在车辆中前瞻性地确定道路状态的方法和光束传感器模块的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于在车辆中前瞻性地确定道路状态的方法，以及一种根据权利要求7的前序部分的用于在车辆中前瞻性地确定道路状态的光束传感器模块。
【背景技术】
[0002]在现有技术中对于机动车领域已经已知了多种不同的用于检测环境的传感器系统。借助于该传感器系统例如可以识别其它车辆、道路标志牌或车道边界。作为传感器，在此经常使用摄像机传感器、激光雷达传感器、激光传感器或雷达传感器。这样检测的环境信息还可以用于与安全性相关的干预，例如自主的制动-或转向干预。此外还已知首先确定车辆状态的车辆传感器，并且该车辆传感器也能够实现对于环境条件的推断，例如倾斜度传感器。
[0003]在此，DE 10 2007 062 203 Al公开了一种用于在机动车加速期间确定在机动车轮胎与车行道的表面之间的摩擦系数值的方法。在此，在使用模型的情况下确定第一摩擦系数值参数，其中，预设在第一摩擦系数值参数与机动车轮胎的根据驱动确定的打滑之间的函数关系。此外，由在机动车轮胎的纵向力与垂直力之间的商确定第二摩擦系数值参数并最终借助于递归的评估算法由第一和第二摩擦系数值参数确定摩擦系数值。打滑在此由旋转的车轮速度确定，纵向力由确定的发动机力矩确定，而垂直力由纵向加速度和横向加速度确定。旋转的车轮速度又通常借助于ABS传感装置确定。
[0004]在DE 10 2009 008 959中公开了一种用于导航和/或驾驶员辅助的车辆系统。该车辆系统为驾驶员提供关于所谓的虚拟水平线的环境信息，其中也提到借助于传感器检测到的环境信息，该环境信息允许对道路状态作出推断。此外可以例如在制动过程中借助于电子制动系统识别较低的摩擦系数值。通过雨水传感器或通过刮水器的致动可以识别出湿度。道路的潜在可能的结冰可以例如由接近于冰点的温度和经过桥梁的组合识别出。
[0005]DE 10 2012 203 187 Al描述了一种用于预告和适应机动车的运动轨迹的方法，用于辅助驾驶员完成其驾驶任务和/或用于防止碰撞或减小事故后果。在此设有制动-和/或转向干预，这根据计算出的运动轨迹在制动-和/或转向设备中进行。为了确保，由运动轨迹通过组合的制动-和/或转向干预得出的车轮力在任何时候都处于最大可用的摩擦系数之下，其借助于光学的车行道传感器、如激光传感器和/或摄像机传感器确定。同样描述了，借助于行驶动力调节系统、行驶稳定性调节系统、打滑调节系统确定最大可用的摩擦系数，并且包含来自雨水传感器、温度传感器或轮胎传感器的信息以及借助于车对X通信所接收的信息。
[0006]由DE 10 2011 015 527 Al已知了用于确定机动车的车行道表面的特性的传感器。该特性在此可以是一种状态，如潮湿、干燥、结冰、为雪覆盖或它们的组合。传感器包括光源单元，该光源单元发出在至少两个彼此不同的波长中的光线，传感器还包括至少两个用于检测光源单元的反射的光线的探测器。由于根据车行道表面的特性以不同强度反射了不同的波长，因此可以由反射的光线推断出车行道表面的状态。所述传感器适合于，识别被基本上垂直地照射的车行道表面的间隔为1cm至10cm的特性。
[0007]然而在由现有技术已知的方法和设备中不利的是，道路状态在许多情况下不能直接确定，而是仅能由其它参数，例如温度和湿度推导出。如果根据现有技术直接检测道路状态，那么这基本上只能在即将驶过待检查的道路部段时才是可能的。特别在使用光学传感器检测道路状态时，其根据现有技术安设在车辆底侧并且对准于车辆下方的道路表面。然而，这限制了行驶动力调节系统的作用，因为其不具有关于道路状态的直接测量的且前瞻性的信息。
【发明内容】
[0008]因此本发明的目的在于，提出一种方法，该方法能够实现道路状态的前瞻性的确定。
[0009]根据本发明，该目的通过根据权利要求1的用于在车辆中前瞻性地确定道路状态的方法来实现。
[0010]本发明涉及一种用于在车辆中前瞻性地确定道路状态的方法，其中，用传感器光束照射道路表面，其中，传感器光束根据道路表面的道路状态被反射和吸收，其中，根据反射的传感器光束实现道路状态确定。本发明的特征在于，所述道路表面沿行驶方向在车辆前方被照射。
[0011]道路状态在本发明的意义中理解为在道路表面的摩擦系数值方面该道路表面的不同状态，特别区分了状态“潮湿”、“干燥”、“为冰覆盖”和“为雪覆盖”，其中也可能的是所述道路状态的组合。例如积水可以覆盖冰层，从而存在道路状态“潮湿”和“为冰覆盖”的组合并且相应地识别出该组合。
[0012]根据本发明，道路状态也就不是直接在车辆下方，而是前瞻性地在车辆前方被确定。由此得出的优点是，确定的道路状态可以被提供给例如行驶稳定性调节系统。行驶稳定性调节系统因此可以及时地且针对情况特别地在出现危险情况之前对其做好准备。在考虑到当前的车速和所调节的传感器光束有效距离时，还可以确定直到驶过分别被照射的道路表面的时间点，从而能够调节行驶稳定性调节系统使其尽可能最佳地适配于所有识别出的道路状态。
[0013]同样可以前瞻性地向驾驶员发出警告，使得驾驶员例如知晓，其即将驶过为冰覆盖的道路表面并且应相应地避免剧烈的转向运动或制动或加速过程。
[0014]优选地提出，以同步脉冲的方式实现所述道路表面的照射和反射的传感器光束的检测。一方面可以因此减小平均输出的辐射功率，这有助于提高所使用的光束元件的使用寿命。此外减小了由于人或动物看向传感器光束中而导致眼睛受伤的风险。同时，各个光线脉冲的能量可以明显大于在连续运行中在相同时间段中输出的能量，由此，大大改进了在道路状态确定时在反射的传感器光束中的信息干扰距离。特别为了改进干扰距离在此重要的是，检测同步于照射实现。
[0015]此外优选的是，所述传感器光束包括不同的波长，特别是在至少两个不同的波长的情况下具有强度最大值的激光束。这简化了不同道路状态的确定和特别是区分。在至少两个不同的波长的情况下使用具有强度最大值的激光束时，该优点通过在相对窄的波长带(Wellenlaengenband)中激光束的相对高的光线强度而进一步加强。
[0016]特别优选的是，根据反射的传感器光束中的不同波长的强度实现道路状态确定。由于道路表面的不同的道路状态具有不同的光线性能，且相应地对于特定的波长起吸收作用，而对于另外的波长起反射作用，因此可以由反射的传感器光束推断出被照射的道路表面的相应的道路状态。对此的一个例子例如是1550nm的波长，其由冰相对强烈地吸收。
[0017]此外特别优选的是，借助于随机/统计学分配方法，特别是借助于支持向量方法和/或k均值算法将反射的传感器光束(115)中的不同的波长分配给道路状态。这实现了，比用固定不变地预设的边界值进