[發明專利]用于借助組合的聲學和電磁廣角傳感裝置確定車道表面性質的方法和裝置

有效

• 申請號: 201210058750.5
• 申請日: 2012-01-29
• 公開（公告）號: CN102679942B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發明（設計）人: A·牛伯特
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: G01N29/07
• 分類號: G01N29/07;G01N29/11;G01S7/41;G01S7/539;G01S13/00;G01S13/86;G01S13/87;G01S15/00;G01S15/87;B60W40/064;B60W40/068
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司72002
• 代理人: 侯鳴慧

技術領域

本發明涉及一種用于測量車道性質的裝置、一種安全和/或駕駛員輔助系統、一種車輛和一種用于測量車道性質的方法。?

背景技術

在由駕駛員預先給定的車道上行駛期間即便在道路狀況不良的情況下，安全和駕駛員輔助系統仍保持車輛。這些系統以已知方式響應于與車輪接觸的、例如借助于加速度傳感器測量到的轉矩和力，由此確定與車輛的給定車道的偏差并且必要時將車輛又引導回到該給定車道上。?

為了改善安全和駕駛員輔助系統的調節特性已建議確定車道的表面性質，由此安全和駕駛員輔助系統能夠預防性地干預車輛的行駛性能。例如可以通過探測車輛車輪前面的薄冰層來減小車輪處的加速度并由此確保行駛穩定性。?

為了測量車道的表面特性，已知的是檢查預見性的雷達傳感器的反散射。DE102006032735A1公開了測量垂直于車道入射的雷達波的反射幅值和反射相位并由此推導出車道的表面特性。?

然而，所有這些系統借助于主動式傳感器僅有條件地確定車道表面的特性，這是因為通過這些系統測量的參數和由此提供的邊界條件至今對于明確地描述車道表面是不夠的，因而會出現關于車道性質的多義性。?

發明內容

根據本發明的用于測量車道性質的裝置的優點在于，該裝置能夠更可靠地確定車道的性質。該裝置包括聲學測量裝置，該聲學測量裝置用于由聲學測量裝置發射的聲波和被車道反射的聲波的幅值比和/或相位比來確定至少一個聲學反射系數。聲學測量裝置允許確定車道的機械-彈性特性，?例如車道的彈性及其表面特性。這樣能夠表述車道材料的特征。因此，例如能通過瀝青較軟和較光滑的特性來區分瀝青車道和混凝土或鵝卵石車道。根據本發明的裝置還包括電磁測量裝置，該電磁測量裝置用于由第二測量裝置發射的電磁波和被車道反射的電磁波的幅值比和/或相位比來確定至少一個電磁反射系數。通過電磁測量裝置除了確定機械-彈性特性外還能確定車道的介電特性，并因此能得出關于車道表面的進一步結論。濕的鵝卵石(Kopfsteinpflaster)由于水的較大的相對介電常數導致電磁測量裝置結果不同于例如受一定固體污染過的干的鵝卵石。根據本發明，該裝置設置成基于至少一個聲學反射系數和至少一個電磁反射系數來確定車道的性質，因為通過聲學和電磁測量裝置的協同作用顯著限制用于確定車道表面特性的必要參數空間，這致使明顯降低在確定其性質時的多義性的危害。因此，測量結果更為可靠。?

從屬權利要求示出本發明優選的改進設計。?

在本發明的進一步改進設計中，聲學測量裝置和電磁測量裝置設置成基于波在車道上的不同入射角來分別確定至少兩個聲學反射系數和電磁反射系數。由對聲波和電磁波的反散射的角相關性的分析將另一邊界條件引入測量方法中，這進一步限制描述車道表面性質的可能的參數空間并更可靠地正確確定車道的性質。例如僅用垂直入射角的方法此時可能遭受多義性。?

在本發明的另一實施方式中，電磁波是雷達波和/或聲波是超聲波。能用低價和占空間小的信號發生器來容易地產生這種波。?

在本發明的另一有利的構造中，電磁測量裝置具有第一傳感器和與遠離第一傳感器設置的第二傳感器。在此，第一傳感器設置用于接收由第二傳感器發射的電磁波，而第二傳感器設置用于接收由第一傳感器發射的電磁波。這樣，能容易地實現上述角相關性。?

此外，這樣能確定電磁反射系數的空間變化，這又允許得到關于車道性質的更可靠的結論。?

在一種改進方式中，兩個傳感器是廣角傳感器，因而它們能以較大的彼此間距設置在車輛上。這允許將多個傳感器安置在車輛上，并用一個唯一的發射的電磁波來研究具有不同入射角的多個被反射的波。?

在本發明的改進方式中，裝置設置用于根據入射角由聲學或電磁反射系數的極限值確定車道的性質。視地面而定，例如能根據佐普利茲(Zoeppritz)方程來確定的聲學反射系數在一定角度下具有最大值或最小值。對于例如能根據菲涅耳(Fresnel)方程來確定的電磁反射系數亦如此，即便對于電磁反射系數來說最大值和最小值表現得不那么明顯。?

在本發明的附加的改進方式中，該裝置設置用于根據電磁反射系數的符號/正負號(Vorzeichen)來確定車道上兩層的順序。由此，例如能確定車道是濕的還是干的。?

根據本發明的裝置優選地以千兆赫范圍內的頻率發射電磁波。?

本發明還給出用于車輛的具有根據本發明的裝置的安全和/或駕駛員輔助系統。安裝系統和/或駕駛員輔助系統中的根據本發明的裝置允許主動調節車的行駛性能并確保更可靠的行駛。?