本发明总体上涉及一种用于交通事件的碰撞诊断的方法和装置，更具体但非排他性地，涉及在碰撞发生后，检测车辆与另一车辆或物体之间发生的碰撞。
背景技术：
已知的是，为道路车辆配备有碰撞检测系统，该碰撞检测系统设计用于检测与另一车辆或其他物体的潜在碰撞，以及通过采取纠正措施(例如通过施加制动)来避免碰撞。这种系统可使用一个或多个传感器来检测可能碰撞车辆的物体的接近和相对运动。可用于此目的的典型传感器包括雷达、电容式传感器、激光感测和声学感测，其可与用于确定车辆的运动学的传感器(诸如加速度计)一起使用。这种传感器在预定义的视野区内检测物体，典型地是，具有面向前的视野区。已知用于该目的的电容式传感器具有安装在车辆上的两个以上的电极，并且通过电极之间的互电容的变化来检测电极前方物体的接近，该电容之间的互电容变化由物体对电极之间的电场的影响而引起。通常，可使用单独的发射和接收电极阵列来提供已定义的面向前的检测区域。由于设计这样的系统主要为避免碰撞，所以它们不是全方位的，以便它们可以不检测侧面或后面的碰撞而无需部署额外的传感器。车辆可具有检测重大碰撞的系统，诸如在碰撞中展开安全气囊的系统。然而，现有的避免碰撞系统在碰撞诊断方面能力有限，例如，检测是否实际发生了碰撞和例如小尺度撞击，尤其是现有系统缺乏对碰撞的全方位检测。
本发明的目的是解决现有技术系统的至少一些局限性。
技术实现要素：
根据本发明的第一方面，提供对涉及车辆的交通事件生成碰撞诊断的方法，该方法包括：
从具有单电极的自电容传感器接收输出，单电极包括车辆车体的至少一部分；
将所接收的输出与至少一个阈值进行比较，以生成临时碰撞检测数据；
将临时碰撞检测数据与有关交通事件的另外的数据相关联，以生成关联数据；以及
基于关联数据生成碰撞诊断。
使用具有包括车辆车体的至少一部分的单电极的自电容传感器的优点在于，可以在车体周围的所有位置检测碰撞，从而检测几乎是全方位的，并且通过避免使用附加的传感器电极或阵列，从而来提供简单且低廉的布置。
生成临时碰撞检测数据，将临时碰撞检测数据与有关交通事件的另外的数据相关联以生成关联数据，并且基于关联数据生成碰撞诊断的优点在于，与将自身的车体作为自电容传感器的单电极使用相比，可减少碰撞诊断的错误警报率。
在本发明的一个实施方式中，有关交通事件的另外的数据包括来自车辆上的至少一个其他传感器的数据。
这与自电容传感器或其他一个传感器或单独的多个传感器相比，能够生成更可靠的碰撞诊断。
至少一个其他传感器可包括位置传感器、加速度传感器、旋转传感器、振动传感器、传声器和/或车辆状态传感器。这些可提供对于碰撞的便利的进一步的指示。
在本发明的实施方式中，生成碰撞诊断包括生成警报信号。这允许向操作员提供碰撞诊断的指示。
在本发明的实施方式中，该方法包括向车辆外部的数据网络节点发送传达警报信号的消息。这允许将碰撞诊断警告远离车辆位置处的操作员。
在本发明的实施方式中，该方法包括将临时碰撞检测数据保存在存储器中，临时碰撞检测数据包括来自自电容传感器的输出的接收时间。这允许临时碰撞检测器数据的非实时处理。
在本发明的实施方式中，关于交通事件的另外的数据包括时间间隔。这允许碰撞诊断包括在时间间隔内是否发生碰撞的指示。
在本发明的实施方式中，临时碰撞检测数据包括位置数据，有关交通事件的另外的数据包括指定的位置，并且其中，碰撞诊断包括是否在指定位置的发生碰撞的指示。这允许碰撞诊断包括是否在指定的位置发生碰撞的指示。
根据本发明的第二方面，提供一种用于对涉及车辆的交通事件生成碰撞诊断的装置，装置包括一个或多个处理器和关联存储器，处理器和关联存储器被设置为使得装置执行所述方法。
在本发明的实施方式中，该装置包括振荡器，振荡器具有用于连接到车辆车体的至少一部分的端子，由此将车辆的车体的至少一部分用作自电容传感器的单电极。
这具有提供全方位传感器的优点。
根据本发明的第三方面，提供包括所述装置的车辆。
本发明的进一步的特征和优点将从以下仅作为示例给出的本发明的示例性实施方式的说明中显而易见。
附图说明
图1是示出包括连接到车辆车体的根据本发明的实施方式的装置的车辆示意图，车辆与另一车辆相撞；
图2是示出本发明实施方式中用于碰撞诊断的装置的操作示意图；
图3是示出本发明实施方式中用于碰撞诊断的装置的操作示意图，其中，由传感器提供另外的数据；
图4是示出本发明实施方式中用于碰撞诊断的装置的操作示意图，其中，基于碰撞诊断提供警报信号；
图5是示出本发明实施方式中用于碰撞诊断的装置的操作示意图，其中，表示时间间隔和/或位置的数据与保存在存储器中的临时碰撞检测数据相关联；
图6是示出本发明实施方式中自电容传感器的示意图；以及
图7是示出本发明实施方式中对涉及车辆的交通事件生成碰撞诊断的方法的流程图。
具体实施方式
作为示例，在对涉及车辆的交通事件生成碰撞诊断的情形下，现在将对本发明的实施方式进行说明，其中，车辆是私家车，但是将理解的是，本发明的实施方式可涉及其他车辆，如商用车辆，并且本发明的实施方式不限于诊断与其他车辆的碰撞而是能够涉及其他交通事件，如车辆与路边物体(例如街道设施、树木或建筑物)的碰撞，以及与人和/或动物的碰撞。
图1示出包括根据本发明实施方式的碰撞诊断装置4的车辆1，装置4连接到车辆的车体3。车辆1示出为与另一车辆2相撞。涉及车辆的交通事件的碰撞诊断可以是实时或接近实时地已发生碰撞的指示，或者可以是基于已存储数据、在规定的时间间隔内假定(suspected)的碰撞已实际发生的指示。装置4包括单电极自电容传感器，其被布置为使用车辆的车体3或车辆车体的至少一部分作为传感器的单电极。通过这种方式传感器检测车辆车体的自电容。这样地设置有具有几乎全方位响应的传感器，从而避免使用额外的传感器电极或阵列、能够使用简单且低廉的配置在车辆每一侧的位置检测碰撞。车体可连接到装置中的振荡器，从而车体自电容的变化改变振荡器的操作频率和/或振幅。振荡器的接地通常与车辆车体分离，以防止振荡信号的短路。如果车辆靠近或接触另一物体(诸如另一车辆或路旁物体)，则车体的自电容发生变化并影响振荡器的振幅和/或频率。另一个物体不必是金属的或导电性的；即使另一个物体不导电，物体的介电效应也会影响车辆车体的表观自电容(apparentself-capacitance)。检测到振荡器的频率和/或振幅的变化，或者将与频率和/或振幅相关的系数与一个或多个阈值进行比较，能够指示另一个物体正在接触或靠近车辆车体。在便于连接的位置(例如连接位置5)处将该装置连接到车体。相反，用于避免碰撞的现有的电容式检测器系统使用安装在车辆上的、与车辆车体分离的两个以上的电极，以提供通过由物体对电极之间电场的影响而引起电极之间的互电容变化来可靠的检测电极前方物体的接近。
图2是示意性地示出根据本发明实施方式的装置的操作的功能框图，其中，由于使用车辆车体作为自电容传感器的单电极而可能导致高的错误警报率，通过与另外的数据进行关联来减少错误警报率。在比较功能块7处，从具有单电极的自电容传感器6接收输出，单电极包括车辆3的车体的至少一部分。将所接收的输出与一个阈值8或多个阈值进行比较，以生成临时碰撞检测数据9。在相关功能块10中，将临时碰撞检测数据9与有关交通事件的另外的数据11进行关联以生成关联数据，并且基于关联数据生成碰撞诊断12。生成临时碰撞检测数据，将临时碰撞检测数据与有关交通事件的另外的数据进行关联以生成关联数据，并且基于关联数据生成碰撞诊断，从而减少碰撞诊断的错误警报率，或者可根据碰撞诊断的类型来减轻高错误警报率的影响。
如图3中的功能框图所示，有关交通事件的另外的数据可包括来自车辆上的至少一个其他传感器13的数据，其与使用自电容传感器或其他一个传感器或单独的多个传感器相比能提供更可靠的碰撞诊断。其他一个或多个传感器可包括例如卫星导航接收器、加速度传感器、旋转传感器、振动传感器和/或车辆状态传感器，这些可提供对于碰撞的便利的进一步的指示。
如图4中的功能框图所示，生成碰撞诊断包括生成警报信号14，其允许向例如操作员或其他电子设备提供碰撞诊断的指示。可将传送警报信号的消息发送到车辆外部的数据网络节点，从而例如可将碰撞诊断警告远离车辆位置处的操作员。这可称为直接检测，因为碰撞诊断可以几乎实时地生成并且能够通过一个或多个传感器的输出来触发。
如图5中的功能框图所示，可将临时碰撞检测数据保存在存储器15中，临时碰撞检测数据包括将自电容传感器的输出与一个或多个阈值进行比较的结果以及来自自电容传感器的输出的接收时间，从而允许对临时碰撞检测器数据进行非实时处理。可选地或附加地，不是临时碰撞检测数据，而是将表示自电容传感器的输出的数据与接收时间和/或位置数据一起保存在存储器15中，从而允许对表示自电容传感器的输出的数据进行非实时处理。有关交通事件的另外的数据可包括时间间隔16，从而碰撞诊断可包括在该时间间隔内是否发生碰撞的指示。可选地或附加地，临时碰撞检测数据包括位置数据，有关交通事件的另外的数据包括指定的位置，并且碰撞诊断包括在该指定的位置是否发生碰撞的指示。这可称为反向检测，因为可在延迟之后生成碰撞诊断，延迟可以是时间间隔之后的长达几天或几周，并且可以在事件调查之后触发所假设的碰撞。当用于此目的时，来自单电极自电容传感器的相对高的错误警报率可以是可容忍的。
用于生成碰撞诊断的装置可包括一个或多个处理器和被配置为生成碰撞诊断的关联存储器。如图1所示，装置4例如可以是安装在车辆中的电子模块。可选地，装置的部件可位于远离车辆的位置，例如位于远程数据处理中心。无线电或其他链路(例如蜂窝无线电链路)可将例如关联10的结果传达给能够执行碰撞诊断的外部过程。
图6示出包括振荡器的单电极自电容传感器的实施方式。如图所示，传感器包括rc振荡器，rc振荡器包括反相放大器ic1a和ic1b、电阻器r1和r2以及电容器c1。振荡器具有用于连接到车辆3车体的至少一部分的端子17，从而将车辆的车体用作自电容传感器的电极。车辆3车体的自电容与c1的电容结合来确定振荡器振荡的振荡频率。c1是用于设定基本振荡频率的分立元件电容器，并且通常在车辆的金属结构位置处将车辆3的车体连接到c1和r1/r2之间的公共点。可选地，可以在图6中的点5处将车辆的车体连接到c1的另一侧。可将ic1c的输出处的频率变化用于确定物体是否正在接触或者靠近车辆。在图6的电路的示例中，振荡器是以逻辑门为基础，因此输出信号的幅度对应于所使用的逻辑门的输出电压摆幅，并且在该示例中，幅度可不受电极的电容的影响。
振荡器的接地相对于通常由车辆车体提供的车辆接地隔离，以防止c1和r1/r2之间的公共点通过车辆车体短路到调谐电路的接地，因为这将会停止振荡。可通过使用不直接连接到车辆接地的浮动电源，将自电容传感器的电源布置为在传感器的电路接地和车辆接地之间提供电隔离，诸如开关模式电源(smps)或其他类似的技术。可选地或附加地，用于自电容传感器的浮动电源可由电池来提供，电池可以是不可再充电或可再充电的。可将太阳能电池板用于给可再充电电池充电。
图6的电路是在自电容传感器中可使用的振荡器的一个示例，然而，可使用各种不同的振荡器类型。自电容传感器的基本原理是每个物体都有一定的电自电容(electricalself-capacitance)。每当物体接触或接近另一个物体，第一物体的自电容受到第二物体的自电容的影响。因此，可将物体的电自电容的变化用作检测另一个物体接触或靠近的手段。自电容的变化可以使用电振荡器来检测，其中振荡的频率和/或振幅取决于物体的电自电容。每当观察到频率和/或振幅的变化，这很可能是由自电容的变化引起的，并且因此考虑到存在与物体接触或靠近的另一物体。自电容的较大变化甚至可能导致不满足巴克豪森(barkhausen)稳定性标准，因此电振荡可能完全停止，直到物体再次充分分离。可将自电容传感器称为单电极电容传感器。
物体的自电容取决于其大小和形状，但不受物体材料的强烈影响。用导电材料制成的物体将具有仅比由绝缘材料制成的类似物体稍大的自电容。因此，例如，理想的导电球将具有由下式给出的自电容c：c＝4πε0r。如果r＝1.5m，则c＝167pf。为了比较，相同尺寸的理想非导电球体将具有由下式给出的自电容c：(10πε0r)/3。对于r＝1.5m，则c＝139pf。
当两个物体接触(不一定导电部分之间的电接触)时，它们的固有电容大致相加，并且可通过合适的电子电路来检测这种情况。然而，在接近但没有实际接触的情况下，尤其是当另一物体更大(例如，靠近车辆的卡车)时，也可能发生物体的显著的电容变化。这可能会触发错误的检测。各种类型的电干扰也可能会触发错误的检测。
可通过对可包括调谐电路的振荡器的振荡的振幅或频率、或者通过振幅和频率检测的组合来检测自电容的变化。振幅检测例如可通过对振荡器产生的波形进行整流来实现，并且整流信号可以与一个或多个振幅阈值进行比较。可选地，可将振荡器信号从模拟转换到数字域，然后可在a/d转换之后将一个或多个阈值应用于数字结果。可使用多个阈值进行多个置信度水平(confidencelevel)的检测。也可通过考虑振幅的时间导数(timederivative)而不是振幅来进行检测，从而强调变化。
例如可通过传统的频率-电压转换电路来实现频率检测，并且可通过适当的电压阈值来执行检测以提供多个置信度水平的检测。例如可由现有的频率测量电路来测量频率，频率测量电路在给定的时间段内对振荡器产生的周期数进行计数，通常小于1秒，并且优选地小于100ms，并且可小于50ms，因为车辆之间的碰撞通常持续大约50至100ms。当频率变化超过一个或多个预定义的频率变化阈值时可发生检测。可选地，可通过测量振荡器产生的周期的持续时间来间接进行频率测量。可通过平均多个周期的持续时间来确定周期，然而用于平均值而考虑的周期数不能太大，以便为短时间事件提供显著的结果。例如，可确定平均值小于100ms或者小于50ms。当周期的变化超过一个或多个预定义的周期变化阈值时，可发生检测。
上述中，根据车辆车体的自电容的变化对自电容传感器的操作进行了说明，车辆车体作为连接到振荡器的单电极。然而，可根据将车体作为连接到振荡器的天线对相同电路的操作进行说明。在这种情况下，振荡的频率和/或振幅取决于天线的特性，尤其是天线的阻抗匹配。每当另一物体接触或接近天线时，第二物体与第一物体电磁耦合并且成为天线本身的实际一部分，从而改变其电特性，并因此引起振荡的频率和/或振幅的变化。
因此，为了检测车辆与其他车辆的碰撞，并且通常来说与其他物体的碰撞，将车辆车体的自电容用作电振荡器的元件。车体的导电部分和非导电部分都对车辆车体的自电容起作用。然而，与其他车辆接近以及电气干扰可能会导致误报，也就是说检测到的碰撞实际上没有发生。因此，在本发明的实施方式中，自电容传感器可以与各种辅助系统和特征(诸如附加传感器)组合。
可将检测过程的结果记录下来，以便在之后能够结合其他传感器生成的数据进行评估。可将检测过程的结果存储在与检测器电路共处的存储器中。稍后可使用数据通信功能对数据进行重新获取。可选地或组合地，可将检测过程的结果近实时地传送到相对于传感器和检测器自主地存储数据的外部系统。可将检测过程的结果提供给外部环境，或者实时地或者在之后通过有线和/或无线连接从本地存储器中重新获取。例如，车辆内的有线连接可包括rs-232、usb或i2c连接。无线连接可包括短距离无线连接，例如蓝牙或wifi，和/或诸如gsm、gprs、umts和/或lte的移动网络连接。例如，可使用蓝牙将检测到的数据传送给车辆所有者/驾驶员的智能手机，然后可使用智能手机的gsm、gprs、umts和/或lte网络连接来使得数据在车辆外面可用。使用安装在车辆中的电子单元可实现类似的结果，电子单元结合蓝牙和gsm、gprs、umts和/或lte通信特征。
图7示出在概述本发明实施方式中生成涉及车辆的交通事件的碰撞诊断的示例性方法的步骤的流程图。在步骤s7.1，从具有单电极的自电容传感器接收输出，单电极包括车辆车体的至少一部分。在步骤s7.2，将所接收的输出与阈值进行比较以生成临时碰撞检测数据。在步骤s7.3中，将临时碰撞检测数据与有关交通事件的另外的数据进行关联以生成关联数据，以及在步骤s7.4，基于关联数据生成碰撞诊断。
可使用单电极自电容传感器，通常与其他传感器和系统结合使用来检测车辆与其他车辆的碰撞，并且通常来说与其他物体的碰撞。可将从碰撞诊断获得的数据用于支持可能的保险索赔的管理，保险索赔与碰撞相关联。
在直接检测的过程中，例如如图3和图4所示，检测到自电容的变化可主动地触发警报信号，警报信号实时或几乎实时地最终派发给操作人员。由于与大型车辆的接近和/或由于电扰动相关的错误警报检测的可能性，优选地通过将自电容传感器的输出与其他传感器的输出进行组合来获得直接检测，以便确认实际碰撞发生。
在反向检测的过程中，例如如图5所示，检测到自电容的变化能够简单地触发自电容传感器的本地存储器中和/或连接到自电容传感器本身的外部设备和系统的存储器中的事件记录。可以不实时向操作员发送警报信号。
作为该系统的潜在用途，当发生事故时，根据相应的索赔报告(例如保险索赔报告)可搜索日志以确定是否在日期和时间或在时间间隔内检测到自电容的变化。可将信息用来检查索赔报告的准确性。由于可以在假定的碰撞或事故时间周围的有限时间范围内搜索日志，因此可容忍错误警报的存在，并且因此即使没有与其他传感器进行任何组合，自电容传感器也可有效地支持反向检测过程。
如本文所述，来自单电极自电容传感器的信息与来自其他传感器的信息的组合可增加实际发生碰撞的置信水平。这对于支持直接检测过程而言非常便利。以下传感器以及其他传感器类型能够以任何组合用于此目的：时间、位置和速度传感器，诸如gps和/或gnss，和/或基于gsm/gprs/umts和/或lte的网络同步和地理位置；加速度传感器；旋转传感器，例如基于陀螺仪的传感器；振动传感器，诸如传声器(microphone)；以及车辆状态传感器，诸如用于制动力、节门阀位置和转向角的传感器。传感器可以安装在车辆上，以便与自电容传感器或者可以是原始安装在车辆上的传感器一起支持碰撞诊断的特定目的，其可以通过车辆的控制局域网(can)总线和/或obd端口提供关联数据。
可将上述实施方式理解为本发明的说明性示例。应当理解的是，关于任何一个实施方式说明的任何特征可单独使用或与所说明的其他特征进行组合使用，并且也可以与任何其他实施方式的一个或多个特征或者任何其他实施方式的任何组合进行组合使用。此外，在不脱离在所附权利要求书中限定的本发明的范围的情况下，也可采用未在上述中进行说明的等同物和修改。