[發(fā)明專利]用于借助組合的聲學(xué)和電磁廣角傳感裝置確定車道表面性質(zhì)的方法和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210058750.5
• 申請日: 2012-01-29
• 公開（公告）號: CN102679942B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A·牛伯特
• 申請（專利權(quán)）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(biāo)代理有限公司72002
• 代理人: 侯鳴慧

技術(shù)領(lǐng)域

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

背景技術(shù)

在由駕駛員預(yù)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(tǒng)仍保持車輛。這些系統(tǒng)以已知方式響應(yīng)于與車輪接觸的、例如借助于加速度傳感器測量到的轉(zhuǎn)矩和力，由此確定與車輛的給定車道的偏差并且必要時(shí)將車輛又引導(dǎo)回到該給定車道上。?

為了改善安全和駕駛員輔助系統(tǒng)的調(diào)節(jié)特性已建議確定車道的表面性質(zhì)，由此安全和駕駛員輔助系統(tǒng)能夠預(yù)防性地干預(yù)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(wěn)定性。?

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

然而，所有這些系統(tǒng)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?yàn)橥ㄟ^這些系統(tǒng)測量的參數(shù)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(xiàn)關(guān)于車道性質(zhì)的多義性。?

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的用于測量車道性質(zhì)的裝置的優(yōu)點(diǎn)在于，該裝置能夠更可靠地確定車道的性質(zhì)。該裝置包括聲學(xué)測量裝置，該聲學(xué)測量裝置用于由聲學(xué)測量裝置發(fā)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(gè)聲學(xué)反射系數(shù)。聲學(xué)測量裝置允許確定車道的機(jī)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(qū)分瀝青車道和混凝土或鵝卵石車道。根據(jù)本發(fā)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(fā)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(gè)電磁反射系數(shù)。通過電磁測量裝置除了確定機(jī)械-彈性特性外還能確定車道的介電特性，并因此能得出關(guān)于車道表面的進(jìn)一步結(jié)論。濕的鵝卵石(Kopfsteinpflaster)由于水的較大的相對介電常數(shù)導(dǎo)致電磁測量裝置結(jié)果不同于例如受一定固體污染過的干的鵝卵石。根據(jù)本發(fā)明，該裝置設(shè)置成基于至少一個(gè)聲學(xué)反射系數(shù)和至少一個(gè)電磁反射系數(shù)來確定車道的性質(zhì)，因?yàn)橥ㄟ^聲學(xué)和電磁測量裝置的協(xié)同作用顯著限制用于確定車道表面特性的必要參數(shù)空間，這致使明顯降低在確定其性質(zhì)時(shí)的多義性的危害。因此，測量結(jié)果更為可靠。?

從屬權(quán)利要求示出本發(fā)明優(yōu)選的改進(jìn)設(shè)計(jì)。?

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

在本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，電磁波是雷達(dá)波和/或聲波是超聲波。能用低價(jià)和占空間小的信號發(fā)生器來容易地產(chǎn)生這種波。?

在本發(fā)明的另一有利的構(gòu)造中，電磁測量裝置具有第一傳感器和與遠(yuǎn)離第一傳感器設(shè)置的第二傳感器。在此，第一傳感器設(shè)置用于接收由第二傳感器發(fā)射的電磁波，而第二傳感器設(shè)置用于接收由第一傳感器發(fā)射的電磁波。這樣，能容易地實(shí)現(xiàn)上述角相關(guān)性。?

此外，這樣能確定電磁反射系數(shù)的空間變化，這又允許得到關(guān)于車道性質(zhì)的更可靠的結(jié)論。?

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

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

在本發(fā)明的附加的改進(jìn)方式中，該裝置設(shè)置用于根據(jù)電磁反射系數(shù)的符號/正負(fù)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(jù)本發(fā)明的裝置優(yōu)選地以千兆赫范圍內(nèi)的頻率發(fā)射電磁波。?

本發(fā)明還給出用于車輛的具有根據(jù)本發(fā)明的裝置的安全和/或駕駛員輔助系統(tǒng)。安裝系統(tǒng)和/或駕駛員輔助系統(tǒng)中的根據(jù)本發(fā)明的裝置允許主動調(diào)節(jié)車的行駛性能并確保更可靠的行駛。?