SE530446C2 - Körbanedetekteringssystem - Google Patents

Description

20 25 30 35 530 445 För att reducera risken för olycka, är det konventio- nellt att i praktiken arrangera periodiska markeringar pà vägar medelst upphöjda. mönster sàsonx bullerremsor omfattande en serie av bullerremsorbulor. Bullerremsor- na används samtidigt för att indikera delningar mellan vägkörfält, exempelvis körfältsmarkeringar, eller kant- omráden av vägar. Markeringarna är i stånd att excitera vibrationer i ett fordon när detta är i rörelse och när ett eller flera av dess Under det digt och klart avkänns i relativt smà fordon sàsom kom- pakta personbilar, blir emellertid förare av relativt sett större fordon åtminstone partiellt avskärmade från vibrationerna. däck är i fysisk kontakt med markeringarna. att dessa vibrationer otvety- Sådan avskärmning uppkommer pà grund av att dessa relativt sett större fordon har mera avance- rade upphängningssystem såväl som bredare däck. avancerade upphängningssystem har blivit flertalet mindre lastbilar och större sådana för att ge föraren förbättrad komfort.

Dessa standard i Det har sålunda samtidigt uppkommit behov av system som är verksamma för att göra fordonsförare uppmärksamma pà att deras fordon. kör över vägmarkeringar, exempelvis körfältmarkeringar; systemen är verksamma för att göra förarna uppmärksamma så att de blir i stånd att reagera genom att korrigera körriktningen så att kollisions- tillbud undviks.

Ett flertal varningssystem för körfältavvikelse har be- skrivits i den publicerade litteraturen. Vissa av sy- stemen nyttjar optiska sensorer för att avkänna närhe- ten av körfältsmarkeringar relativt fordon; de optiska sensorerna inkluderar exempelvis infraröda optiska sen- sorer, charge-coupled-device (CCD) rer och liknande. Den publicerade litteraturen inklude- rar dessutonl patentlitteratur sásonl GB 2 317 009, US 2002 042676 och US 2005 212666. optiska sensorer lider samtliga av att deras prestanda kameror, fotosenso- De system som nyttjar lO l5 20 25 30 35 53Ü 445 _3._ komprometteras i händelse av dålig sikt, nattetid och väderförhållanden där olika typer av ner- fall uppkommer. exempelvis Ett Varningssystem för körfältsavvikelse finns beskri- vet i UK-patent nr. 2 232 518. met omfattar elektriskt ledande körfältsmarkeringar in- stallerade i vägar.

Avvikelsevarningssyste- Varningssystemet omfattar dessutom detektor installerade på fordon, varvid detektorerna är verksamt responsiva på ett icke kontaktande sätt i för- hållande till körfältsmarkeringarnan Även cmn detekte- ring av sådana elektriskt ledande körfältsmarkeringar onekligen är mera tillförlitligt under svåra väderför- hàllanden, stemet installation av de ledande körfältsmarkeringarna kräver i praktiken nyttjande av Varningssy- i vägar och detta representerar en stor investering.

I den. nämnda publicerade US-patentansökningen. nr. US 2005 212666, svarar på en bullerremsa. beskrivs för ett vägfordon ett system som Systemet inkluderar en sensor för bullerremsan, varvid sensorn omfattar minst endera av en fjädrande massa eller en icke fjädrande massa och ett omvandlararrangemang för att avge en utsignal sva- rande mot en vibrationsfrekvens för den fjädrande mas- san eller den icke fjädrande massan. Det för bullerrem- san responsiva systemet har därutöver en dataprocessor kopplad i kommunicerande förbindelse med bullerremsans sensor för att motta utsignalen och därefter analysera signalen för att beräkna huruvida eller ej den i signa- len överförda vibrationsfrekvensen är indikativ pä att ett däck hos fordonet är i rörlig kontakt med en bul- lerremsa. Sensorn implementeras lämpligen i sammanhang med en stötdämpare hos fordonet. Även om det nämnda för bullerremsa responsiva systemet är verksamt för att detektera bulleralstrande remsor, är det oförmöget att tillhandahålla en sådan grad av signaldiskriminering att det möjliggörs för systemet att fastlägga en beskaffenhet hos bullerremsan och en 10 15 20 25 30 35 539 446 ._4_ grad av risk som potentiellt föreligger för fordonet när detta är i rörelse.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ett syfte med föreliggande uppfinning är att tillhanda- hålla en mera avancerad typ av varningssystem för bul- lerremsa.

Ett ytterligare syfte med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla ett Varningssystem för bullerremsa som, är enklare att implementera och trots detta är verksamt för att tillhandahålla mera fordonsförare där ett sådant system är inkluderat. information. àt Enligt en första aspekt pá uppfinningen, tillhandahålls ett körbanedetekteringssystem. enligt vad som. anges i det bifogade kravet 1, nämligen ett körbanedetekte- ringssystenx för* ett fordon, för att generera en eller flera 'varningssignaler för där systemet är att varna en förare av fordonet när fordonet korsar bulleralstrande arrangemang som markerar en eller flera körbanor pá en vägyta, varvid systemet omfattar: (a) ett flertal av accelerometrar placerade spatialt i positioner i fordonet i stånd. att vibrerar som svar pà att ett eller flera hjul hos fordonet kom- mit till körkontakt med de bulleralstrande arran- gemangen, varvid accelerometrarna är verksamma för att generera accelerometerutsignaler; (b) en processor för mottagning av accelerometerut- signalerna, varvid processorn inkluderar ett eller flera adaptiva filter för isolering av signalkom- ponenter som finns i accelerometerutsignalerna och är indikativa för en eller flera av de bulleralst- rande arrangemangen, varjämte processorn ytterli- gare inkluderar en logisk enhet för registrering av en temporär sekvens av inträffande av signal- komponenterna i och för fastläggelse huruvida el- ler ej fordonet korsar de bulleralstrande arrange- mangen och generering av nämnda en eller flera 10 15 20 25 30 35 53Ü 446 ._5_ varningssignaler när inträffandesekvensen svarar mot att fordonet kör utanför körbanan.

Uppfinningen är av fördel i det att den är kapabel att enklare och mera tillförlitligt detektera bulleralst- rande remsor och därmed fastlägga att fordon kör utan- för körbanan.

I körbanedetekteringssystemet, svarar företrädesvis en eller flera av positionerna väsentligen mot hjulnavet och/eller hjulaxelanordningarna hos fordonet. Sådana positioner är av fördel i det de är kapabla att till- handahàlla mest otvetydiga och lätt processbara lerometersignaler för fastställelse av närvaron av bul- leralstrande remsor baserat pà generella fordonsstruk- turvibrationer och vägytljud. aCCQ* I körbanedetekteringssystemet, är nämnda ett eller fle- ra adaptiva filter företrädesvis implementerade i form av' bandpassfilter 'vars centrumfrekvenser~ är dynamiskt anpassbara i beroende av fordonets körhastighet, vars bandbredder är dynamiskt anpassbara för att isole- och ra nämnda signalkomponenter och utesluta generella bak- grundsvibrationer som nämnda en eller flera accelero- metrar upplever. Man har funnit att det är höggradigt effektivt att nyttja adaptiva bandpassfilter för att isolera signalkomponenter svarande mot de bulleral- strandande remsorna istället för att nyttja en mera konventionell ansats i form av spektralanalys baserat pä snabb Fouriertransform (FFT) vilket ofta är dator- mässigt komplicerat att implementera i realtid.

I körbanedetekteringssystemet, är ännu hellre bandbred- derna hos filtren i stånd att progressivt reduceras un- der användning som svar pà detektering av inträffande av signalkomponenter i och för förbättring av isolering av signalkomponenterna för den logiska enheten. Genom att progressivt reducera filtrets bandbredd som svar på signalkomponenter svarande mot att bulleralstrande rem- lO 15 20 25 30 35 5313 446 _6_. sor detekteras, blir systemet snabbt kapabelt att upp- repa att isolera signalkomponenter av intresse för fastställelse huruvida eller ej det uppkommit körbane- avvikelse för fordonet.

I körbanedetekteringssystemet, är ännu hellre analysen av den temporära sekvensen av inträffande av signalkom- ponenter anpassningsbar i beroende av en geografisk lo- kalisering för fordonet. Sådan användning av geografisk lokaliseringsinformation. möjliggör att de fysikaliska karakteristikerna hos bulleralstrande remsor i ett gi- vet geografiskt omrâde kan tas hänsyn till vid anpass- ning av filtren för att identifiera signalkomponenter svarande mot bulleralstrande remsor. I körbanedetekte- ringssystemet, inkluderar sålunda ännu hellre systemet en positionsdetektor för beräkning av en geografisk po- sition för fordonet, och en databas för tillhörande ka- rakteristiker hos nämnda bulleralstrande arrangemang med nämnda geografiska position i och för styrning av nämnda adaptiva filters filterkarakteristiker.

I körbanedetekteringssystemet, är företrädesvis den lo- giska enheten verksam för att beräkna en exekverings- frekvens inträffandesekvens av för nämnda temporära nämnda signalkomponenter i och för fastställelse av hu- ruvida en av fordonet utförd manöver är avsedd av föra- ren eller oavsiktlig. Sàdan beräkning av frekvens gäl- lande fordonets korsande av bulleralstrande remsor är av fördel vid diskriminering mellan avsedd och icke av- sedd styrning av fordonet.

Körbanedetekteringssystemet omfattar dessutom företrä- desvis en sensor för avkänning' av' ett styrmoment som föraren av fordonet påför, varvid nämnda logiska enhet är verksam för att detektera samtidigt inträffande av: (a) styrmomentet ligger under ett tröskelmoment; och (b) en exekveringsfrekvens för nämnda temporära se- kvens av inträffande av :nämnda signalkomponenter ligger under en tröskelfrekvens; 10 15 20 25 30 35 SBU 446 _'7_ i och. för detektering av oavsiktlig' körbaneavvikelse för fordonet.

En sådan avkänning av det vridmoment som föraren appli- cerar är kapabelt att igenkänna ett scenario där föra- ren somnar vid hans/hennes ratt och fordonet oavsikt- ligt avviker bort från det avsedda körfältet.

I körbanedetekteringssystemet, är företrädesvis nämnda ett eller flera adaptiva filter implementerade i minst endera av: (a) analoga signalprocessande kretsar; (b) digitala signalprocessande kretsar; (C) mjukvara exekverbar pà datorhàrdvara för att im- plementera en adaptiv filterfunktion; och (d) mjukvara exekverbar pà datorhàrdvara för att im- plementera snabbt Fouriertransform- signalprocessande i syfte att syntetisera adapti- va filter. 7 I körbanedetekteringssystemet, i syfte att lindra skada härrörande från en potentiell kollisionshändelse resul- terande fràn. oavsiktlig' körning utanför körbanan, är logikenheten företrädesvis kopplad till ett bromssystem hos fordonet för att applicera en bromskraft i händelse av oavsiktlig körning av fordonet utanför körbanan en- ligt vad som detekterats av den logiska enheten.

För att lindra skada resulterande från potentiell kol- lisionshändelse som resultat av oavsiktlig körning utanför körbanan, är i körbanedetekteringssystemet lo- gikenheten företrädesvis kopplad till ett styrservo hos fordonet för att applicera en korrigerande styrkraft i händelse av oavsiktlig körning av fordonet utanför kör- banan enligt vad som detekterats av logikenheten. att klara av eventuell falsk detektering av de buller- alstrande remsorna medelst systemet, För är ännu hellre i körbanedetekteringssystemet den. korrigerande styrkraf- ten begränsad av nämnda system för att vara mindre än 10 15 20 25 30 35 san 446 _ 8 _ ett vridmoment som en förare av fordonet är kapabel att appliceras för att styra fordonet, på sådant sätt att föraren är i. stànd att övervinna nämnda korrigerande kraft.

Körbanedetekteringssystemet är företrädesvis anpassat för användning i minst endera av: lät" ta lastbilar, tunga lastbärande fordon, vans, personbi- lar, motorcyklar. tunga lastbilar, Enligt en andra aspekt på föreliggande uppfinning, tillhandahålls en metod för varning av en fordonsförare när fordonet korsar bulleralstrande arrangemang som ut- gör gränser för en eller flera körbanor på en vägyta enligt vad som definieras i det bifogade kravet 14. Me- toden omfattar stegen av: (a) mottagning av accelerometerutsignaler fràn ett flertal av accelerometrar spatialt placerade i positioner i fordonet i stånd att vibrera som svar' pà att ett eller flera hjul hos fordonet kommit i körande kontakt med de bulleralstrande arrangemangen; (b) mottagning av accelerometerutsignalerna i en pro- cessor, och användning av ett eller flera adapti- va filter i processerna i och för isolering' av signalkomponenter som finns i accelerometerut- signalerna och är indikativa för en eller flera av de ljudalstrande arrangemangen; och (c) registrering i en logisk enhet i processorn av en temporär sekvens av inträffande av signalkompo- nenter för fastställelse huruvida eller ej fordo- net korsar de bulleralstrande arrangemangen och generering av nämnda en eller flera varnings- signaler när sekvensen av inträffande svarar mot att fordonet kör utanför körbanan.

I metoden svarar företrädesvis en eller flera av posi- tionerna väsentligen mot hjulnav och/eller hjulaxelan- ordningar hos fordonet. 10 15 20 25 30 35 530 445 Metoden inkluderar företrädesvis ett ytterligare steg i form av dynamisk anpassning av centrumfrekvenser för nämnda ett eller flera adaptiva filter implementerade i form av bandpassfilter i beroende av fordonets körhas- tighet, varvid. bandbredderna är dynamiskt anpassbara för att isolera signalkomponenterna och utesluta gene- rella bakgrundsvibrationer som upplevs av nämnda en eller Metoden hellre ett steg i form av progressiv reduktion av filt- flera accelerometrar. inkluderar ännu rens bandbredder som svar pà detektering av inträffande av signalkomponenterna i och för förbättrande av isole- ring av signalkomponenterna för logikenheten.

Metoden inkluderar ännu hellre ett steg i form av adap- tiv analys av den temporära sekvensen av inträffande av signalkomponenterna i beroende av en geografisk lokali- sering av fordonet.

Metoden inkluderar ännu hellre stegen av: (d) detektering och beräkning av en geografisk posi- tion för fordonet medelst en positionsdetektor; och (e) användning av en databas som associerar karakte- ristiker för de bulleralstrande arrangemangen och den geografiska positionen i och för styrning av de adaptiva filtrens filterkarakteristiker.

Metoden inkluderar företrädesvis ett steg av beräkning i den logiska enheten av en exekveringsfrekvens av den temporära sekvensen av inträffande av signalkomponenter för fastställelse huruvida en manöver utförd av fordo- net är avsiktlig av föraren eller är oavsiktlig.

Metoden inkluderar företrädesvis ett steg i form av an- vändning av en sensor för avkänning av ett styrvridmo- ment sonx applicerats av fordonets förare, logiska enheten är verksam för att detektera samtidigt inträffande av: varvid den lO 15 20 25 30 35 SSÜ 448 _10.. (a) styrvridmomentet är lägre än, ett tröskelvridmo- ment; och (b) en exekveringsfrekvens av den temporära sekvensen av inträffande av signalkomponenter ligger under en tröskelfrekvens, i och för detektering av oavsiktlig körning av fordonet utanför körbanan.

I metoden är företrädesvis nämnda ett eller flera adap- tiva filter implementerade i minst endera av: (a) analoga signalprocessande kretsar; (b) digitala signalprocessande kretsar; (c) mjukvara exekverbar pà datorhárdvara för att im- plementera en adaptiv filterfunktion; och (d) mjukvara exekverbar på datorhárdvara för att im- plementera väsentligen snabbt Fouriertransform- signalprocessande i syfte att syntetisera adapti- va filter.

Metoden inkluderar företrädesvis ett ytterligare steg i form av arrangerande att den logiska enheten som. är kopplad till fordonets bromssystem applicerar en broms- kraft i händelse av att en oavsiktlig körning av fordo- net utanför körbanan detekteras av den logiska enheten.

Metoden inkluderar företrädesvis ett ytterligare steg i forn1 av arrangerande att den logiska enheten sonx är kopplad till fordonets styrservo applicerar en korri- gerande styrkraft i händelse av att en oavsiktlig kör- ning av fordonet utanför körbanan detekteras av den lo- giska enheten. I metoden är ännu hellre den korrigeran- de styr-kraften begränsad till att vara mindre än ett vridmoment som en förare av fordonet är kapabel att ap- plicera för att styra fordonet, innebärande att föraren är kapabel att övervinna den korrigerande kraften.

Enligt en tredje aspekt av uppfinningen, tillhandahålls en mjukvaruprodukt på en databärare, varvid mjukvaru- produkten är exekverbar pá datorhárdvara för att imple- 10 l5 20 25 30 35 530 445 _11.. mentera en metod enligt den andra aspekten pá uppfin- ningen.

Enligt en fjärde aspekt på uppfinningen, tillhandahålls ett fordon inkorporerande ett körbanedetekteringssystem enligt den första aspekten pà uppfinningen.

Det kommer att inses, att särdrag hos föreliggande upp- finning är möjliga att kombineras till vilken som helst kombination utan att för den skull uppfinningens omfång fràngàs sàdan det definieras i de bifogade kraven.

BESKRIVNING AV RITNINGARNA Utföringsformer av uppfinningen kommer nu att beskri- vas, enbart i form av exempel, med hänvisning till de bifogade ritningarna, där: Figur l är en schematisk bild utvisande en sektion av en väg inkluderande sidoplacerade bulleralst- rande remsor och körfält definierande buller- alstrande remsor för att demarkera. körfält- gränser; dessutom avseende ett hjul hos ett fordon i kontakt med nämnda bulleralstrande remsor; det visas sid0VYPf0fí1er Figur 2 är ett schematiskt diagranx avseende en lzl rektangelvärdesignal svarande ungefär mot ett drivet hjul i kontakt med de sidoplacerade bulleralstrande remsorna ingående i den väg- sektion som finns visad i figur l; Figur 3 avser ett schematiskt diagranl utvisande ett icke-ett rektangelvärde svarande ungefär mot ett drivet hjul i kontakt med körfält begrän- sande bulleralstrande remsor i den vägsektion som visats i figur 1; Figur 4 är en schematisk planvy avseende ett däck hos ett fordon i. körkontakt med. bulleralstrande lO 15 20 25 30 35 539 445 _ 12 _ remsor ingående i den i figur l visade väg- sektionen; Figur 5 är en. planvy utvisande ett fordon utrustat med en 'utföringsfornx av ett körbanedetekte- ringssystem enligt föreliggande uppfinning; Figur 6 är en schematisk bild avseende ett hjul och ett parti av en tillhörande hjulaxelanordning hos det i figur 5 visade fordonet; Figur 7 är en schematisk bild utvisande det sätt var- på vibrationskoppling sker inuti det i figur 5 visade fordonet; Figur 8 är en övergripande bild avseende funktionella delar i en utföringsform av ett körbanedetek- teringssystem enligt föreliggande uppfinning; Figur 9 är ett exempel på en sekvens av signaler pro- cessade i systemet i figur 8 och genererade som svar på att det i figur 5 visade fordonet korsar en serie av bulleralstrande remsor; Figur 10 är en schematisk bild utvisande ett dynamiskt adaptivt filter nyttjat i det i figur 8 visa- de systemet; och Figur ll är en mera detaljerad schematisk bild utvi- sande inkluderingen av adaptiva filter enligt vad som visats i figur 10 i det i figur 8 vi- sade systemet.

På de bifogade ritningar används en understruken siffra för att representera ett föremål över vilket den under- strukna siffran är placerad eller ett föremål som lig- ger intill understruken siffra hänför sig till ett föremål som identifierats med en linje som förbinder den den understrukna siffran. En icke- icke- 10 15 20 25 30 35 530 445 _ 13 _ När en siffra är icke-understruken. och. átföljs av en tillhörande pil, används den icke-understrukna siffran för att identifi- era ett generellt föremál mot vilket pilen pekar. understrukna siffran med föremålet.

BESKRIVNING AV UTFÖRINGSFORMER AV UPPFINNINGEN Föreliggande uppfinning avser övergripande ett körbane- detekteringssystem för vägfordon. Körbanedetekterings- systemet analyserar signaler representativa för vibra- tioner genererade som svar pà att ett eller flera däck hos vägfordon kommer till körkontakt med bulleralstran- de remsor och/eller körfältmarkeringar pà vägar eller motorvägar. Signalerna genereras av ett flertal av vib- rationssensorer installerade pà olika spatiala lokali- seringar i fordonen som är i stånd att utsättas för vibration genererad fràn körkontakt av däck hos fordo- net med. bulleralstrande remsor. Systemet är verksamt för att analysera signalerna för att därifrån detektera signaturer hos olika typer av bulleralstrande remsor.

Systemet är dessutom verksamt för att fastlägga tempo- rär varaktighet av signaler fràn respektive tillsvaran- de sensorer för att fastlägga banor för fordonen och utgående från detta potentiella kollisionstillbud för vilka fordonen potentiellt kan utsättas. Även om körba- nedetekteringssystemen enligt föreliggande uppfinning är i stànd att kunna implementeras med användning av signalanalystekniker snabb (FFT), blir detekteringssystemen enklare att implemen- sàsom Fouriertransform tera med användning av adaptiva bandpassfilter som nyttjas för att isolera signaler resulterande från bul- lerremsor och liknande typer av vägmarkeringar.

De adaptiva bandpassfiltren. är' med. fördel justerbara för att registrera signaler över en relativt bred band- bredd. Vid identifiering av en signifikant signalkompo- nent som finns inom den relativt breda bandbredden, är de adaptiva bandpassfiltren verksamma för att iterativt bli adaptivt begränsade till bandbredd för att tydliga- re isolera den signifikanta signalkomponenten från bak- 10 15 20 25 30 35 530 448 _ 14 _ grundsbrus. Registrering av den relativt breda band- bredden implementeras företrädesvis temporärt samtidigt med nämnda reduktion av adaptiv bandpassfilterbandbredd för att isolera signifikanta signalkomponenter så att sådana körbanedetekteringssystem ej blir fokuserade en- bart pà sådana identifierade signifikanta signalkompo- nenter utan även är receptiva för att det uppkommer nya signifikanta signalkomponenter. Vad gäller detta, multipel av bandpassfilter samtidigt nyttjas för att kan analysera en given signal, varvid vissa av nämnda mul- tipel av bandpassfilter kvarháller en bredare bandbredd för registrering av inträffande av nya signifikanta signalkomponenter under det att andra av nämnda multi- pel av bandpassfilter är adaptivt begränsade till band- bredd för att tydligare isolera identifierade signifi- kanta signalkomponenter.

För att ytterligare förklara föreliggande uppfinning, kommer beskaffenheten hos bullerremsorna först att be- skrivas. I figur' l har' det 'visats ett exempel på den vägsektion generellt angiven. med l0. Vägsektionen 10 inkluderar två körfält för inhysning av trafik som fly- ter i motsatta riktningar angivet med två pilar. Väg- sektionen 10 har en asfalt eller betongyta pà vilken det är påsatt bullerremsor; pàmálade strukturer, strukturer. bullerremsorna svarar mot hål eller liknande På sidoomràdena av vägsektionen 10 är det inkluderat sidobullerremsor 20 längs en axel A-A, och det finns bullerremsor för centralt körfält och dessa är betecknade 30, eller stenar, 40 och ligger utefter en centrumaxel B-B; körfältsremsorna 30 kan valfritt vara utelämnade eller implementerade i form av reflekterande ”katt- ögon”, nämligen i form av inbäddade ljusreflekterande glaskomponenter. att vardera Som exempel kan. nämnas, bullerremsan 20 har en längd av väsentligen 20 cm utef- ter axeln A-A, och med ett inbördes avstånd liggande i intervallet från 10 cm till 20 cm. Som ett ytterligare exempel kan nämnas, att körfältsbullerremsorna 40 kan anses vara längre utefter axeln. B-B, nämligen. ha en 10 15 20 25 30 35 530 446 _ 15 _ att vägsektionen 10 valfritt kan inkludera fler än två kör- fält inbördes uppdelade av körfältsbullremsor 40 och valfritt även körfältsbullerremsor 30, och att det även i vissa fall nyttjas ett centralt reserverat område för längd i intervallet 30 cm till 80 cm. Det inses. att separera flödet av fordon som kör i inbördes olika riktningar utefter vägsektionen 10.

Sidobullerremsorna 20 är insatta med ett periodiskt in- bördes avstånd angivet med avståndet di, under det att sidobullerremsorna 20 är separerade medelst gap som är väsentligen. lika långa i riktning för axeln. A-A. som längden av sidobullerremsorna 20 som sådana; sidobul- lerremsorna 20 och deras gap representerar därigenom väsentligen en upphöjd profil med förhållande 1:1 utef- ter axeln A-A, enligt vad som visats i tvärsektionspro- filen i tnlden generellt betecknad med 50. Bilden 50 inkluderar en abskissaaxel 60 som anger positionen ut- efter axeln A-A, B-B, och en ordinataxel 70 som anger den upphöjda höjden för bullerremsorna 20, 30, 40. fältsbullerremsorna 30, Kör- 40 upprepas dessutom: med. ett periodiskt avstånd av d4 utefter axeln B-B, fältsbullerremsorna 30 är placerade med ett avstånd till avstånd dz sorna 40 har dessutom en längd utefter B-B-axeln angi- ven med ett avstånd d3. Eftersom avståndet d3 är väsent- ligen längre än avståndet dk och kör- utefter axeln B-B. Körfältsbullerrem- representerar körfälts- bullerremsorna 40 en upphöjd profil som skiljer sig av- sevärt fràn nämnda 1:1-förhållande, nar ett 4:1-förhållande; att klargöras, exempelvis mer lik- enligt vad som senare kommer kan sådana skillnader i inbördes förhål- lande nyttjas för diskriminera mellan sidobullerremsor- na 20 jämfört med körfältsbullerremsorna 30, 40. Axlar- na A-A och B-B är väsentligen inbördes parallella en- ligt vad som visats.

Ett hjul 80 hos ett fordon som kör över sidobullerrem- sorna 20 är för stort för att kontakta enbart partier av individuella sidobullerremsor 20, innebärande att en 10 15 20 25 30 35 530 445 _]_6_ kraft F genererad pà hjulets 80 axel är representativ för en summering av förflyttningsbidrag i regioner där ett däck hos hjulet 80 deformeras för att kontakta väg- sektion 10. Kraften E' varierar i. praktiken. temporärt . V N med grundfrekvenskomponent fg av väsentligen fg =;ï, dar 1 V är hjulets 80 hastighet utefter axeln A-A och avstän- det dj enligt vad som ovan definierats.

Det hjul 80 som kör över körfältsbullerremsorna 40 ger emellertid i vissa fall upphov till att den kraft F som genereras på axeln är representativ' för däckets för- flyttning med överlappning av enbart körfältsbullerrem- sorna 40, innebärande att kraften F temporärt varierar med en grundfrekvenskomponent fj av väsentligen V _ fg = ä-_ Närvaro av körfältsbullerremsor 30, exempelvis 4 implementerad i form av nämnda ”kattögon” genererar harmoniska komponenter med multipel av frekvenser fy.

Det inses, att för en given hastighet V hos hjulet 80, kommer grundfrekvenser fsoch fj att vara olika beroende pà att avståndet d4 konventionellt implementeras för att vara avsevärt längre än. avståndet dl. såsom exempelvis körfältsbullerremsan 30 förefintliga inom avståndet d; kan emellertid ge upphov till k0mP0- Strukturer nenter i kraften F med en grundfrekvens som förvanskar grundfrekvensen fsoch detta kan ge upphov till potenti- ell tveksamhet.

Med hänvisning till figur 2, är där en fyrkantsvàgfunk- tion 115 generellt angiven med 100 i ett diagram omfat- tande en abskissatidaxel 105 och en ordinata amplitud- axel 110. tangelvärde av l:l. Med en Fouriertransformation enligt Funktionen 115 har en period T och ett rek- vad som definieras av ekvation l (Eq. 1): gflï.fffl~fl~df En 10 15 20 25 30 SBU 445 _ 17 _ ger funktionen 115 upphov till en udda serie av harmo- niska signaler vars harmoniska amplitud an för funktio- nens 115 normaliserade amplitud ges av ekvation 2 (Eq. 2) a" zisin EEE. 2 nn 2 där 11 är det harmoniska ordningstalet. Sidobullerrem- sorna 20 är sålunda i stånd att generera en kraft F som inkluderar, beroende på ena filtreringsdämpande effekt hos däcket 80, udda harmoniska komponenter vars ampli- tud avtar med frekvensen omvänt proportionellt mot det harmoniska ordningstalet n. nämnts, Enligt vad som tidigare fungerar emellertid däcket 80 som ett làgpass- filter och sålunda blir de harmoniska amplituder som beräknas från. ekvation. 2 i. praktiken. utsatta. för en större grad av reduktion med tilltagande frekvens.

Med hänvisning därefter till figur 3, är där visat en rektangulär vågfunktion 135 allmänt betecknat med 120 på ett diagram omfattande en abskissatidaxel 125 och en ordinata amplitudaxel 130. Funktionen 135 har en period T och ett rektangelvärde av t:T. Med en Fouriertrans- formering enligt vad som definieras av ekvation 1, ger funktionen 135 upphov till en udda serie av harmoniska signaler vars harmoniska amplitud bn 135 normaliserade amplitud beskrivs av ekvation 3 3): för funktionens (Eq- Eq3 När sålunda avståndet dz i figur 1 görs mycket mindre än avståndet d4, minskar harmoniska komponenter i kraf- ten F ndndre snabbt med ökande vinkelfrekvens m och, enligt vad som kommer att klargöras senare, är de i stånd att excitera komplexa strukturresonanser i fordo- 10 15 20 25 30 35 539 446 _18- net. Sàdan excitering grundas därvid. ytterligare när det även finns körfältsbullerremsor 30.

Standard. för avstánden. dl-d4 är' föremàl för 'variation mellan länder och jurisdiktioner. kommer att beskrivas i Enligt vad som. nu samband med figur 4, dessutom en 'varaktighet Te för bullerstötbidrag till kraften. F även. bero av ansättningsvinkeln, 0 för det kommer hjul 80 som roterar enligt vad som visats med 160 pà bullerremsorna 20, 30, 40. Sidobullerremsorna 20 ger upphov till en dominerande komponent i kraften F vars frekvens fg definieras av cos(6)=š;. Körfältsbullerrem- 1 sorna 40 ger dessutom upphov till en dominant komponent i kraften F vars grundfrekvens fj definieras som cos(8)= li. d, När hjulet 80 korsar sidobullerremsorna 20, vad. gäller körfältsbullerremsorna 30, 40, kraften F komponenter genererade från det hjul 80 som samma även inkluderar kör över bulorna under en tidsperiod 1; enligt vad som definieras av ekvation 4 (Eq. 4): Vsmâ När hjulet 80 är roterbart kopplat pà en hjulaxelanord- ning betecknad 150, ßqf: är kraften F i stånd att excitera komplexa vibrationer i axelanordningen 150 när dominan- ta egenmodfrekvenser för axelanordningen 150 svarar mot grund eller harmoniska komponenter som finns i kraften F. Av det föregående inses, att diskrimineringssanno- likheten mellan bulleralstrande gupper 20, 30, 40 är en komplicerad sak. Det är kanske ej så förvånande att de tidigare omnämnda dokumenten avser körfältsstyrsystem baserade pà optisk detektering av vägmarkeringar. Före- liggande uppfinningen ligger vid sidan om sàdana kända f.n. existerande styrsystem till följd av dess imple- mentering samt metoder för signalbehandling. 10 15 20 25 30 35 530 445 _l9_ Under det att snabb Fouriertransformering (FFT) ger en snabb numerisk. ansats för utförande av beräkning med den nämnda ekvation l (Eq. 1), har det befunnits att det genereras komplexa spektra vilka är svära att kor- rekt tolka. FFT kräver dessutom. avsevärd. beräknings- kraft för att implementering i realtid skall kunna gö- ras när ett otal signaler skall kunna processas samti- digt. Föreliggande uppfinning är sålunda j. stånd att åstadkomma en åtminstone partiell lösning pà sådana svårigheter genom att göra bruk av adaptiva filter som kan ”avstämmas” under användning till signifikanta sig- nalkomponenter för att isolera dessa fràn uppkommande bakgrundsbrus, exempelvis som konsekvens av ojämnheter i vägasfalt, beläggning med snö och is, motorvibration och fordonschassivibration.

Med hänvisning till figur 5, visas där en schematisk planvy avseende en lastbil generellt angiven med 200.

Lastbilen 200 inkluderar en dragvagn 210 och ett last- uppbärande släp 220 ledbart kopplingsbart till drag- vagnen 210 i en koppling 230. Lastbilen 200 med dess släp 220 kopplat till dragvagnen 210 inkluderar första, andra, tredje respektive fjärde uppsättningar av hjul 300, 310, 320 och 330. De första och andra uppsättning- arna av hjul 300, 310 är sà implementerade att de svänger enligt vad som angivits med pilarna för att styra lastbilen 200 under körning. Hjul pá höger sida (RHS) 350a respektive hjul pà vänster (LHS) 350b i den första uppsättningen av hjul 300 är monterade till en första hjulaxelanordning 450. RHS- respektive LHS-hjul 360a, 360b hos respektive andra uppsättning av hjul 310 är dessutom monterade till en andra hjulaxelanordning 460. RHS- respektive LHS-hjul 370a, 370b i den tredje uppsättningen av hjul 320 är monterade till en tredje hjulaxelanordning 470. RHS- respektive LHS-hjul 380a, 380b i den fjärde hjulaxeluppsättningen 330 är slutli- gen monterande till en fjärde hjulaxelanordning 480. En eller flera av hjulaxelanordningarna 450, 460, 470, 480 10 15 20 25 30 35 539 445 _20_ som ligger inbördes intill varandra kan valfritt hop- Hjulen 350a, 350b, 360a, 360b, 370a, 370b, 380a och 380b är individuellt försedda med respektive kombineras. stötdämpare 400a, 400b, 4l0a, 410b, 420a, 420b, 430a och 430b.

I lastbilen 200 är accelerometrar 500a, 500b, 520a, 520b, 540a, 540b, 560a och 560b hjulnavmonterade för avkänning av nämnda kraft F vid vart och ett av hjulen 350a, 350b, 360a, 360b, 370a, 370b, 380b; dessa hjulnavmonterade accelerometrar är företrä- 380a respektive desvis implementerade för att mäta acceleration som uppkommer i väsentligen vertikal riktning som svar på den kraft F som genereras vid vart och ett av hjulen 350a, 350b, 360a, 360b, 370a och 370b. Accelerometrarna 500a, 500b, 520a, 520b, 540a, 540b, 560a och 560b är företrädesvis kompakta mikrobearbetade kiselanordning- ar, även om andra typer av accelerometrar alternativt eller därutöver' kan Iryttjas. RHS-accelerometrar 5l0a. 530a, inkluderade i 550a och 570a är alternativt eller dessutom även lastbilen zoo pa RHs-hjulaxel- anordningarna 450, 460, 470 och 480. På liknande sätt är LHS-accelerometrar 5l0b, 530b, 550b och 570b alter- nativt eller dessutmn inkluderade i lastbilen 200 på 460, 470 respektive 480.

En eller flera av de navmonterade accelerometrarna 500a, 500b, 520a, 520b, 540a, 540b, 560a och 560b och/eller en eller flera av de hjulaxelanordningsmonte- rade accelerometrarna 5lOa, 5l0b, 530a, 530b, 550a, 550b, 570a och 570b är av enkelhetsskäl utelämnade.

Valfritt, LHS-hjulaxelanordningarna 450, eller alternativt, kan det även vara inklude- rat accelerometrar i däcken hörande till ett eller fle- ra av hjulen 350a, 350b, 360a, 360b, 370a och 370b. Så- dana accelerometrar i däck är i stånd att tillhandahål- la signaler indikativa på bulleralstrande remsor enligt vad som tidigare klargjorts; sådana accelerometrar i däck möjliggör dessutom identifiering av däckpunkte- ringar som detekteras i form av ändring i signalinne- håll genererat fràn, accelerometrarna, exempelvis me- 10 15 20 25 30 35 530 445 _ 21 _ delst differentiell jämförelse, varvid sàdana identifi- ering av punkteringar är i stånd att kunna uppmärksam- mas genom en varning àt lastbilens 200 förare. Däckmon- terande accelerometrar är företrädesvis försedda med därför avsedda lokala kraftkällor, exempelvis ett till- hörande batteri, sina och är verksamma för att kommunicera accelerationsindikativa signaler via radiolänk, exempelvis implementerat med användning av ägarens Blue-tooth protokoll eller liknande. Som ett ytterliga- re alternativ är det även lämpligt med induktiv kopp- ling av kraft fràn de däckmonterade accelerometrarna såväl som induktiv' koppling av accelerationssignaler genererade fràn de däckmonterade accelerometrarna.

En del av lastbilen 200 visas i mera detalj i figur 6 och är generellt betecknad med 600. I delen 600 är RHS- hjulet 370a utvisat monterat i dess tillhörande hjulax- elanordning 470. Stötdämparen 420a tillordnad hjulet 370a är utvisad kopplad vid sin nedre ände i en första position på hjulaxelanordningen 470 intill hjulet 370a. vid sin övre ände är dessutom stötdämparen 420a kopplad i en andra punkt pà lastbilens 200 chassi 610. En eller flera av lastbilens 200 övriga stötdämpare kan valfritt vara monterade pà liknande sätt. Som alternativ är det möjligt med andra sätt för valfri montering av stötdäm- pare. Det är särskilt föredraget att en chassimonterad accelerometer 620 även är inkluderad.

Hjulet 370a har en diameter R och dess hastighet V när det förflyttas kontaktande bullerremsorna 20, 30, 40 är beräkningsbart fràn ekvation 5 (Eq. 5): V = wR Eq. 5 där m är hjulets 370a vinkelrotationsfrekvens. Hjulets 370a vinkelfrekvens o mäts valfritt med en varvräknare, magnetisk kodare och/eller optisk kodare för generering av en signal indikativ för hjulets 370a rotationshas- 10 15 20 25 30 35 5313 445 _ 22 _ tighet; o kan emellertid valfritt nyttjas. andra ansatser för mätning av vinkelfrekvensen AN' figur 6 framgàry att accelerometern 620 ej enbart isoleras fràn vibration genererad som svar på att man kör över bullerremsor 20, 30, 40 till följd av dämpande elastiska egenskaper' hos däcket 370a, följd av dämpning av vibration som under körning till- utan även till handahàlls av stötdämparen 420a. En accelerationsutsig- nal genererad av accelerometern 620 inkluderar dessutom vibrationstypfakta svarande mot strukturell egenmodre- spons hos bàde hjulaxelanordningen 470 och chassit 610.

Den navmonterade accelerometern 540a tillhandahåller en synnerligen. representativ' signal för den. kraft F' som upplevs av hjulet 370, under det att den hjulaxelanord- ningsmonterade accelerometern 550a tillhandahåller en signal som är delvis påverkad av kraft som upplevs vid hjulet 370b och som är mera påverkad av egenmodresonans för hjulaxelanordningen 470. Den hjulaxelanordningsmon- terade accelerometern 550a. är emellertid lättare att montera och är även skyddad från skada jämfört med den hjulnavmonterade accelerometern 540a. Enligt vad som tidigare nämnts, är det önskvärt att hjulmonterade ac- celerometrar är i stånd att kunna användas när det er- fordras en mera representativ mätning av hjulvibration.

Med. hänvisning till figur 7, kommer koppling' av den nämnda kraften F som genereras av bullerremsorna 20, 30, 40 att förklaras närmare. Ett parti av ett däck hos ett hjul pà lastbilen 200 är betecknat med 650. En vib- rationsfiltrerande och avkopplande funktion som utförs av däcket har betecknats med 660 och svarar, sta ordning, mot ett lágpassfilter. tionskraften F som kopplas genom däcket är, under kör- ning, direkt kopplad till en accelerometer 680; accele- rometern 680 är företrädesvis monterad pá en hjulaxel- anordning hos lastbilen 200, eller pà ett nav hos ett hjul som uppbär däcket, eller även inuti däcket som sä- dant enligt vad som tidigare förklarats. Strukturella i en för- En del av vibra- 10 15 20 25 30 35 5313 445 _23- resonanser hos en tillhörande hjulaxelanordning har be- tecknats med 690 och dessa, stimuleras av den nämnda kraften F kopplad genom fil- trerings- kommer under körning att och fránkopplingsfunktionen 660. Accelerome- tern 680 är monterad för att generera en signal härledd fràn vibrationskrafter som är kopplade direkt till sen- sorn 680 enligt vad som angivits med 670, och via hjul- axelanordningen enligt vad som angivits med 690. Under körning, kan strukturresonanser 690 komplicera det im- plementerade signalprocessandet i lastbilen 200, pelvis exem- av framträdande signaler pà vissas specifika frekvenser.

Med, hänvisning' därefter till figur 8, visas där ett körbanedetekteringssystem generellt angivet med 700.

Systemet 700 omfattar minst en subuppsättning av de nämnda accelerometrarna 500a, 500b, 5l0a, 5l0b, 520a, 520b, 530a, 530b, 540a, 540b, 550a, 550b, 560a, 560b, 570a och 570b kopplade till en dataprocessor 740 som är verksam för att tillhandahålla avkända vibrationssigna- ler. Systemet 700 omfattar dessutom hjulrotationshas- tighetssensorer visade vid 710 pà ett eller flera av hjulen 350a, 350b, 360a, 360b, 370a, 370b, 380a och 380b hos lastbilen 200 för att tillhandahålla körsigna- ler indikativa för hjulrotationshastighet. Systemet 700 inkluderar även en rattsensor 720 som är verksam för att generera. en styrsignal indikativ för en styrning pàkallad av lastbilens 200 förare, varvid styrsignalen även förs till dataprocessorn 740; styrsignalen till- handahàller företrädesvis en indikation pà det vridmo- ment som appliceras av föraren pà lastbilens 200 ratt.

Systemet 700 inkluderar dessutom en fuktsensor 730 som är verksam för att till processorn 740 tillhandahålla en indikation på uppträdande av någon form av väta, ex- empelvis snö och is, pà en vägyta över vilken lastbilen 200 skall köras; fritt. fuktsensorn 730 implementeras val- Systemet 700 inkluderar slutligen ett globalt positioneringssystem (GPS) med sensor 735 för att under körning till dataprocessorn 740 tillhandahålla en indi- 10 l5 20 25 30 35 53Ü 445 _ 24 _ kation pà dess position pà jordytan. För att tillhanda- hålla en ljud- och/eller synlig varningsindikation åt lastbilens 200 förare, är en larmenhet 750 kopplad i kommunicerande förbindelse med dataprocessorn 740.

Systemets 700 övergripande funktion kommer nu att be- skrivas. Systemet 700 är verksamt för att varna lastbi- lens 200 förare i händelse av att föraren överskrider sidobullerremsorna 20 eller överskrider körfältsbuller- remsorna 30, 40 pà sådant sätt som ej är karakteris- tiskt för den förare som gör en avsiktlig manöver. Kör- fältsändringar för avsiktlig omkörning eller körfälts- ändringar för avsiktlig utkörning fràn motorväg utförs exempelvis vanligtvis relativt snabbt, lativt kortare Te tid än vad som är beräkningsbart med användning av ekvation 4, nämligen en re- samtidigt som föraren appli- cerar ett signifikant rattmoment pá lastbilens 200 ratt, enligt vad som avkänns med rattsensorn 720, för att modifiera hjulens 350a, 350b, 360a och 360b styr- vinkel. Omvänt, oavsiktliga körfältsändringar eller ut- träde från en väg sker vanligtvis relativt sakta, näm- ligen under en relativt längre Te tid än vad som är be- räkningsbart fràn ekvation 4, om föraren somnar och fö- raren applicerar lite eller inget signifikant rattmo- ment pà lastbilens 200 ratt för att modifiera hjulens 350a, 350b, 360a och 360b styrvinkel. Det är av fördel att fästa uppmärksamhet pà tiden Te vid körning av sy- stemet 700 för att kringgå systemet 700 och onödigtvis framkalla ett ljud och/eller visuellt larm för att var- na lastbilens 200 förare. Falskalarm har potentiellt en psykologisk effekt som gör att föraren ignorerar larm som ges fràn larmenheten 750. Systemet 700 kan valfritt köras i tandem med ett remote-avkännande antikolli- sionssystem, exempelvis baserat på en eller flera Dopp- kamerabildprocessande, sä att en epileptisk attack eller hjärtattack hos föraren som orsakar en abrupt körfältsändring eller utträde fràn vägen åtminstone partiellt kan lindras. lerradar, optiskt lidar, 10 15 20 25 30 35 530 445 _ 25 _ För att systemet 700 skall kunna applicera dess var- ningsstrategi enligt vad som förklarats ovan, är det erforderligt att systemet 700 är verksamt för att till- förlitligt identifiera uppträdande av bullerremsor 20, 30, 40. GPS-sensorn 735 är exempelvis valfritt verksam- görbar för att förse processorn 740 med en indikation pà lastbilens 200 geografiska position och sålunda hu- ruvida den är i. ett land med högertrafik (exempelvis Centraleuropa och Skandinavien) eller ett land med vänstertrafik (exempelvis Nya Zeeland, Japan, UK) och detta bestäms frän en databas 740; frán en sådan fastställelse, är processorn 740 ka- pabel att identifiera pà vilken sida av lastbilen 200 som man kan förvänta sig sidobullerremsor 20. tillordnad processorn Enligt vad. son: visats i figur 8, är systemet 700 i stånd att kunna utrustas med många accelerometrar som är verksamgöra för att generera signaler för processan- de i processorn 740. Analys av så många accelerometer- utsignaler i realtid med användning av snabb Fourier- transform (FFT) representerar en avsevärd beräkningsar- betsbelastning. Tolkning av spektrala resultat av FFT är dessutom potentiellt komplicerat i närvaro av diver- se strukturresonanser lastbilen 200. som uppkommer inuti Uppfinnarna har insett att det är önskvärt att processa signaler genererade av systemets 700 accelerometrar me- delst selektiv bandpassfiltrering vilket är beräknings- mässigt rakt fram att implementera. Till följd av att lastbilens 200 hastighet är beräkningsbar utgående fràn den nämnda hjulradien R och hjulets rotationsvinkelhas- tigheter kan bestämmas fràn hjulrotationshastighetssen- sorer 710, och valfritt till följd av att avstànden dl - d4 är kända i förväg, exempelvis enligt vad som be- stämts av vägstandardmyndigheter och/eller fastställs fràn uppslagstabell i databasen. hos processor 740 i samband. med. lokaliseringen av lastbilen 200 utgående frán GPS-sensorn 735, blir ett förväntat frekvensband i 10 15 20 25 30 35 530 446 _26.. vilket grundfrekvenser blir prompt beräkningsbara för accelerometersignaler genererade som svar pà att kraf- ten F uppkommer frán hjulkontakt med bullerremsorna 20, 30, 40. Accelerometersignalerna fràn de olika accelero- metrarna. i systemet 700 bandpassfiltreras pà bekvämt sätt för att generera tillsvarande bandpassfiltrerade signaler, och därefter utsätts de bandpassfiltrerade signalerna för toppamplituddetektering för att generera tillsvarande amplitudrepresentativa signaler, och slut- ligen jämförs de amplitudrepresentativa signalerna mot en eller flera av tröskelamplitudniváerna för att fast- ställa huruvida eller ej körfältsbullerremsor eller si- dobullerremsor har kommit till rörlig kontakt med ett eller flera av hjulen hos lastbilen 200. Vid generering av de amplitudrepresentativa signalerna, utvecklas fö- reträdesvis itera- bandpassfiltrens centrumfrekvenser tivt för att exkludera signalkomponenter hos generellt brus som finns i utsignalerna tillhandahàllna fràn. accelerometrarna; och strukturresonans bandpassfiltren kan exempelvis iterativt anpassas fràn en första initi- al bandbredd av 100 Hz till 140 Hz, till en andra sma- lare bandbredd av 110 Hz till 130 Hz som svar pà att det indentifieras lovande buller-bumpsignalkomponenter.

Under det att signaler registreras i den andra smalare bandbredden av 110 Hz till 130 Hz, registreras den bre- dare första bandbredden av 100 Hz till 140 Hz kontinu- erligt samtidigt i systemet 700 i händelse av att andra lovande signalkomponenter uppkommer som även behöver adaptivt isoleras.

Av det föregående framgår, att systemet 700 är en mera komplicerad konfiguration av accelerometrar för mätning av den kraft F som kopplas genom olika hjul hos lastbi- len 200. Accelerometrarna äri företrädesvis för att tillhandahålla, i praktisk möjlig utsträckning, en indikation på vibration kopplad eller inledd vid de- ras specifika hjul och vara otjänliga för vibrationer inledda genom andra hjul. I praktiken uppkommer en viss grad av överhörning mellan accelerometrarna bl.a., be- verksamma 10 15 20 25 30 35 530 445 _27.. roende pà andra faktorer, vibrationsenergi inledd genom inbördes gemensamma hjulaxelanordningar och indirekt genom lastbilens 200 chassi 610.

I detta avseende, är i-däck-monterade accelerometrar potentiellt kapabla att tillhandahålla en största re- duktion av överhörning.

Med hänvisning därefter till figur 9, visas där ett ex- empel pà scenario för utsignaler för accelerometrarna i systemet 700, exempelvis navmonterade och/eller hjul- axelanordningsmonterade accelerometrar, i. en situation där lastbilen 200 körs över en körfältsdefinierande se- rie av körfältsbullerremsor 30, kantdefinierande serie av sidobullerremsor 20. Exemplet 40 eller över en väg- pà scenario finns visat i ett diagram allmänt betecknat 800. En abskissaaxel 810 hos diagrammet 800 anger tids- förlopp från vänster till höger. Ordinataaxeln 820 re- presenterar därutöver de ovan nämnda amplituddetektera- de utsignalerna fràn adaptiva bandpassfilter som under körning uppvisar dynamiskt variabel centrumfrekvens och dynamiskt variabel bandbredd, varvid bandpassfiltren är kopplade för att motta utsignaler fràn systemets 700 accelerometrar. En amplitud A0 svarar mot en generell brusnivà som finns efter bandpassfiltrering, exempelvis uppkommande fràn generell ojämn yta eller utfällning i ytan hos vägsektionen 10, motorvibration, och struktur- vibrationer fràn lastbilens 200 chassi. En amplitudnivà A3 svarar mot en serie av buller-bumps som kommer till direkt körkontakt med det hjul 350a som är tillordnat 5l0a, tillhörande bandpassfiltret i processorn 740 är korrekt minst en av accelerometrarna 500a, varvid. det avstämt till en grundfrekvenskomponent som finns i ut- signalerna från accelerometrarna 500a, 5l0a. En ampli- tudnivà A2 svarar mot ett hjul pà en bortre sida av lastbilen 200 som vibrerar till följd av drivande kon- takt med buller-bumps, hjulaxelanordning till accelerometrar på en närliggande sida av lastbilen 200; och vibrationen kopplas via en buller-bumpexcitering av hjulet 10 15 20 25 30 35 5313 445 _28._ 250a medför exempelvis en signal med amplitudnivå A2 som skall avges från accelerometrarna 500b, 5l0b.

När lastbilen 200 ändrar riktning eller styrs över, ex- empelvis en serie av sidobuller-bumps 20 pá en sektion av en väg eller motorväg där det gäller högertrafik, kommer hjulet 350a till initial körkontakt med bumps 20 för att accelerometrarna 500a, 5lOa skall generera en signal som har en amplitudnivàtopp 900 med en maximal amplitudnivà A3 enligt vad som visats; samtidigt till följd av vibrationsinledning fràn hjulet 350a via hjul- axelanordningen. 450, genereras accelerometrarna 500b, 5l0b en signal som har en amplitudnivàtopp 910 med en maximiamplitudnivà A2 enligt vad som visats.

Samtidigt, efter att hjulet 350a har passerat nämnda buller-bumps kommer hjulet 360a till kontakt med bul- ler-bumps vilket resulterar i att accelerometrarna 520a, 530a tillordnade hjulet 360a genererar en signal som har en anplitudtopp 920 med en amplitudnivá A3.

Accelerometrarna 520b, 530b tillordnade det motsatta hjulet 360b genererar en signal som har en amplitudtopp 930 med amplitudnivà A2. Allteftersom lastbilen 200 fortsätter att ändra riktning eller styrs ytterligare, kommer slutligen hjulet 350b kort efterföljt av hjulet 360b i körkontakt med buller-bumps och ger upphov till en serie av A3- och A2-amplitudtoppar i en sekvens en- ligt vad. sonl visats pá den. högra. sidan i diagrammet 800.

Följden. av toppar 900, 910, 920, 930 tillhandahåller information att lastbilen 200 har korsat en serie av bullerremsor. 910, 920, 930 är en indikation pà typen av buller-bumps som före- ligger, nämligen huruvida det rör sig om sidobullerrem- sor eller körfältsbullerremsor; frekvensen är en frik- tion av lastbilens 200 hastighet V och bestämbar frán hjulens 350a, Frekvensen för topparna 900, 360a, rotationsvinkelfrekvens och. radie, även om fintrimning av frekvens kan tillämpas med an- 10 15 20 25 30 35 530 446 _29.. vändning av GPS~information tillsammans med. en upp- slagstabell som finns i processorn 740. för en kontakt Te mellan hjulen och bullerremsorna 20, Varaktigheten 30, 40 i kombination med en mätning av det vridmoment som appliceras av lastbilens 200 förare och som avkänns av rattsensorn 720 möjliggör àstadkommande av åtminsto- ne en indikation huruvida rörelsen är avsedd eller en konsekvens av att lastbilens 200 förare har blivit störd eller somnat. Enbart en del av det scenario som visat i diagrammet 800 behöver valfritt ha skett processorn 740 genererar en larmsignal för att lastbilens 200 förare. tillhandahållas av överskridande av buller-bumps som identifie- finns innan varna fritt följd rats av processorn 740 ge upphov till en första grad av Grad av varning kan val- progressivt, nämligen kan en larm för att varna föraren; om tidsvaraktigheten Te är för läng och det pà ratten applicerade momentet för li- tet, föreligger en kraftig' indikation. pà att föraren har somnat, och därmed är processorn 740 verksam för att tillhandahålla en andra grad av larm som är till- räcklig för att väcka upp föraren. Genom en sådan pro- gressiv beskaffenhet hos larmet kan det undvikas att föraren blir likgiltig för larmvarningen och även ej onödigtvis irriteras av larm i normala situationer där föraren utför en avsiktlig körfältsändring för lastbi- len 200 eller styr in i ett omràde för en parkerings- ficka. pà. en motorväg för att studera. en karta eller dricka en dryck.

Funktion hos processorn 740 vad gäller dess signalpro- cessande funktioner kommer nu att ytterligare beskrivas med hänvisning till figur 10. Processorn 740 är i stànd att kunna implementeras digitalt, exempelvis medelst datorhárdvara verksam för att exekvera signalprocessan- de mjukvara. Processorn 740 är alternativt i stånd att kunna implementeras med användning av dedikerad digital hårdvara, och valfritt tillsammans kretsar för analoga elektroniska signaler. Även om FFT- med processande tekniker kan nyttjas för att analysera signaler genere- 10 15 20 25 30 35 SBU 446 _ 3g _ rade av accelerometrar för mätning av bullerremsvibra- tioner, nyttjas i systemet 700 företrädesvis dynamiskt avstämbara bandpassfilter för att isolera signalkompo- nenter av intresse fràn accelerometersignaler enligt vad som tidigare förklarats. ningsmässigt mindre involverande än FFT och är även mera bekväm att En sàdan ansats är beräk- implementera i realtid. när signaler fràn många accelerometrar behöver samtidigt processas.

Processorn 740 nyttjar sàlunda övergripande en signal- processande kanal visad med 1000 för varje accelerome- ter i systemet 700. Kanalen 1000 är kopplad till dess tillhörande accelerometer 1010 för att motta en vibra- tionssignal S1 därifrån. Signalen S1 utsätts för band- passfiltrering i ett dynamiskt avstämbart bandpassfil- ter 1020 för att generera en filtrerad signal S2. I en toppdetektor 1030, ring och en signal S3 indikativ för signalens S2 ampli- tud genereras därmed. Signalen S3 förs till en kompara- tor 1040 för fastställelse av huruvida eller ej signa- len S3 överstiger ett eller flera tröskelvärden visade med V5; nämnda ett eller flera tröskelvärden modifieras valfritt dynamiskt som funktion av lastbilens 200 has- tighet V. Den processande kanalen 1000 omfattar därut- över en centrumfrekvensstyrenhet 1060 som styr en cent- rumfrekvens fg utsätts signalen S2 för toppdetekte- för bandpassfiltret 1020. Centrumfre- kvensen f; justeras beroende pà den typ av bullerremsor som detekteras, lastbilens 200 hastighet V, mande fall styrvinkeln 0, GPS-referens som möjliggör justering till lokala imple- i förekom- och i förekommande fall en menteringar av bullerremsor. Den processande kanalen 100 omfattar dessuton1 en. bandbreddstyrenhet 1050 för att styra bandpassfiltrets bandbredd pà sådant sätt att filtret 1020 dynamiskt kan justeras för att bäst isole- ra en signalkomponent som finns i signalen S1 svarande mot bullerremsor av intresse. En eller flera utsignaler som tillhandahålls från kanalens 1000 komparator 1040 tillförs tillhörande logiska kretsar som är aktiva för att detektera. olika scenariotillstànd, exempelvis en- 10 15 20 25 30 35 530 445 _ 31 _ ligt vad som visats i det tidigare avhandlade diagram- met 800.

Ett flertal av kanaler 1000 är inkluderade i systemet 700 pà sätt som finns visat i figur 11 varvid proces- sorn 740 visas mera i detalj. Under det att processorns 740 ler kanaler 1000 är verksamma för att extrahera signa- representativa för bullerremsor av olika slag som kan finnas, är processorns 740 logiska enhet 1100 verk- sam. för att identifiera olika temporära sekvenser' av identifiering av buller-bumps, exempelvis svarande mot det scenario som visat i diagrammet 800, vilket skulle kunna representera ett tillstànd av risk och, som svar därpå, utlösa larm 650 för att varna lastbilens 200 förare.

Den logiska enheten 1100 implementeras valfritt i form av ett sekventiellt neuralt nätverk. Det neurala nät- verket kan valfritt läras upp av lastbilens 200 förare för att igenkänna vissa körningsmönster som utövas av lastbilens förare för att därmed reducera frekvensen av uppkomst av falsklarm under körning. Det neurala nät- verket är valfritt 'verksamt för' att igenkänna, eller motta information om vilken förare som har åtagit sig ansvaret för körning av lastbilen 200; vissa förare kan exempelvis byta körfält under körning jämfört med andra förare, vilket därigenom modifierar de tidigare nämnda varaktigheterna Te. Systemet 700 inkluderar sålunda fö- reträdesvis facilitet för att förare skall kunna införa data beträffande deras identitet sà att systemet 700 i beroende därav kan anpassa sig till olika körstilar som förarna uppvisar.

Processorn 740 kan valfritt modifieras för att applice- ra automatisk bromsning för att mildra potentiell kollisionsskada när risk för ett kollisionstillstànd identifieras av processorn 740. I en mera sofistikerad version av systemet 700, är processorns 740 verksam för att applicera till ett modest styrkorrektionsmoment 10 15 20 25 30 530 448 _32_ lastbilens 200 ratt i en situation där ett kollisions- tillstànd Inn: identifierats; exempelvis är' ett elekt- riskt servo kopplat till processorn. 740 verksamt för att applicera ett moment till lastbilens 200 ratt för att styra lastbilen 200 bort fràn sidobullerremsor 20 tillbaka mot ett långsamt körfält pà en väg eller mo- torväg. Det modesta styrkorrektionsmomentet begränsas med fördel till storlek så att föraren även förmår att fysiskt övervinna korrektionsmomentet i ett olyckssce- nario. Storleken på korrektionsmomentet styrs valfritt i beroende av allvarlighetsgraden hos ett potentiellt kollisionstillbud som identifieras av processorn 740.

Modifikationer av de utföringsformer av uppfinningen som beskrivits i det föregående är möjliga utan att man för den skull fràngàr uppfinningens omfång sådant det definieras i de bifogade kraven.

Uttryck såsom ”inkluderande”, rande", ”omfattande”, ”inkorpore- ”har”, att beskriva föreliggande uppfinning samt i kraven är avsedda att tolkas på ett icke-exklusivt sätt, nämligen så att det även inkluderas föremål, element ”bestående av", ”är” som nyttjats för komponenter eller som ej explicit beskrivits. Referens till singularis skall även anses relatera till pluralis.

Siffror inom parenteser i de bifogade kraven är avsedda att underlätta förståelsen av kraven och skall på intet sätt anses begränsa uppfinningen sådan den definieras i patentkraven.

Claims (27)

10 15 20 25 30 35 530 446 _ 33 _ PATENTKRAV

1. l. Körbanedetekteringssystem (700) för ett fordon (200), varvid nämnda system (700) är verksamgörbart för att generera en eller flera varningssignaler (750) för (200) förare när fordonet (200) (20, 30, 40) som avgränsar en eller flera körbanor pà en vägyta (10), VaIVíd nämnda att varna fordonets korsar bullerstrukturer system (700) innefattar: (a) ett flertal av accelerometrar (500a, 500b, 5l0a, 5l0b, 520a, 520b, 530a, 530b, 540a, 540b, 550a, 550b, 560a och 560b) spatialt placerade pà positioner i fordonet (200) och i stånd att vibrera som svar pà att ett eller flera hjul (350a, 350b, 360a, 360b, 370a, 370b, 380a och 380b) hos fordonet (200) kommer i körkontakt med nämnda bullerstrukturer (20, 30, 40), Värvid nämnda accelerometrar (500a, 500b, 5l0a, 5lOb, 520a, 520b, 530a, 530b, 540a, 540b, 550a, 550b, 560a, 560b) är verksamgörbara för att generera accelerometerutsignaler (Sl); (b) en processor (740) för mottagning av nämnda accelerometerutsignaler (S1), varvid nämnda processor (740) inkluderar ett eller flera adaptiva filter (1000) för att isolera signalkomponenter som finns i accelerometerutsignalerna (S1) och är indikativa för en eller flera av nämnda bullerstrukturer (20, 30, 40), varvid nämnda processor (740) ytterligare inkluderar en logisk enhet (1100) för registrering av en temporär sekvens (800) av inträffande av nämnda signalkomponenter för fastställelse av huruvida eller ej fordonet (200) korsar nämnda bullerstrukturer (20, 30, 40) och generering' av nämnda en eller flera varningssignaler (750) när nämnda sekvens av inträffande (800) svarar mot att fordonet (200) kör utanför körbanan.

2. Körbanedetekteringssystem (700) enligt krav l, där 10 15 20 25 30 35 530 446 _34_ en eller flera av nämnda positioner väsentligen svarar mot hjuldäcket och/eller hjulnavet och/eller hjulaxelanordningarna (450, 460, 470, 480) hos nämnda fordon (200).

3. Körbanedetekteringssystem (700) enligt krav l eller 2, där nämnda ett eller flera adaptiva filter (1000) är implementerade i form av bandpassfilter vars centrumfrekvenser (fy är dynamiskt anpassbara i beroende av fordonets (200) körhastighet (V) bandbredder är dynamiskt anpassbara för att nämnda och vars isolera signalkomponenter och utesluta generella bakgrundsvibrationer som upplevs av nämnda en eller (500a, 500b, 5l0a, 5l0b, 520a, 540b, 550a, 550b, 560a, 560b). flera accelerometrar 520b, 530a, 530b, 540a,

4. Körbanedetekteringssystem (700) där nämnda (1000) reduceras enligt krav 3, stånd att beroende av filters bandbredder är i progressivt körning i (800) i och för förbättrad. isolering av signalkomponenerna för den logiska enheten (1100). under detektering av inträffanden av signalkomponenter krav 3 (800) signalkomponenter är (200)

5. Körbanedetekteringssystem eller 4, av inträffande av (700) där analysen av nämnda temporära sekvens enligt nämnda anpassbart i beroende av fordonets lokalisering. geografiska

6. Körbanedetekteringssystem (700) enligt krav 5, där systemet (700) (735) för~ beräkning' av* en geografisk jposition för fordonet (200), databas (740) till0rÖnä egenskaper hos nämnda bullerstrukturer (20, 30/ 40) med nämnda geografiska position i och för styrning av nämnda adaptiva filters (1000) filterkarakteristiker. inkluderar en positionsdetektor och en för att

7. Körbanedetekteringssystem (700) föregående kraven, enligt något av de där den logiska enheten (1100) är 10 15 20 25 30 35 SBÜ 445 _35- verksam för att beräkna en frekvens av exekvering (TJ av' nämnda temporära sekvens av inträffande (800) av nämnda signalkomponenter i och för fastläggfling av huruvida en manöver utförd av fordonet (200) är avsedd av föraren eller oavsiktlig.

8. Körbanedetekteringssystem (700) enligt nágot av de föregående kraven, (700) omfattar en sensor för avkänning av ett styrmoment SOm applicerats av fordonets (200) (1100) är verksam för att detektera inträffande av: där nämnda system Ytterligare förare, varvid nämnda logiska enhet Samtidigt (a) styrmomentet ligger under ett tröskelmoment; och (b) frekvensen av exekvering av nämnda temporära sekvens av inträffande av nämnda signalkomponenter ligger under en tröskelfrekvens, av en i och för detektering oavsedd körning av fordonet (200) utanför körbanan.

9. Körbanedetekteringssystem (700) föregående kraven, filter (1000) (a) analoga signalprocessande kretsar; enligt något av de där nämnda ett eller flera adaptiva är implementerade i minst endera av: (b) digitala signalprocessande kretsar; (c) mjukvara exekverbar pá datorhàrdvara för att implementera en adaptiv filterfunktion; och (d) mjukvara exekverbar på datorhárdvara för att implementera en Snabb Fouriertransformeringsprocess i Syfte att syntetisera adaptiva filter.

10. Körbanedetekteringssystem (700) enligt något av de föregående kraven, där nämnda logiska enhet (1100) är kopplad. till ett bromssystem hos fordonet (200) för applicering av en bromskraft i händelse av att en oavsiktlig körning av fordonet (200) utanför körbanan detekteras av den logiska enheten (1100). 10 15 20 25 30 35 53Û 445 _ 35 _

11. ll. Körbanedetekteringssystem (700) enligt något av de föregående kraven, där nämnda logiska enhet (1100) är kopplad till ett styrservo hos fordonet (200) i och för applicering av en korrigerande styrkraft i händelse av att en oavsiktlig- körning' av fordonet (200) körbanan detekteras av den logiska enheten (1100). utanför (700) styrkraft är

12. Körbanedetekteringssystem där enligt krav ll, nämnda korrigerande begränsad av (700) förare av fordonet systemet för att vara mindre än ett moment som en (200) (200), kapabel att övervinna nämnda korrigerande kraft. är kapabel att applicera för att styra fordonet innebärande att föraren är

13. Körbanedetekteringssystem (700) enligt något av de föregående kraven för användning i minst lätta lastbilar, lastbärande fordon, vans, personbilar, motorcyklar. anpassat endera av: lastbilar, tunga

14. l4. Metod för att varna en förare av ett fordon (200) (200) (20, 30, 40) som markerar en eller flera körbanor pà en vägyta (10), varvid metoden innefattar stegen av: när fordonet korsar bullerstrukturer (a) mottagning av accelerometerutsignaler (S1) fràn ett flertal av accelerometrar (500a, 500b, 5lOa, 5l0b, 520a, 520b, 530a, 530b, 540a, 540b, 550a, 550b, 560a, 560b)spatialt placerade i positioner i fordonet (200) och i stand att vibrera som svar på att ett eller flera hjul (350a, 350b, 360a, 360b, 370a, 370b, 380a, 380b) hos fordonet (200) kommer i körkontakt med nämnda bullerstrukturer (20, 30, 40); (b) mottagning av nämnda accelerometerutsignaler (740), flera adaptiva filter för att (S1) och användning av ett eller (1000) (740) signalkomponenter som finns i (S1) för en eller flera av nämnda bullerstrukturer (20, 30, 40); i en processor hos processorn isolera accelerometerutsignalerna och är indikativa och 10 15 20 25 30 35 530 446 _37.. (1100) temporär (c) registrering i en logisk enhet h0S nämnda (740) av en (800) fastställelse av processør sekvens av inträffande av nämnda signalkomponenter i och för eller ej (20, och generering av nämnda en eller flera (750) svarar mot att fordonet huruvida fordonet 30, 40) varningssignaler (800) kör utanför körbanan. (200) korsar nämnda bullerstrukturer sekvens av (200) när nämnda inträffande

15. Metod enligt krav 14, där en eller flera av nämnda positioner väsentligen svarar mot hjuldäcket och/eller hjulnavet och/eller hjulaxelanordningar (450, 460, 470, 480) hos nämnda fordon (200).

16. Metod. enligt krav' 14 eller 15, inkluderande ett ytterligare steg av dynamisk anpassning av centrumfrekvenser (fg) hos nämnda ett eller flera adaptiva filter (1000) implementerade i form av bandpassfilter som svar pà fordonets (200) körhästíghet (V), varvid nämnda bandbredder är dynamiskt anpassbara för att isolera nämnda signalkomponenter och utesluta generella bakgrundsvibrationer som upplevs av nämnda en eller flera accelerometrar (500a, 500b, 5l0a, 510b, 520a, 520b, 530a, 530b, 540a, 540b, 550a, 550b, 560a, 560b).

17. Metod. enligt krav 16, inkluderande ett steg' av progressiv reduktion av nämnda bandbredder hos nämnda filter (1000) (800) av signalkomponenterna i och för förbättring av isoleringen av (1100). som svar pà detektering av inträffanden signalkomponenterna för den logiska enheten

18. Metod enligt krav 16 eller 17, steg av tillämpning av analys sekvens av inkluderande ett av nämnda temporära (800) av beroende av en inträffanden nämnda signalkomponenter i 9609fafiSk lokalisering av fordonet (200). 10 15 20 25 30 35 530 446 _38..

19. Metod enligt krav 18, inkluderande stegen av: (d) detektering och beräkning av fordonets (200) geografiska position med användning av en positionsdetektor (735): och (e) användning av en databas (740), som tillordnêr egenskaper hos nämnda bullerstrukturer (20, 30, 40) med nämnda geografiska position i och för styrning av nämnda adaptiva filters (1000) filterkarakteristiker.

20. Metod enligt något av kraven 14-19, inkluderande ett steg av beräkning i den logiska enheten (1100) av frekvensen. av exekvering' av' nämnda temporära SekVênS (800) av inträffande av nämnda signalkomponenter i och för fastställelse av huruvida en manöver utförd av fordonet (200) är avsedd av föraren eller oavsiktlig.

21. Metod enligt något av kraven 14-20, inkluderande steget av användning av en sensor för avkänning av ett (200) är verksam för att styrmoment som appliceras av fordonets förare, varvid nämnda logiska enhet (1100) samtidigt detektera inträffande av: (a) styrmomentet ligger under ett tröskelmoment; och (b) en frekvens av exekvering (Te) av nämnda temporära sekvens av inträffande av nämnda signalkomponenter ligger under en tröskelfrekvens, i och för detektering av oavsiktlig körning av fordonet (200) utanför körbanan.

22. Metod enligt nágot av kraven 14-21, där nämnda ett eller flera adaptiva filter (1000) är implementerade i minst endera av: (a) analoga signalprocessande kretsar; (b) digitala signalprocessande kretsar; (C) mjukvara exekverbar på datorhàrdvara för att implementera en adaptiv filterfunktion; och (d) mjukvara exekverbar på datorhàrdvara för att implementera väsentligen Snabbt 10 15 20 25 30 530 446 _ 39 _ Fouriertransformsignalprocessande i Syfte att syntetisera adaptiva filter.

23. Metod enligt något av kraven 14-22, inkluderande ett ytterligare steg av att arrangera för nämnda logiska enhet (1100) kopplad till fordonets (200) bromssystem att applicera en bromskraft i händelse av att en oavsiktlig körning av fordonet (200) utanför körbanan detekteras av den logiska enheten (1100).

24. Metod enligt nagot av kraven 14-23, inkluderande ett ytterligare steg av att arrangera för nämnda logiska enhet (1100) kopplad till fordonets (200) styrservo att applicera en korrigerande styrkraft i händelse av att en oavsiktlig körning av fordonet (200) utanför körbanan detekteras (1100). av den logiska enheten

25. Metod enligt krav 24, där nämnda korrigerande styrkraft är begränsad till att vara mindre än ett moment (200) förare är kapabel att applicera för att styra fordonet (200), innebärande att föraren. är kapabel att övervinna nämnda korrigerande kraft. som fordonets

26. Mjukvaruprodukt på en databärare, varvid. nämnda mjukvaruprodukt är exekverbar pà datorhàrdvara (740. 1100) för implementering av en metod enligt något av kraven 14-25.

27. Fordon (200) körbanedetekteringssystem 1-13. inkorporerande ett (700) enligt nagot av kraven