication between the vehicle, the central processing unit and the vehicle fleet.
In der Darstellung der
Dabei können zur Berechnung des die Fahrbahnbeschaffenheit kennzeichnenden Signals
- - Zustand der Bereifung des
Fahrzeugs 5 - - Beladungszustand
- - Fahrzeuggeschwindigkeit
- - Reibbeiwert zwischen
Fahrbahn 4 undReifen 7 gemittelt durch Fahrerassistenz- oder Fahrnotfallsysteme wie beispielsweise ABS, ASR oder ESP (elektronisches Stabilitätsprogramm) sowie - - Kontrast und Farbinformationen ermittelt durch
optische Umgebungssensoren 13 .
- - Condition of the tires on the
vehicle 5 - - loading condition
- - vehicle speed
- - Coefficient of friction between the roadway
4th and tires7th averaged by driver assistance or driving emergency systems such as ABS, ASR or ESP (electronic stability program) as well - - Contrast and color information determined by optical environmental sensors
13th .
Es ist möglich, dass ein die Fahrbahnbeschaffenheit
In der im Fahrzeug
Des Weiteren kann ein Abgleich des mit Hilfe von einem oder mehreren Mikrofonen
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 3728708 A1 [0003]DE 3728708 A1 [0003]
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DE102019008443.8A DE102019008443A1 (en) | 2019-12-05 | 2019-12-05 | Method for recognizing a road surface based on rolling noises |
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DE102019008443.8A Withdrawn DE102019008443A1 (en) | 2019-12-05 | 2019-12-05 | Method for recognizing a road surface based on rolling noises |
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DE (1) | DE102019008443A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102022207426A1 (en) | 2022-07-20 | 2024-01-25 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Method for calibrating a road condition detection |
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2019
- 2019-12-05 DE DE102019008443.8A patent/DE102019008443A1/en not_active Withdrawn
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