在車輛中前瞻性地確定道路狀態(tài)的方法和光束傳感器模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的用于在車輛中前瞻性地確定道路狀態(tài)的方法，以及一種根據(jù)權(quán)利要求7的前序部分的用于在車輛中前瞻性地確定道路狀態(tài)的光束傳感器模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有技術(shù)中對于機(jī)動車領(lǐng)域已經(jīng)已知了多種不同的用于檢測環(huán)境的傳感器系統(tǒng)。借助于該傳感器系統(tǒng)例如可以識別其它車輛、道路標(biāo)志牌或車道邊界。作為傳感器，在此經(jīng)常使用攝像機(jī)傳感器、激光雷達(dá)傳感器、激光傳感器或雷達(dá)傳感器。這樣檢測的環(huán)境信息還可以用于與安全性相關(guān)的干預(yù)，例如自主的制動-或轉(zhuǎn)向干預(yù)。此外還已知首先確定車輛狀態(tài)的車輛傳感器，并且該車輛傳感器也能夠?qū)崿F(xiàn)對于環(huán)境條件的推斷，例如傾斜度傳感器。
[0003]在此，DE 10 2007 062 203 Al公開了一種用于在機(jī)動車加速期間確定在機(jī)動車輪胎與車行道的表面之間的摩擦系數(shù)值的方法。在此，在使用模型的情況下確定第一摩擦系數(shù)值參數(shù)，其中，預(yù)設(shè)在第一摩擦系數(shù)值參數(shù)與機(jī)動車輪胎的根據(jù)驅(qū)動確定的打滑之間的函數(shù)關(guān)系。此外，由在機(jī)動車輪胎的縱向力與垂直力之間的商確定第二摩擦系數(shù)值參數(shù)并最終借助于遞歸的評估算法由第一和第二摩擦系數(shù)值參數(shù)確定摩擦系數(shù)值。打滑在此由旋轉(zhuǎn)的車輪速度確定，縱向力由確定的發(fā)動機(jī)力矩確定，而垂直力由縱向加速度和橫向加速度確定。旋轉(zhuǎn)的車輪速度又通常借助于ABS傳感裝置確定。
[0004]在DE 10 2009 008 959中公開了一種用于導(dǎo)航和/或駕駛員輔助的車輛系統(tǒng)。該車輛系統(tǒng)為駕駛員提供關(guān)于所謂的虛擬水平線的環(huán)境信息，其中也提到借助于傳感器檢測到的環(huán)境信息，該環(huán)境信息允許對道路狀態(tài)作出推斷。此外可以例如在制動過程中借助于電子制動系統(tǒng)識別較低的摩擦系數(shù)值。通過雨水傳感器或通過刮水器的致動可以識別出濕度。道路的潛在可能的結(jié)冰可以例如由接近于冰點(diǎn)的溫度和經(jīng)過橋梁的組合識別出。
[0005]DE 10 2012 203 187 Al描述了一種用于預(yù)告和適應(yīng)機(jī)動車的運(yùn)動軌跡的方法，用于輔助駕駛員完成其駕駛?cè)蝿?wù)和/或用于防止碰撞或減小事故后果。在此設(shè)有制動-和/或轉(zhuǎn)向干預(yù)，這根據(jù)計算出的運(yùn)動軌跡在制動-和/或轉(zhuǎn)向設(shè)備中進(jìn)行。為了確保，由運(yùn)動軌跡通過組合的制動-和/或轉(zhuǎn)向干預(yù)得出的車輪力在任何時候都處于最大可用的摩擦系數(shù)之下，其借助于光學(xué)的車行道傳感器、如激光傳感器和/或攝像機(jī)傳感器確定。同樣描述了，借助于行駛動力調(diào)節(jié)系統(tǒng)、行駛穩(wěn)定性調(diào)節(jié)系統(tǒng)、打滑調(diào)節(jié)系統(tǒng)確定最大可用的摩擦系數(shù)，并且包含來自雨水傳感器、溫度傳感器或輪胎傳感器的信息以及借助于車對X通信所接收的信息。
[0006]由DE 10 2011 015 527 Al已知了用于確定機(jī)動車的車行道表面的特性的傳感器。該特性在此可以是一種狀態(tài)，如潮濕、干燥、結(jié)冰、為雪覆蓋或它們的組合。傳感器包括光源單元，該光源單元發(fā)出在至少兩個彼此不同的波長中的光線，傳感器還包括至少兩個用于檢測光源單元的反射的光線的探測器。由于根據(jù)車行道表面的特性以不同強(qiáng)度反射了不同的波長，因此可以由反射的光線推斷出車行道表面的狀態(tài)。所述傳感器適合于，識別被基本上垂直地照射的車行道表面的間隔為1cm至10cm的特性。
[0007]然而在由現(xiàn)有技術(shù)已知的方法和設(shè)備中不利的是，道路狀態(tài)在許多情況下不能直接確定，而是僅能由其它參數(shù)，例如溫度和濕度推導(dǎo)出。如果根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)直接檢測道路狀態(tài)，那么這基本上只能在即將駛過待檢查的道路部段時才是可能的。特別在使用光學(xué)傳感器檢測道路狀態(tài)時，其根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)安設(shè)在車輛底側(cè)并且對準(zhǔn)于車輛下方的道路表面。然而，這限制了行駛動力調(diào)節(jié)系統(tǒng)的作用，因?yàn)槠洳痪哂嘘P(guān)于道路狀態(tài)的直接測量的且前瞻性的信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]因此本發(fā)明的目的在于，提出一種方法，該方法能夠?qū)崿F(xiàn)道路狀態(tài)的前瞻性的確定。
[0009]根據(jù)本發(fā)明，該目的通過根據(jù)權(quán)利要求1的用于在車輛中前瞻性地確定道路狀態(tài)的方法來實(shí)現(xiàn)。
[0010]本發(fā)明涉及一種用于在車輛中前瞻性地確定道路狀態(tài)的方法，其中，用傳感器光束照射道路表面，其中，傳感器光束根據(jù)道路表面的道路狀態(tài)被反射和吸收，其中，根據(jù)反射的傳感器光束實(shí)現(xiàn)道路狀態(tài)確定。本發(fā)明的特征在于，所述道路表面沿行駛方向在車輛前方被照射。
[0011]道路狀態(tài)在本發(fā)明的意義中理解為在道路表面的摩擦系數(shù)值方面該道路表面的不同狀態(tài)，特別區(qū)分了狀態(tài)“潮濕”、“干燥”、“為冰覆蓋”和“為雪覆蓋”，其中也可能的是所述道路狀態(tài)的組合。例如積水可以覆蓋冰層，從而存在道路狀態(tài)“潮濕”和“為冰覆蓋”的組合并且相應(yīng)地識別出該組合。
[0012]根據(jù)本發(fā)明，道路狀態(tài)也就不是直接在車輛下方，而是前瞻性地在車輛前方被確定。由此得出的優(yōu)點(diǎn)是，確定的道路狀態(tài)可以被提供給例如行駛穩(wěn)定性調(diào)節(jié)系統(tǒng)。行駛穩(wěn)定性調(diào)節(jié)系統(tǒng)因此可以及時地且針對情況特別地在出現(xiàn)危險情況之前對其做好準(zhǔn)備。在考慮到當(dāng)前的車速和所調(diào)節(jié)的傳感器光束有效距離時，還可以確定直到駛過分別被照射的道路表面的時間點(diǎn)，從而能夠調(diào)節(jié)行駛穩(wěn)定性調(diào)節(jié)系統(tǒng)使其盡可能最佳地適配于所有識別出的道路狀態(tài)。
[0013]同樣可以前瞻性地向駕駛員發(fā)出警告，使得駕駛員例如知曉，其即將駛過為冰覆蓋的道路表面并且應(yīng)相應(yīng)地避免劇烈的轉(zhuǎn)向運(yùn)動或制動或加速過程。
[0014]優(yōu)選地提出，以同步脈沖的方式實(shí)現(xiàn)所述道路表面的照射和反射的傳感器光束的檢測。一方面可以因此減小平均輸出的輻射功率，這有助于提高所使用的光束元件的使用壽命。此外減小了由于人或動物看向傳感器光束中而導(dǎo)致眼睛受傷的風(fēng)險。同時，各個光線脈沖的能量可以明顯大于在連續(xù)運(yùn)行中在相同時間段中輸出的能量，由此，大大改進(jìn)了在道路狀態(tài)確定時在反射的傳感器光束中的信息干擾距離。特別為了改進(jìn)干擾距離在此重要的是，檢測同步于照射實(shí)現(xiàn)。
[0015]此外優(yōu)選的是，所述傳感器光束包括不同的波長，特別是在至少兩個不同的波長的情況下具有強(qiáng)度最大值的激光束。這簡化了不同道路狀態(tài)的確定和特別是區(qū)分。在至少兩個不同的波長的情況下使用具有強(qiáng)度最大值的激光束時，該優(yōu)點(diǎn)通過在相對窄的波長帶(Wellenlaengenband)中激光束的相對高的光線強(qiáng)度而進(jìn)一步加強(qiáng)。
[0016]特別優(yōu)選的是，根據(jù)反射的傳感器光束中的不同波長的強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)道路狀態(tài)確定。由于道路表面的不同的道路狀態(tài)具有不同的光線性能，且相應(yīng)地對于特定的波長起吸收作用，而對于另外的波長起反射作用，因此可以由反射的傳感器光束推斷出被照射的道路表面的相應(yīng)的道路狀態(tài)。對此的一個例子例如是1550nm的波長，其由冰相對強(qiáng)烈地吸收。
[0017]此外特別優(yōu)選的是，借助于隨機(jī)/統(tǒng)計學(xué)分配方法，特別是借助于支持向量方法和/或k均值算法將反射的傳感器光束(115)中的不同的波長分配給道路狀態(tài)。這實(shí)現(xiàn)了，比用固定不變地預(yù)設(shè)的邊界值進(jìn)