用于求取车道表面上的水的固态形式的方法和设备技术

本发明专利技术涉及一种用于求取车道表面(70)上的水的固态形式的方法和设备。该方法包括下述步骤：运输器具(80)的光学传感器(30)的光源的光以预限定角度发射到车道表面(70)上，其中，所述光源设置为用于发射具有至少两个彼此有偏差的预限定波长或预限定波长范围的光，接收所述光学传感器(30)的光探测器的信号，所述信号代表所发射的光的通过所述车道表面(70)散射回到所述光学传感器(30)的部分的强度，基于所述信号内的对于各个预限定波长或预限定波长范围的光强度的接收值的比例来求取车道表面上的水的固态形式，通过将所述信号的绝对值与第一预限定阈值进行比较和/或将所述信号的信噪比与第二预限定阈值进行比较，对所述车道表面上的水的固态形式进行分类，以及在所述运输器具(80)中使用所求取的关于所述水的固态形式的信息。形式的信息。形式的信息。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于求取车道表面上的水的固态形式的方法和设备


[0001]本专利技术涉及一种用于求取车道表面上的水的固态形式的方法和设备。

技术介绍

[0002]由现有技术已知用于运输器具的自动化驾驶或高度自动化行驶运行的系统，为了可靠地或安全地控制运输器具，所述系统尤其使用关于当前存在的环境条件的信息。为了确保安全的高度自动化行驶，例如有利的是，尽可能准确地求取待驶过的道路的摩擦系数。该摩擦系数尤其受到道路上出现的“中间介质”(即车道表面与运输器具的轮胎之间的介质)的影响，所述中间介质例如是水、雪、冰、树叶或者油。可以通过不同的传感器(例如摄像机、声学传感器、超声波传感器或者在红外范围中工作的光学传感器)对这些介质进行感测。在近红外范围(大约800nm
‑
3000nm)中工作的光学传感器可以以适合的方式分析评价多个波长的或波长范围的主动发射的光的漫反射和/或定向反射。这些探测到的波长或波长范围的区别在于，在这些波长或波长范围中，在所有聚集态(液态、冰、雪或者混合状态)中的水的光谱中存在不同强度突出的吸收线。由此可以区分干燥的道路与非干燥的道路，可以将各个中间介质分门别类为水的状态形式，甚至可以确定相应的中间介质的层厚度。为此，尤其通过比较、阈值或者机器学习方法对强度和强度关系进行分析评价。然而，基于这种光学感测原理，由于雪频谱与冰频谱的相似性，对被雪覆盖的和被冰覆盖的车道表面进行的、能有利地用于自动化驾驶的且可靠的区分容易导致错误分类。
[0003]DE 000002712199 C2描述一种用于警告机动车驾驶员道路光滑性的设备，其特征在于光源，通过该光源将确定波长的光辐射到车道表面上，在于接收器，通过该接收器能将被车道反射的光转换成相应的电信号，以及在于警告装置，通过该警告装置能使机动车驾驶员识别到在车道上结冰时产生的电信号。
[0004]DE 000004133359 C2描述一种用于测量存在于车道上的水层的厚度的方法和设备。为此，借助光源将具有红外光谱分量的光束发射到车道上。在处在近红外范围中的至少两个波长上选择性地扫描由车道反射的、在存在水层的情况下已穿透这个水层的光。水层的厚度由选择性扫描的散射回的光流的振幅确定，并且借助显示元件显示。
[0005]DE 000019506550 A1描述一种用于警告在交通路线上以及在所有类型的飞机和机器的不防霜冻的构件上由于已冻结的潮湿(
ü
berfrierende)和/或冻结不足的表面(unterfrorene)等光滑性形成引起的危险的方法和设备，所述方法和设备通过根据结晶度、在液态聚集态和/或固态聚集态中存在的分子结构对水的或表现得像水一样的可凝固的质子液体或者溶液的透射特性和反射特性进行光谱分析测量和计算机辅助的化学计量分析评价来实现。

技术实现思路

[0006]根据本专利技术的第一方面，提出一种用于求取车道表面上的水的固态形式的方法，所述方法尤其能够用于区分车道表面上的冰与雪。在根据本专利技术的方法的第一步骤中，运
输器具的光学传感器的光源的光以预限定角度发射到车道表面上。
[0007]该光源设置为用于发射具有至少两个彼此有偏差的预限定波长或预限定波长范围的光。在简化描述的意义上，术语“预限定波长范围”在下文中也用于代表“预限定波长”。光源可以包括单个发光器件或者多个发光器件。也就是说，为了至少两个预限定波长范围，光可以要么通过一个宽带发光器件(该发光器件包括至少两个预限定波长范围)要么通过多个窄带发光器件产生，其中，每个发光器件设置为用于在这些预限定波长范围中的对应预限定波长范围中发射光。
[0008]例如，运输器具可以是道路行驶工具(例如摩托车、乘用车、运输机、载重车)或者轨道行驶工具或者空中行驶工具/飞机或者水上行驶工具。例如，光学传感器的光源可以是激光光源或者LED光源，该LED光源尤其构造为用于发射近红外光，该近红外光的波长或波长范围优选在800nm至3000nm之间的范围中。此外，原则上还可以借助其他类型的光源和/或其他波长或波长范围来执行根据本专利技术的方法。只要通过传感器发射的光以上述预限定角度照射到车道表面上并且在光学传感器中可以至少按部分地接收光学传感器的光源的通过车道表面散射的光，光学传感器原则上可以布置在运输器具的任意位置上。例如，用于布置光学传感器的合适位置可以是在前挡泥板中或者在前挡泥板上的位置；或者是在运输器具的地板下区域中的位置，光学传感器可以紧固在该地板下区域上并且向下朝车道表面的方向定向。此外，光学传感器例如也可以布置在前挡泥板的下部区域中和/或在运输器具的车轮罩的区域中。光学传感器的关于车道表面的预限定角度(即通过光学传感器所发射的光照射到车道表面上的角度)，可以是10
°
与54
°
之间的角度，尤其是15
°
与35
°
之间的角度，并且优选是20
°
的角度。要指出的是，对于光学传感器的预限定角度的、在此提到的值在根据本专利技术方法的上下文中是能够有利地使用的值，但这些值在根据本专利技术方法的意义上不限于在此提到的值。尤其，通过使用大于或等于10
°
的角度，可以避免所发射的光在车道表面上的对于根据本专利技术的方法而言可能过高的直接反射部分，该过高的直接反射部分可以干扰对车道表面或对车道表面上的中间介质的感测。另外，光学传感器可以经由运输器具的车载电网在信息技术上与运输器具的根据本专利技术的分析评价单元连接，以便被分析评价单元操控和/或以便在根据本专利技术方法的意义上借助分析评价单元处理通过光学传感器所感测的信号。也就是说，这个步骤和根据本专利技术的下述方法步骤可以借助分析评价单元来执行。根据本专利技术的分析评价单元可以是运输器具的独立控制器的组成部分或者运输器具的现有控制器的组成部分。此外，分析评价单元也可以是光学传感器本身的组成部分。也就是说，通过传感器产生的信号可以以(经预处理的)原始值的形式传输给布置在传感器旁边的分析评价单元或者传输给布置在传感器内的分析评价单元。
[0009]在根据本专利技术的方法的第二步骤中，通过根据本专利技术的分析评价单元接收光学传感器的光探测器的信号，该信号代表所发射的光的通过车道表面散射回到光学传感器的部分的强度。通过光学传感器产生的信号可以以数字信号或者模拟信号的形式通过传感器输出。分析评价单元可以经由适合的数字信号接口或者模拟信号接口接收该信号，并且可以直接将数字信号并且在A/D转换之后将模拟信号保存在在内部和/或在外部地接到分析评价单元上的存储单元中用于下游处理。光探测器可以包括单个探测器或者多个探测器，其中，单个探测器可以是宽带探测器，该宽带探测器设置为用于接收至少两个预限定波长范围，而多个探测器可以设置为用于每个探测器分别接收预限定波长范围中的一个预限定波
长范围。
[0010]对于根据本专利技术的方法而言关键的是，通过光源和光探测器的合适组合，可以彼此独立地接收各个波长范围中的散射回的光的对应强度。这能够例如通过多个发光器件和对应数量的探测器的组合来实现。替本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于求取车道表面(70)上的水的固态形式的方法，所述方法包括下述步骤：
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运输器具(80)的光学传感器(30)的光源的光以预限定角度发射(100)到所述车道表面(70)上，其中，所述光源设置为用于，发射具有至少两个彼此有偏差的预限定波长或预限定波长范围的光，
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接收(200)所述光学传感器(30)的光探测器的信号，所述信号代表所发射的光的通过所述车道表面(70)散射回到所述光学传感器(30)的部分的强度，
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基于所述信号内的对于各个预限定波长或预限定波长范围的光强度的接收值的比例来求取(300)车道表面(70)上的水的固态形式，
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通过
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将所述信号的绝对值与第一预限定阈值进行比较，和/或
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将所述信号的信噪比与第二预限定阈值进行比较，对所述车道表面(70)上的水的固态形式进行分类(400)，以及
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在所述运输器具(80)中使用(500)所求取的关于所述水的固态形式的信息。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述光源：
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包括单个或者多个发光器件，和/或
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是激光光源或者LED光源，和/或
‑
构造为用于发射近红外光，所述近红外光的波长优选在800nm至3000nm之间的范围中。3.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述运输器具(80)的光学传感器(30)关于所述车道表面(70)的预限定角度是10
°
与54
°
之间的角度，尤其是15
°
与35
°
之间的角度，并且优选是20
°
的角度。4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，在将所述信号的绝对值与所述第一预限定阈值进行比较时，附加地考虑关于所述运输器具(80)的底盘的当前压低程度的信息。5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，附加地基于所述运输器具(80)的其他传感器(40)对所述车...

【专利技术属性】
技术研发人员：W，
申请(专利权)人：罗伯特，
类型：发明
国别省市：