用于确定车辆速度的装置和方法与流程

本发明涉及一种用于确定车辆速度的装置和方法，尤其涉及基于环境物体参考的车辆速度评估。

背景技术：

传统的车辆电子制动系统通常配备有轮速传感器，以根据车轮滑移控制制动力，以在制动操作期间保证期望的车轮滑移。这种电子系统用于行车制动器以及电子驻车制动器。最佳车轮滑移保证了有效的制动性能，同时保持了车辆的稳定性。然而，这种系统的性能取决于正确评估车辆速度的能力。然而，仅基于轮速通常不能精确地确定滑移。为了提高车速确定的准确性，可使用全球定位系统(gps)或附加速度计。

例如，de102009053817b4描述了一种滑移控制制动系统，其使用gps信号进行车速估计。同样，de2365414公开了一种系统，该系统使用指向道路的雷达单元来评估车辆速度。其他已知的系统使用与车轮相关的各个车轴上的另外的速度传感器，以确定轮速和车辆速度。尽管考虑附加的gps信号改善了情况，但是使用传统技术进行精确定位非常困难且通常是不可能的。此外，不稳定的卫星连接可能显着降低可用性，从而损害这些系统的可靠性。

其他已知的系统基于第五轮，多普勒传感器或其他特定专用的传感器。然而，其他附加的部件使这些系统更复杂并产生额外的成本。

因此，需要一种简单的系统来独立于转速传感器确定车辆的速度。

技术实现要素：

上述问题中的至少一些通过根据权利要求1或权利要求12的用于确定车辆速度的装置或方法以及根据权利要求11的车辆解决。从属权利要求涉及所要求保护的主题的其他特别有利的实施方式。

本发明涉及一种用于确定车辆速度的装置。该车辆包括一个或多个传感器，所述传感器配置成能确定到车辆环境中的物体的距离或物体的相对速度。该装置包括数据接口和处理模块。数据接口配置成能接收来自所述一个或多个传感器的传感器数据，其中，所述传感器数据指示到物体的距离和/或物体的相对速度。处理模块配置成能：(i)基于所接收的传感器数据确定物体的运动状态，以及(ii)基于所确定的运动状态和所接收的传感器数据确定车辆的速度。

“相对速度”是指车辆相对于物体的速度。术语“传感器”应被广义地解释，且包括能够获得关于车辆的任何状态或车辆周围的信息的任何单元。所述一个或多个传感器可以是传感器模块或各种类型的分布式传感器的网络。因此，这些传感器能够使传感器数据在车辆的网络内可用于各种控制单元。所述一个或多个传感器或传感器模块不必实现为集成单元，而是也可以是传感器网络的一部分。应理解，所述一个或多个传感器可不必是该装置的一部分。为了实现期望的效果，仅需要该装置能够接收传感器数据。

可选地，处理模块配置成能导出物体的速度作为运动状态。特别地，处理模块可能够确认或确定物体是静止的或不移动的(例如建筑物)。

本发明的实施例尤其可使用车辆中已经存在的传感器。例如，所有类型的驾驶员辅助系统通常包括能够测量物体相对于车辆的速度值的传感器。因此，所述一个或多个传感器可包括以下传感器中的至少一个：雷达，lidar(激光雷达)传感器，碰撞缓解系统的传感器，跟随距离控制系统的传感器(控制车辆在特定距离范围内跟随另一车辆的系统)和盲点监测系统的传感器。因此，该装置的处理模块可配置成能基于所接收的传感器数据确定车辆和物体之间的相对速度。

另外，所述一个或多个传感器可包括以下中的至少一个：全球定位系统，信息存储器，用于摄取物体图像的摄像机。因此，该装置的数据接口可配置成能接收包括以下中的至少一个的另外的输入数据：来自全球定位系统的车辆位置数据，存储在信息存储器中的物体识别数据，由摄像机或其他传感器摄取的物体图像。因此，处理模块可配置成能基于另外的输入数据导出运动状态。

信息存储器可存储关于车辆环境的制图信息。例如，地图数据可存储在信息存储器中，其中，静态物体被指示为沿着车辆路径的可能的候选物体。该制图信息可用于识别车辆周围的检测到的物体。例如，可使用雷达或lidar来检测车辆环境中的任何物体。然后，作为下一步骤，处理模块可配置成能确定到物体的距离并将物体识别为已经在制图材料中指示的物体。因此，制图信息可指示可使用车辆中的传感器检测的已知位置处的可能候选物体。制图材料不仅可包括建筑物、街道、桥梁或其他地标，还可包括树木、交通标志、道路标记、防撞栏、车道标记或可用于本发明的速度测量的其他物体。

数据接口可以可选地配置成能接收车辆环境的制图数据，且处理模块可配置成能基于制图数据、例如基于制图数据中包含的物体导出运动状态和/或识别物体。

可选地，数据接口还可配置成能接收由传感器中的一个摄取的物体图像，且处理模块可配置成能对摄取图像执行图像识别以确定摄取图像中所描绘的物体的形状或形式，以及识别、辨认或归类物体。图像不仅可由摄像机摄取，还可由其他传感器(例如特定雷达或lidar系统)摄取。特别地，相关物体可以是由金属制成的物体或包括金属的物体，例如容易反射雷达信号的桥梁、建筑物或交通标志。然而，本发明不应限于这些特定物体。相反，树木或甚至其他车辆也可用作物体，可通过使用车辆中的传感器相对于该物体来确定相对速度。

所述一个或多个传感器还可包括以下运动传感器中的至少一个：轮速传感器，里程表传感器，传动轴速度传感器，发动机速度传感器。因此，处理单元可配置成能监视运动传感器以确定车辆的速度。可在至少一些时间段内持续地执行监视。

可选地，处理模块还配置成能识别车辆在移动时接续地经过的一系列物体。处理模块还可配置成能接续地(i)基于所接收的传感器数据确定所述一系列物体的运动状态，以及(ii)基于所确定的运动状态和所接收的传感器数据来确定车辆的速度，以能够持续确定车辆的速度。

可选地，处理模块还配置成：能基于对车辆相对于一个或多个物体的距离和/或速度的持续监视来判断所接收的传感器信息是否可靠。

可选地，处理模块还配置成：能将所确定的车辆速度提供给以下控制单元中的至少一个：车轮滑移控制单元，加速控制单元，减速控制单元，用于检查里程表速度的合理性的单元和/或车辆的定位单元。

本发明还涉及一种车辆(例如商用车辆)，其具有先前限定的装置中的一个和至少一个以下传感器：雷达，lidar传感器，碰撞缓解系统的传感器，跟随距离控制系统的传感器，盲点监测系统的传感器，全球定位系统，信息存储器，用于摄取物体图像的摄像机，轮速传感器，里程表传感器，传动轴速度传感器，发动机速度传感器。

本发明还涉及一种用于确定车辆速度的方法，其中，所述车辆包括一个或多个传感器，所述传感器配置成能确定到车辆环境中的物体的距离或物体的相对速度。该方法包括以下步骤：接收来自一个或多个传感器的传感器数据，其中，所述传感器数据指示到物体的距离和/或物体的速度；基于所接收的传感器数据确定物体的运动状态；以及基于所确定的运动状态和所接收的传感器数据确定车辆的速度。

该方法还可在软件或计算机程序产品中实现。因此，本发明还涉及一种计算机程序产品，其具有存储在其上的程序代码，用于当计算机程序在计算机或处理器上执行时执行上述方法。另外，先前结合装置描述的所有功能可实现为另外的方法步骤，且可在软件或软件模块中实现。

与已知系统相比，基于gps信息和/或基于轮速信息，这些实施例提供了允许更精确地确定车辆速度的优点。此外，这些实施例允许甚至在恶劣的环境条件(如雨天或雪天)期间确定车辆速度，在所述恶劣的环境条件下，制动动作经常导致关于瞬时车辆速度的不确定性(由于滑移的增加)。另一优点是不需要传统速度检测系统中已知的附加传感器。

附图说明

以下将仅通过示例且参考附图来描述系统和/或方法的一些示例，其中：

图1示出了具有根据本发明实施例的装置的车辆；

图2示出了根据本发明实施例的用于确定车辆速度的方法的流程图；

图3示出了在本发明的其他实施例中实现的其他可选功能。

具体实施方式

图1示出了具有一个或多个传感器50和装置100的示例性商用车辆10。装置100适合于确定车辆10的速度，且一个或多个传感器50配置成能确定到车辆10的环境中的物体60的距离“d”或物体60的相对速度。装置100包括数据接口110，其配置成能接收来自一个或多个传感器50的传感器数据115。传感器数据115指示到物体60的距离“d”和/或物体60的相对速度。装置100还包括处理模块120，其配置成能：

(i)基于所接收的传感器数据115确定物体60的运动状态，以及

(ii)基于所确定的运动状态和所接收的传感器数据115确定车辆10的速度。

应当理解，车辆10和传感器50都不必是装置100的一部分。然而，根据另外的实施例，装置100本身可以可选地包括一个或多个自己的传感器。还应理解，装置100可在车辆10中存在的控制单元之一中实施。保证所限定的功能的实施方式可依赖于安装在控制单元上的软件。

因此，装置100可以是车辆10的电子控制系统的一部分，其包括相对于车辆10的运动测量到车辆10的环境中的至少一个物体60的距离“d”和/或至少一个物体60的速度的传感器组(一个或多个传感器50)。例如，当物体60被归类为非移动物体60时，车辆10的速度被确定为由传感器组相对于物体60测量的车辆10的速度。

图2示出了用于确定车辆10的速度的相应方法的流程图。该方法包括接收s110来自一个或多个传感器50的传感器数据115，其中，传感器数据115指示到物体60的距离“d”和/或物体60的相对速度。该方法还包括基于所接收的传感器数据115确定s120物体60的运动状态，以及基于所确定的运动状态和所接收的传感器数据115确定s130车辆10的速度。

应当理解，结合装置100描述的所有功能都可实施为另外的可选方法步骤。

传感器组50可包括雷达和/或摄像机和/或lidar传感器。这些传感器可以是碰撞缓解或跟随距离控制或盲点监测的一部分。

通过与车辆速度相比持续监视物体60，可将物体60的运动状态归类为不移动或移动。持续监视使用例如至少一个轮速传感器和/或里程表传感器和/或传动轴速度传感器和/或发动机速度传感器和/或gps传感器来识别物体60的运动状态。可选地，这些传感器数据仅在传感器信息可靠时使用。可靠性测试可依赖于对来自不同类型的传感器的结果的交叉检查或通过比较预定时间段内的结果来进行。

根据另外的实施例，所确定的车辆速度可用于以下控制中的至少一个：车轮滑移控制，加速控制，减速控制，里程表速度的合理性检查，车辆10的定位。

实施例提供的优点是可采用车辆10上已经可提供的可靠的传感器以用于不同的目的。例如，碰撞缓解系统、前方距离控制系统和盲点监测系统包括能够精确地测量车辆10相对于车辆10周围的一个或多个物体60的位置和速度的传感器。这些物体60中的至少一些是静止的，而其他物体60能够移动而暂时不移动(如停止的车辆)，而另外的其他物体60当前正在移动。

将物体60归类为非移动物体的可靠方式是识别物体60的类型。为此，可通过测量或检测物体60的形状或形式来确定物体60的运动状态，从而得到的数据适合于将物体60识别为标准静态物体(例如，道路上的桥)。例如，环境检测传感器、比如摄像机、激光扫描仪或一些雷达系统能够确定物体60的形状和形式，从而允许关于物体60的自然行为(它们是否移动，或它们是否可移动或是否是静止的)归类物体60。

根据实施例，可持续地执行这些物体60的检测和监视，其中，为这些物体60导出跟踪数据。例如，一旦确定物体60不移动(例如，桥或建筑物)，只要物体60在检测范围内可见，装置就能够保持该信息。

在物体60不能通过其形状或形式确定的情况下(例如由于低水平的可用信息)，物体60到车辆10的测量的相对速度仍然足以确定物体60的运动状态。在这种情况下，车辆10的传统速度源可用于验证物体60的相对速度等于(或不等于)车辆速度，这意味着物体60是不移动物体。只要用于确定相对速度的速度源对于此目的是可靠的，该结论就可得出。这意味着gps卫星连接和速度估计是稳定的，或当车轮滑移接近零时及时抓取了由轮速传感器提供的传感器信息。一旦装置确认了这种状态，就可确定物体60的运动状态是不移动的，且当速度源不再可靠时，该信息可保持一段时间。此时，物体60和车辆10的相对速度将保持之前确定的较可靠的车速。

图3更详细地示出了确定车速的所述功能/动作。在起动状态下，装置100可监测车辆10的环境并扫描待检测的新物体60(参见状态210)。如果检测到新物体60，则装置100解决是否可识别物体60的类型的问题(状态220)。如果可识别，则在状态230，装置100询问物体60是否是不移动的，在这种情况下，车辆速度在状态270被确定为到物体60的相对速度。只要物体60可见，该结论就可保持。因此，只要装置100能够确认物体60保持可见(状态280)，所确定的相对速度就仍是车速。

如果在状态220无法识别物体60，则装置100在状态240询问gps速度是否可靠。如果可靠，则装置100再次在状态230解决物体60是否不移动的问题，在这种情况下，再次确定车速是到物体60的相对速度(状态270)。如果确定gps速度信号不可靠(状态240)，则装置在状态250确定连接到轴的车轮速度传感器是否可靠，在这种情况下系统继续确定物体60是否是不移动的(在状态230)。如果被确认是不移动的，则车速在状态270再次被确定为到物体60的相对速度。在状态210处没有检测到物体和/或在状态250处确定轮速传感器不可靠，可确定车速信息不可用(状态260)。

在此之后或如果没有其他不移动物体60可见，则该过程可在状态300结束。

实际上，可如下使用实施例。在制动之前，在滑移值接近零时，通过将不移动物体60的相对速度与轮速进行比较来捕获不移动物体60。例如，当制动导致滑移值不再为零，从而导致关于实际车辆速度的不确定性时，相对速度可由环境检测传感器50测量，且之后用作车辆速度。

应当理解，任何定义的功能都可使用专用硬件来提供，比如能够执行与适当软件相关联的软件的硬件控制单元。因此，当计算机程序在计算机或处理器上执行时，根据本发明的方法也可以具有用于执行该方法的程序代码的计算机程序的形式实施。

此外，本文中描述为“模块”的任何实体均可对应于或实施为“一个或多个模块”、“一个或多个装置”、“一个或多个单元”等。

说明书和附图仅说明了本公开的原理。因此，应当理解，本领域技术人员将能够设计出各种布置，这些布置虽然未在本文中明确描述或示出，但仍体现了本公开的原理且包括在其范围内。

此外，尽管每个实施例均可独立地作为单独的示例，但应当注意，在其他实施例中，可不同地组合所定义的特征，即，在一个实施例中描述的特定特征也可在其他实施例中实施。这些组合由本文的公开内容涵盖，除非声明特定组合不是预期的。

附图标记列表

10车辆

50传感器

60物体

100装置

110数据接口

115接收的传感器数据

120处理模块

d车辆与物体之间的距离