车辆涉水探测系统及车辆的制作方法

本实用新型涉及汽车技术领域，特别涉及一种车辆涉水探测系统及车辆。

背景技术：

为了使驾驶员了解到车辆涉水深度，在车上安装用来探测水情的传感器，可以有效提高车辆涉水过程的安全性，相关技术中，如中国专利申请号为201380014395.4所公开的一种能够探测车辆涉水时水深的系统，该探测车辆涉水时水深的系统，采用安装在后视镜上的水位传感器探测后视镜位置沿车身竖直方向的水面高度，并结合车身姿态和底盘高度等信息，计算得到车头或者车尾处的水深。这种探测车辆涉水时水深的系统，存在以下缺点：探测的是如车头沿车身方向向下的水深，并不是实际的水深，尤其在坡度较大时，误差很大。另外，如专利CN 205719078所公开的技术方案，介绍了一种利用传感器测量当前位置处的水深，依据当前位置的水深计算第一距离处的水深，从而判断车辆是否处于安全涉水状态。由于第一距离在车辆倾斜时仍旧保持水平不变，同样会影响探测的准确性，尤其在坡度较大时，误差也会很大。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种车辆涉水探测方法，该方法可以准确、可靠地计算出车身目标位置沿垂直于水面方向的水深，如车头处的水深，这样，便可以根据水深判断车辆是否能够安全可靠地通过水坑等路面，保证了行车安全。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种车辆涉水探测方法，包括以下步骤：检测车身姿态；检测车身基准位置与水面之间的距离；获取车身目标位置与所述车身基准位置之间的位置关系信息；根据所述车身姿态、所述车身基准位置与水面之间的距离以及所述车身目标位置与所述车身基准位置之间的位置关系信息得到所述车身目标位置沿垂直于水面方向的水深。

进一步的，所述车身基准位置与水面之间的距离为所述车身基准位置沿车身竖直方向与水面之间的距离D，所述根据所述车身姿态、所述车身基准位置与水面之间的距离以及所述车身目标位置与所述车身基准位置之间的位置关系信息得到所述车身目标位置沿垂直于水面方向的水深，包括：根据所述车身俯仰角θ、车身目标位置沿车身竖直方向到地面的距离h3、所述车身目标位置与所述车身基准位置之间的距离L、车身基准位置沿车身竖直方向与水面之间的距离D、车身目标位置与所述车身基准位置之间的连线与车身水平线之间的夹角θ1得到车身基准位置沿车身竖直方向与水面之间的交点处的水深h2；根据所述车身基准位置沿车身竖直方向与水面之间的距离D、所述车身目标位置与所述车身基准位置之间的距离L、所述车身俯仰角θ、所述车身目标位置与所述车身基准位置之间的连线与车身水平线之间的夹角θ1得到所述车身基准位置沿车身竖直方向与水面之间的交点和所述车身目标位置的水平距离S；根据所述车身俯仰角θ、所述车身基准位置沿车身竖直方向与水面之间的交点处的水深h2、所述车身基准位置沿车身竖直方向与水面之间的交点和所述车身目标位置的水平距离S得到所述车身目标位置沿垂直于水面方向的水深d。

进一步的，所述车身基准位置与水面之间的距离为所述车身基准位置与水面之间的垂直距离h1；所述根据所述车身姿态、所述车身基准位置与水面之间的距离以及所述车身目标位置与所述车身基准位置之间的位置关系信息得到所述车身目标位置沿垂直于水面方向的水深，包括：根据所述车身俯仰角θ、所述车身基准位置与水面之间的垂直距离h1、所述车身基准位置沿车身竖直方向到地面的距离h得到所述车身目标位置沿垂直于水面方向与水面之间的交点处的水深h4；根据所述车身目标位置与所述车身基准位置之间的距离L、所述车身俯仰角θ、所述车身目标位置与所述车身基准位置之间的连线与车身水平线之间的夹角θ1得到所述车身基准位置与所述车身目标位置之间的水平距离S1；根据所述车身俯仰角θ、所述车身目标位置沿垂直于水面方向与水面之间的交点处的水深h4、所述车身基准位置与所述车身目标位置之间的水平距离S1得到所述车身目标位置沿垂直于水面方向的水深d。

进一步的，在得到所述车身目标位置沿垂直于水面方向的水深d之后，还包括：比较所述车身目标位置沿垂直于水面方向的水深d和水深报警阈值；根据比较结果确定是否触发涉水预警提示。

进一步的，所述水深报警阈值随所述车身姿态的变化而变化。

本实用新型的车辆涉水探测方法，只需要检测出车身姿态和检测车身基准位置与水面之间的距离，便可以准确、可靠地计算出车身目标位置沿垂直于水面方向的水深，如车头处的水深，这样，便可以根据水深判断车辆是否能够安全可靠地通过水坑等路面，保证了行车安全。

本实用新型的第二个目的在于提出一种车辆涉水探测系统，该系统可以准确、可靠地计算出车身目标位置沿垂直于水面方向的水深，如车头处的水深，这样，便可以根据水深判断车辆是否能够安全可靠地通过水坑等路面，保证了行车安全。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种车辆涉水探测系统，包括：车身姿态检测装置，以检测车身姿态；设置在车身基准位置的水位检测装置，以检测车身基准位置与水面之间的距离；处理器，所述处理器分别与所述车身姿态检测装置和所述水位检测装置相连，以根据所述车身姿态、所述车身基准位置与水面之间的距离以及所述车身目标位置与所述车身基准位置之间的位置关系信息得到所述车身目标位置沿垂直于水面方向的水深。

进一步的，所述车身基准位置与水面之间的距离为所述车身基准位置沿车身竖直方向与水面之间的距离D，所述处理器包括：第一计算单元，以根据所述车身俯仰角θ、车身目标位置沿车身竖直方向到地面的距离h3、所述车身目标位置与所述车身基准位置之间的距离L、车身基准位置沿车身竖直方向与水面之间的距离D、车身目标位置与所述车身基准位置之间的连线与车身水平线之间的夹角θ1得到车身基准位置沿车身竖直方向与水面之间的交点处的水深h2；第二计算单元，以根据所述车身基准位置沿车身竖直方向与水面之间的距离D、所述车身目标位置与所述车身基准位置之间的距离L、所述车身俯仰角θ、所述车身目标位置与所述车身基准位置之间的连线与车身水平线之间的夹角θ1得到所述车身基准位置沿车身竖直方向与水面之间的交点和所述车身目标位置的水平距离S；第一水深检测单元，所述第一水深检测单元分别与所述第一计算单元和所述第二计算单元相连，以根据所述车身俯仰角θ、所述车身基准位置沿车身竖直方向与水面之间的交点处的水深h2、所述车身基准位置沿车身竖直方向与水面之间的交点和所述车身目标位置的水平距离S得到所述车身目标位置沿垂直于水面方向的水深d。

进一步的，所述车身基准位置与水面之间的距离为所述车身基准位置与水面之间的垂直距离h1；所述处理器包括：第三计算单元，以根据所述车身俯仰角θ、所述车身基准位置与水面之间的垂直距离h1、所述车身基准位置沿车身竖直方向到地面的距离h得到所述车身目标位置沿垂直于水面方向与水面之间的交点处的水深h4；第四计算单元，以根据所述车身目标位置与所述车身基准位置之间的距离L、所述车身俯仰角θ、所述车身目标位置与所述车身基准位置之间的连线与车身水平线之间的夹角θ1得到所述车身基准位置与所述车身目标位置之间的水平距离S1；第二水深检测单元，所述第二水深检测单元分别与所述第三计算单元和所述第四计算单元相连，以根据所述车身俯仰角θ、所述车身目标位置沿垂直于水面方向与水面之间的交点处的水深h4、所述车身基准位置与所述车身目标位置之间的水平距离S1得到所述车身目标位置沿垂直于水面方向的水深d。

进一步的，还包括：调节器，所述调节器与所述水位检测装置相连，以调节所述水位检测装置的探测角度。

进一步的，所述处理器包括：比较单元，以比较所述车身目标位置沿垂直于水面方向的水深d和水深报警阈值；涉水触发单元，所述涉水触发单元与所述比较单元相连，以根据比较结果确定是否触发涉水预警提示。

进一步的，还包括：提示装置，所述提示装置与所述涉水触发单元相连，以向驾驶员发出涉水预警提示。

进一步的，所述提示装置包括光报警器和/或声音报警器。

进一步的，所述车身姿态检测装置为陀螺仪、加速度传感器和角度传感器的组合。

进一步的，还包括：存储器，所述存储器与所述处理器相连，所述存储器存储所述车身基准位置与水面之间的距离以及所述车身目标位置与所述车身基准位置之间的位置关系信息。

所述的车辆涉水探测系统与上述的车辆涉水探测方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本实用新型的第三个目的在于提出一种车辆，该车辆可以准确、可靠地计算出车身目标位置沿垂直于水面方向的水深，如车头处的水深，这样，便可以根据水深判断车辆是否能够安全可靠地通过水坑等路面，保证了行车安全。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种车辆，设置有如上述任意一个实施例所述的车辆涉水探测系统。

所述的车辆与上述的车辆涉水探测系统相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型一个实施例所述的车辆涉水探测方法的流程图；

图2为本实用新型一个实施例所述的车辆涉水探测方法中车辆前倾状态进行涉水探测的示意图；

图3为本实用新型另一个实施例所述的车辆涉水探测方法中车辆前倾状态进行涉水探测的示意图；

图4为本实用新型一个实施例所述的车辆涉水探测系统的结构框图。

附图标记说明：

车辆涉水探测系统400、车身姿态检测装置410、水位检测装置420、处理器430。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

图1是根据本实用新型一个实施例的车辆涉水探测方法的流程图。

如图1所示，根据本实用新型一个实施例的车辆涉水探测方法，包括如下步骤：

S101：检测车身姿态。

其中，车身姿态可以是车辆的侧倾和/或俯仰等数据(如车身的侧倾角、俯仰角)。其中，侧倾指的是围绕车辆的纵向轴线旋转的角度，俯仰是围绕车辆的横向轴线的旋转的角度。需要说明的是，车身姿态的测量通常为车身相对于水平轴线或平面的角度。

S102：检测车身基准位置与水面之间的距离。

例如：通过设置在车辆的外反光镜所在的位置的水位传感器检测得到车身基准位置与水面之间的距离。水位传感器为但不限于超声波传感器(简称传感器)。如图2和图3所示，传感器设置在车辆的外反光镜上。

车身基准位置例如为车辆的外反光镜所在的位置(如图2所示的车辆的外反光镜所在的位置)。

在本实用新型的一个实施例中，如图2所示，车身基准位置与水面之间的距离可以是车身基准位置沿车身竖直方向与水面之间的距离D。当然，在本实用新型的其它示例中，如图2和3所示，车身基准位置与水面之间的距离也可以是车身基准位置与水面之间的垂直距离h1。

需要说明的是，水位传感器通常设置为沿车身竖直方向向下进行检测，即：通常检测车身基准位置沿车身竖直方向与水面之间的距离D。如果设置为随时沿垂直于水面方向向下检测，即：随时检测车身基准位置与水面之间的垂直距离h1，则可以为水位传感器配置一个调节机构，如电机，电机带动水位传感器，从而使水位传感器时刻沿垂直于水面方向向下检测。电机驱动其动作的距离由车身姿态决定。

S103：获取车身目标位置与所述车身基准位置之间的位置关系信息。

车身目标位置(如图2和图3中的位置1)例如为对应于发动机进气口的位置(即：车头)，也可以理解为发动机进气口所在的位置，也可以是车辆排气口的位置，即：车尾部。

需要说明的是，发动机进气口的位置作为车身目标位置仅是示例性的，在本实用新型的其它示例中，也可以根据具体情况选择其它适合的位置作为车身目标位置。以发动机进气口的位置作为车身目标位置其目的是为了避免水进入发动机内，即：如果水位超过发动机进气口，则发动机会进水导致出现故障。

由于车身目标位置(位置1)和车身基准位置(外反光镜所在的位置)是预先规定好的，因此，车身目标位置(位置1)和车身基准位置(外反光镜所在的位置)之间的位置关系可以预先测量得到。例如：如图2和图3所示，车身目标位置沿车身竖直方向到地面的距离h3、车身目标位置与车身基准位置之间的距离L、车身目标位置与车身基准位置之间的连线与车身水平线之间的夹角θ1、车身基准位置沿车身竖直方向到地面的距离h等位置关系信息均可以预先测量得到。

S104：根据车身姿态、车身基准位置与水面之间的距离以及车身目标位置与车身基准位置之间的位置关系信息得到车身目标位置沿垂直于水面方向的水深。

如图2所示，车身基准位置与水面之间的距离以车身基准位置沿车身竖直方向与水面之间的距离D为例。则根据车身姿态、车身基准位置与水面之间的距离以及车身目标位置与车身基准位置之间的位置关系信息得到车身目标位置沿垂直于水面方向的水深，包括：

1、根据所述车身俯仰角θ、车身目标位置沿车身竖直方向到地面的距离h3、所述车身目标位置与所述车身基准位置之间的距离L、车身基准位置沿车身竖直方向与水面之间的距离D、车身目标位置与所述车身基准位置之间的连线与车身水平线之间的夹角θ1得到车身基准位置沿车身竖直方向与水面之间的交点处的水深h2。

2、根据所述车身基准位置沿车身竖直方向与水面之间的距离D、所述车身目标位置与所述车身基准位置之间的距离L、所述车身俯仰角θ、所述车身目标位置与所述车身基准位置之间的连线与车身水平线之间的夹角θ1得到所述车身基准位置沿车身竖直方向与水面之间的交点和所述车身目标位置的水平距离S。

3、根据所述车身俯仰角θ、所述车身基准位置沿车身竖直方向与水面之间的交点处的水深h2、所述车身基准位置沿车身竖直方向与水面之间的交点和所述车身目标位置的水平距离S得到所述车身目标位置沿垂直于水面方向的水深d。如图2所示：

h2＝(h3+L·sinθ1-D)/cosθ；

S＝D·sinθ+L·cos(θ+θ1)；

因此，d＝h2+S·tanθ，进而，确定出车身目标位置沿垂直于水面方向的水深d。

当然，在本实用新型的其它示例中，车身基准位置与水面之间的距离以车身基准位置与水面之间的垂直距离h1为例。如图3所示，则根据车身姿态、车身基准位置与水面之间的距离以及车身目标位置与车身基准位置之间的位置关系信息得到车身目标位置沿垂直于水面方向的水深，包括：

1、根据所述车身俯仰角θ、所述车身基准位置与水面之间的垂直距离h1、所述车身基准位置沿车身竖直方向到地面的距离h得到所述车身目标位置沿垂直于水面方向与水面之间的交点处的水深h4。

2、根据所述车身目标位置与所述车身基准位置之间的距离L、所述车身俯仰角θ、所述车身目标位置与所述车身基准位置之间的连线与车身水平线之间的夹角θ1得到所述车身基准位置与所述车身目标位置之间的水平距离S1。

3、根据所述车身俯仰角θ、所述车身目标位置沿垂直于水面方向与水面之间的交点处的水深h4、所述车身基准位置与所述车身目标位置之间的水平距离S1得到所述车身目标位置沿垂直于水面方向的水深d。如图3所示：

h4＝h/cosθ-h1；

S1＝L·cos(θ+θ1)；

因此，d＝h4+S1·tanθ，进而，确定出车身目标位置沿垂直于水面方向的水深d。

根据本实用新型实施例的车辆涉水探测方法，只需要检测出车身姿态和检测车身基准位置与水面之间的距离，便可以准确、可靠地计算出车身目标位置沿垂直于水面方向的水深，如车头处的水深，这样，便可以根据水深判断车辆是否能够安全可靠地通过水坑等路面，保证了行车安全。

在本实用新型的一个实施例中，在得到车身目标位置沿垂直于水面方向的水深d之后，还包括：比较车身目标位置沿垂直于水面方向的水深d和水深报警阈值；根据比较结果确定是否触发涉水预警提示。其中，水深报警阈值随车身姿态的变化而变化。水深报警阈值指车身目标位置沿垂直于水面方向到地面的距离，如图2和图3所示，水深报警阈值为h3/cosθ。

即：可以根据车身目标位置沿垂直于水面方向的水深d判断出如发动机进气口是否存在进水的风险。例如：当d接近于水深报警阈值时进行报警，以及时提示驾驶员。也就是说，如果d接近于水深报警阈值时进行报警，则说明发动机进气口存在被水淹没的风险，因此，触发涉水预警提示，以提示驾驶员发动机进气口存在进水风险，以便驾驶员采取必要的应对措施以保证车辆和人员安全。

根据本实用新型实施例的车辆涉水探测方法，可以准确、可靠地计算出车身目标位置沿垂直于水面方向的水深，如车头处的水深，这样，便可以根据水深判断车辆是否能够安全可靠地通过水坑等路面，保证了行车安全。

图4是根据本实用新型一个实施例的车辆涉水探测系统的结构框图，如图4所示，根据本实用新型一个实施例的车辆涉水探测系统400，包括：车身姿态检测装置410、水位检测装置420和处理器430。

其中，车身姿态检测装置410用于检测车身姿态，车身姿态检测装置410例如为陀螺仪、加速度传感器和角度传感器等的组合。水位检测装置420设置在车身基准位置，以检测车身基准位置与水面之间的距离，水位检测装置420例如为水位传感器，如超声波传感器。处理器430分别与车身姿态检测装置410和所述水位检测装置420相连，以根据所述车身姿态、所述车身基准位置与水面之间的距离以及所述车身目标位置与所述车身基准位置之间的位置关系信息得到所述车身目标位置沿垂直于水面方向的水深。

其中，所述车身目标位置与所述车身基准位置之间的位置关系信息可以预先存储，当需要时，处理器430调取即可，例如：车辆涉水探测系统还包括：存储器(图4中没有示出)，存储器与所述处理器430相连，所述存储器存储所述车身基准位置与水面之间的距离以及所述车身目标位置与所述车身基准位置之间的位置关系信息。

另外，车身姿态检测装置为但不限于陀螺仪、加速度传感器和角度传感器的组合。

在本实用新型的一个实施例中，所述车身基准位置与水面之间的距离为所述车身基准位置沿车身竖直方向与水面之间的距离D，所述处理器包括：第一计算单元，以根据所述车身俯仰角θ、车身目标位置沿车身竖直方向到地面的距离h3、所述车身目标位置与所述车身基准位置之间的距离L、车身基准位置沿车身竖直方向与水面之间的距离D、车身目标位置与所述车身基准位置之间的连线与车身水平线之间的夹角θ1得到车身基准位置沿车身竖直方向与水面之间的交点处的水深h2；第二计算单元，以根据所述车身基准位置沿车身竖直方向与水面之间的距离D、所述车身目标位置与所述车身基准位置之间的距离L、所述车身俯仰角θ、所述车身目标位置与所述车身基准位置之间的连线与车身水平线之间的夹角θ1得到所述车身基准位置沿车身竖直方向与水面之间的交点和所述车身目标位置的水平距离S；第一水深检测单元，所述第一水深检测单元分别与所述第一计算单元和所述第二计算单元相连，以根据所述车身俯仰角θ、所述车身基准位置沿车身竖直方向与水面之间的交点处的水深h2、所述车身基准位置沿车身竖直方向与水面之间的交点和所述车身目标位置的水平距离S得到所述车身目标位置沿垂直于水面方向的水深d。

在本实用新型的一个实施例中，所述车身基准位置与水面之间的距离为所述车身基准位置与水面之间的垂直距离h1；所述处理器包括：第三计算单元，以根据所述车身俯仰角θ、所述车身基准位置与水面之间的垂直距离h1、所述车身基准位置沿车身竖直方向到地面的距离h得到所述车身目标位置沿垂直于水面方向与水面之间的交点处的水深h4；第四计算单元，以根据所述车身目标位置与所述车身基准位置之间的距离L、所述车身俯仰角θ、所述车身目标位置与所述车身基准位置之间的连线与车身水平线之间的夹角θ1得到所述车身基准位置与所述车身目标位置之间的水平距离S1；第二水深检测单元，所述第二水深检测单元分别与所述第三计算单元和所述第四计算单元相连，以根据所述车身俯仰角θ、所述车身目标位置沿垂直于水面方向与水面之间的交点处的水深h4、所述车身基准位置与所述车身目标位置之间的水平距离S1得到所述车身目标位置沿垂直于水面方向的水深d。

需要说明的是，车身基准位置与水面之间的垂直距离h1也可以是通过水位检测装置420检测得到，通常而言，水位检测装置420被设置为沿车身竖直方向探测。为了使水位检测装置420能够探测车身基准位置与水面之间的垂直距离h1，车辆涉水探测系统还包括：调节器(图4中没有示出)，所述调节器与所述水位检测装置420相连，以调节所述水位检测装置420的探测角度。

另外，车身基准位置与水面之间的垂直距离h1也可以是计算得到的，例如：h1＝D*COSθ，只需要通过水位检测装置420按照上述实施例的方式检测到车身基准位置沿车身竖直方向与水面之间的距离D，然后根据车身基准位置沿车身竖直方向与水面之间的距离D以及车身俯仰角θ便可以计算出车身基准位置与水面之间的垂直距离h1。

具体地说，调节器可以包括一个电机，电机可以根据车身姿态，如车身的俯仰角等自动调节水位检测装置420的探测角度，只要保证使其能够始终垂直向下探测即可。

在本实用新型的一个实施例中，所述处理器430包括：比较单元，以比较所述车身目标位置沿垂直于水面方向的水深d和水深报警阈值；涉水触发单元，所述涉水触发单元与所述比较单元相连，以根据比较结果确定是否触发涉水预警提示。

进一步地，车辆涉水探测系统还包括：提示装置(图4中没有示出)，所述提示装置与所述涉水触发单元相连，以向驾驶员发出涉水预警提示。提示装置例如为光报警器和/或声音报警器，如通过闪光灯等进行提示，或者通过喇叭报警等。

根据本实用新型实施例的车辆涉水探测系统，只需要检测出车身姿态和检测车身基准位置与水面之间的距离，便可以准确、可靠地计算出车身目标位置沿垂直于水面方向的水深，如车头处的水深，这样，便可以根据水深判断车辆是否能够安全可靠地通过水坑等路面，保证了行车安全。

需要说明的是，本实用新型实施例的车辆涉水探测系统的具体实现方式与本实用新型实施例中的车辆涉水探测方法的具体实现方式类似，具体请参见方法部分的描述，为了减少荣誉，此处不做赘述。

进一步地，本实用新型的实施例公开了一种车辆，包括：上述任意一个实施例的车辆涉水探测系统。该车辆只需要检测出车身姿态和检测车身基准位置与水面之间的距离，便可以准确、可靠地计算出车身目标位置沿垂直于水面方向的水深，如车头处的水深，这样，便可以根据水深判断车辆是否能够安全可靠地通过水坑等路面，保证了行车安全。

另外，根据本实用新型实施例的车辆的其它构成以及作用对于本领域的普通技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，此处不做赘述。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。