用于车辆的行驶监控系统、相应的车辆和方法与流程

1.本发明涉及一种用于车辆、特别是公共车辆的行驶监控系统。此外，本发明还涉及一种相应的车辆和一种相应的用于监控车辆的行驶状态的方法。


背景技术：

2.近年来，由于日益严重的交通堵塞问题以及人们对于环保的愈发重视，越来越多的人选择乘坐公共车辆，例如公交车或者长途客运。公共车辆的安全问题也随之而来。
3.为了监控公共车辆的行驶状态并且有效降低公共车辆在主动驾驶环境下发生恶性交通事故的可能性，通常在公共车辆中安装有位置信号发生器。然而，在特殊天气或者在存在电磁干扰的情况下无法保证信号发生器的稳定性，这会导致信号缺失问题的出现。此外，基于现有公共车辆中的位置信号发生器无法准确把握公共车辆的整体运动轨迹。此外，由于公共车辆通常需要较大的惯性，仅仅基于位置信号不能良好地预防事故的发生。


技术实现要素：

4.因此，本发明的目的在于提出一种改进的用于车辆、特别是公共车辆的行驶监控系统，所述行驶监控系统能够有效避免传统的公共车辆中位置信号发生器不稳定或者位置信号缺失的问题并且在充分考虑车辆的各种行驶可能性的情况下准确把握车辆的整体运动轨迹，在检测或者预判到事故可能发生时主动发出警报提示并且在必要时进行制动，从而降低发生恶性交通事故的可能性。此外，本发明的目的还在于提出一种相应的车辆。此外，本发明的目的还在于提出一种用于监控车辆的行驶状态的方法。
5.根据本发明的第一方面，提出一种用于车辆、特别是公共车辆的行驶监控系统，所述行驶监控系统至少具有：
6.‑
分别布置在所述车辆的顶部的至少三个角处的至少三个位置传感器，所述位置传感器配置成用于发送实时位置信号；
7.‑
控制器，所述控制器配置成用于接收所述实时位置信号，
8.其中，当基于任一个位置传感器或多个位置传感器的实时位置信号确定所述车辆偏离预设路线或者边界条件时，所述控制器发出第一警报提示。
9.不同于现有技术，根据本发明的行驶监控系统在车辆的顶部的至少三个角处分别布置有一个位置传感器。一方面，能够通过至少三个位置信号源的多信号输入来确保信号稳定性，例如在特殊天气时或者在存在电磁干扰的情况下，即使某个位置传感器的信号出现缺失，仍然能够基于其余通信正常的位置传感器的信号结合车辆的预设尺寸确定失效的位置传感器的相应位置，由此能够在很大程度上消除位置信号的缺失问题。另一方面，由于至少三个位置传感器在车顶的至少三个角处的特定布置，能够精准和全面地确定车辆的运行轨迹并且充分考虑各种可能出现的情况。通过根据本发明的行驶监控系统能够可靠地并且及时地针对各种情况做出反应，从而避免事故发生。
10.根据本发明的示例性实施方式，所述至少三个位置传感器包括四个位置传感器，
在所述车辆的顶部的每个角处分别布置一个位置传感器；和/或，所述位置传感器构造为gps传感器或北斗系统定位仪。
11.根据本发明的示例性实施方式，所述行驶监控系统还具有横向加速度传感器，所述横向加速度传感器配置成用于检测所述车辆的横向加速度，其中，当所述横向加速度超过横向加速度阈值时，所述控制器发出第二警报提示。
12.根据本发明的示例性实施方式，所述行驶监控系统还具有纵向加速度传感器，所述纵向加速度传感器配置成用于检测所述车辆的纵向加速度，由所述纵向加速度和所述横向加速度得出相对于当前行驶方向的加速度偏移角度，其中，当所述加速度偏移角度大于加速度偏移极限值时，所述控制器发出第三警报提示。
13.根据本发明的示例性实施方式，所述警报提示是相同的或者彼此不同的。
14.根据本发明的示例性实施方式，所述横向加速度传感器和所述纵向加速度传感器能够集成地或者分开地构造；和/或，所述横向加速度传感器和/或所述纵向加速度传感器在所述车辆的底盘上布置在所述车辆的重心处。
15.根据本发明的示例性实施方式，所述预设路线或者边界条件存储在所述控制器中；和/或，所述预设路线或者边界条件经由无线通信传输到所述控制器中；和/或，所述预设路线或者边界条件构造为电子围栏。
16.根据本发明的示例性实施方式，所述控制器配置成用于在发出任一个警报提示时实施主动制动；或者，所述控制器配置成用于在发出至少两个警报提示时实施主动制动；或者，所述控制器配置成用于在警报提示持续超过极限时间之后实施主动制动。
17.本发明的第二方面提出一种车辆、特别是公共车辆，所述车辆具有根据本发明的行驶监控系统。
18.本发明的第三方面提出一种用于监控车辆的行驶状态的方法，所述方法通过根据本发明的行驶监控系统执行。
附图说明
19.下面，通过参看附图更详细地描述本发明，可以更好地理解本发明的原理、特点和优点。附图包括：
20.图1a和图1b分别示出了根据本发明的一个示例性实施例的车辆以及行驶监控系统的俯视图和侧视图；
21.图2示出了根据本发明的一个示例性实施例的车辆的行驶状态的示意图；
22.图3示出了根据本发明的一个示例性实施例的车辆的另外的行驶状态的示意图；
23.图4示出了根据本发明的一个示例性实施例的用于监控车辆的行驶状态的方法的流程图。
具体实施方式
24.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案以及有益的技术效果更加清楚明白，以下将结合附图以及多个示例性实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，而不用于限定本发明的保护范围。在此，出于简要性的原因，具有相同附图标记的元件在附图中仅标出一次。
25.图1a示出了根据本发明的一个示例性实施例的车辆100以及行驶监控系统10的俯视图。
26.如图1a所示，在车辆100上安装有行驶监控系统10以用于对车辆100的行驶状态进行监控。在此，车辆100示例性地作为公共车辆使用，例如市内公交车、长途客车、共享汽车、共享巴士等(这类车辆通常沿固定的预设线路行驶，并且承载有公共乘客)。行驶监控系统10示例性地具有四个位置传感器1，所述位置传感器分别布置在车辆100的车体顶部的四个角处并且配置成用于发送相应于各个角的位置的实时位置信号以实现定位。通过位置传感器1的这种布置，即使当四个位置传感器1中的任意一个或两个位置传感器失效或者由于特殊天气情况或电磁干扰出现信号缺失时，也能够基于剩余位置传感器的位置信号结合车辆100的尺寸参数分析出不能正常工作的位置传感器的位置，由此能够精确地限定车辆100的轮廓位置并且整体上确定车辆100的行驶轨迹。在此，位置传感器1不被车辆100的其它部件遮蔽，由此在很大程度上防止出现电磁干扰并且使得位置检测能够更清楚和准确地进行。
27.此外也可以考虑，行驶监控系统10具有仅三个位置传感器1，这三个位置传感器分别布置在车辆100的顶部的任意三个角处，例如在前端的两个角处分别布置一个位置传感器并且在后端的一个角处布置一个位置传感器。由这三个位置传感器所检测的实时位置信号同样能够限定整个车辆100的轮廓位置。当这三个位置传感器中的任意一个位置传感器失效时，仍然能够借助剩余两个位置传感器的实时位置信号可靠地监控车辆的安全行驶。当然也可以考虑，除了这三个位置传感器之外在车辆100的顶部上布置本领域技术人员认为有意义的其它数量的位置传感器。
28.示例性地，位置传感器1构造为gps(global position system)传感器或者北斗系统定位仪，由此能够实现车辆100的各个角的高精度和快速的定位。当然，本领域技术人员也可以考虑有意义的任意其它位置传感器，例如伽利略系统传感器。
29.如图1a所示，行驶监控系统10还具有控制器2，所示控制器配置成用于接收由各个位置传感器1发送的实时位置信号并且对所述实时位置信号进行分析处理。在此，控制器2布置在车辆100的车体中，示例性地布置在靠近驾驶员的中央控制台内部。
30.如图1a所示，车辆100在正常运行时在预设路线l中行驶。在本发明的框架下，“预设路线”应理解为针对车辆100预先设定的行驶路线，所述行驶路线具有一定的宽度，例如两个车道的宽度。必要时，预设路线限定为特定车道。在此，车辆100的行驶方向r应至少基本上相当于预设路线l的延伸方向。此外，也可以考虑设置边界条件。在本发明的框架下，“边界条件”理解为，将预设路线l沿所述预设路线的宽度方向以限定的距离扩宽，例如30厘米。当然也可以考虑本领域技术人员认为有意义的任意其它距离。通过设置边界条件，能够在确保行驶安全的情况下实现一定程度的驾驶灵活性，从而避免驾驶员由于过于频繁的警报提示而引起针对警报提示的不敏感性和不适感。出于简要性的原因，在附图中未示出上述边界条件。在此，可以根据道路和交通情况有针对性地使用预设路线l或边界条件。
31.示例性地，预设路线l或者边界条件存储在控制器2中，由此控制器2能够方便和快速地比较由各个位置传感器1发送的实时位置信号和当前的预设路线l或者边界条件，以便判断是否应发出警报提示。此外，还可以考虑将预设路线l或边界条件经由无线通信传输到控制器2中，由此能够实现预设路线l或边界条件的快速更新，使得驾驶员能够尽早针对前方的交通情况做出适合的反应。此外，还可以考虑将预设路线l或者边界条件构造为电子围
栏，当车辆100冲出该电子围栏时，控制器2接收到相应的反馈信号并发出警报提示。
32.图1b示出了根据本发明的一个示例性实施例的车辆100以及行驶监控系统10的侧视图。
33.如图1b所示，行驶监控系统10除了位置传感器1和控制器2之外还具有横向加速度传感器3和纵向加速度传感器4。横向加速度传感器3配置成用于检测车辆100的横向加速度，所述横向加速度垂直于车辆100的行驶方向r定向。纵向加速度传感器4配置成用于检测车辆100的纵向加速度，所述纵向加速度沿着车辆100的行驶方向r定向(参见图3)。由这两个加速度传感器检测的加速度信号被发送给控制器2。在此，由于车辆100通常具有较大的惯性或制动动能，通过考虑车辆100的加速度信号能够更好地分析和判定车辆100的行驶状态。
34.示例性地，横向加速度传感器3和纵向加速度传感器4集成地构造，例如构造为加速度传感器模块，从而实现小的结构空间和简化的装配过程。当然也可以考虑，横向加速度传感器3和纵向加速度传感器4相对彼此分开地构造。
35.如图1b所示，横向加速度传感器3和/或纵向加速度传感器4布置在车辆100的底盘上，示例性地布置在在车辆100的重心处。横向加速度传感器3和/或纵向加速度传感器4的这种布置能够检测到车辆100的加速度变化。
36.图2示出了根据本发明的一个示例性实施例的车辆100的行驶状态的示意图。
37.如图2所示，在该行驶状态中，车辆100的左前端已经偏离或者说超出预设路线l。在此，控制器2接收由位于车辆100的左前端的角处的位置传感器1发送的实时位置信号并且与预设路线l相比较，从而确认上述实时位置信号偏离用于车辆100的预设路线l。在这种情况下，控制器2示例性地经由扩音器发出第一警报提示，例如“路线偏离”。由此提醒驾驶员修正车辆行驶方向并且回归到正确的预设路线中。
38.此外也可能的是，车辆100例如在路面结冰的情况下发生甩尾。此时，车辆100的前端或者说位于车辆100的前端的位置传感器仍处于预设路线l中，而车辆100的前端、例如右后端已经偏离预设路线l。在这种情况下，控制器2基于由位于车辆100的右后端的角处的位置传感器1发送的实时位置信号与预设路线l的比较发出第一警报提示，从而提醒驾驶员尽早采取相应的驾驶动作以避免出现事故。
39.当仅在车辆100的顶部的三个角处各布置一个位置传感器时，由这三个位置传感器的实时位置信号可以容易地计算出第四个角的实时位置。当这三个位置传感器的实时位置信号或者计算出的第四个角的实时位置超出预设路线l或边界条件时，可以确定车辆100偏离预设路线l或边界条件。
40.图3示出了根据本发明的一个示例性实施例的车辆100的另外的行驶状态的示意图。
41.如图3所示，在车辆100的行驶过程中，由横向加速度传感器3检测车辆的横向于行驶方向r的横向加速度a
q
，由纵向加速度传感器4检测车辆的沿着行驶方向r的纵向加速度a
l
。关于横向加速度a
q
和纵向加速度a
l
的检测信号被传输到控制器2中。在控制器2中，由横向加速度a
q
和纵向加速度a
l
计算出总加速度a
s
和所述总加速度相对于当前行驶方向r的加速度偏移角度θ。
42.示例性地，当由横向加速度传感器3检测出的横向加速度a
q
超过横向加速度阈值
时，车辆100容易发生侧翻。所述横向加速度阈值可以由经验数据获得。在这种情况下，控制器2发出第二警报提示，例如“小心侧翻”。
43.示例性地，当加速度偏移角度θ超过加速度偏移极限值时，车辆100同样容易发生侧翻并且可能因为转向过快与其它交通参与者相撞。由此，当检测到加速度偏移角度θ过大时可以预期事故的发生。所述加速度偏移极限值同样可以由经验数据获得。在这种情况下，控制器2发出第三警报提示，例如“转向过大”。
44.示例性地，上述警报提示(即第一警报提示、第二警报提示和第三警报提示)也可以是相同的，例如“危险”或蜂鸣声。通过这些警报提示可以辅助和促使驾驶员针对可能出现的危险采取相应的行动。
45.示例性地，控制器2配置成用于在发出任一个警报提示时实施主动制动，其方式是，控制器2在发出警报提示时经由车辆100的制动器进行主动制动。此外也可以考虑，控制器10在发出至少两个警报提示时实施主动制动，或者，控制器10在警报提示持续超过极限时间之后实施主动制动。由此，通过根据本发明的行驶监控系统10能够在驾驶员未对危险驾驶状态做出反应或者事态发展过快无法做出反应的情况下主动刹车，以避免出现恶性交通事故。
46.根据本发明的行驶监控系统10能够通过位置传感器1的位置信号和横向加速度传感器3以及纵向加速度传感器4的加速度信号全面地分析和监控车辆100的行驶状态，提醒车辆100偏离预设路线，预判车辆100的行驶路径，在可能发生事故时进行主动制动，从而提高车辆、特别是公共车辆的行驶安全。
47.图4示出了根据本发明的一个示例性实施例的用于监控车辆100的行驶状态的方法的流程图。
48.如图4所示，所述方法包括以下步骤：
49.s1：由控制器2接收由位置传感器1检测的实时位置信号、由横向加速度传感器3检测的横向加速度a
q
和由纵向加速度传感器4检测的纵向加速度a
l
，并且将各个信号与相对应的预设参数比较，即预设路线l或边界条件、横向加速度阈值、加速度偏移极限值；
50.s2：当满足以下条件中的一个或多个时，控制器2发出警报提示：
51.‑
c1：基于任一个位置传感器或多个位置传感器的实时位置信号确定所述车辆偏离预设路线或者边界条件；
52.‑
c2：横向加速度超过横向加速度阈值；
53.‑
c3：加速度偏移角度超过加速度偏移极限值；
54.s3：必要时由控制器2可选地实施主动制动。
55.前面对于实施方式的阐释仅在所述示例的框架下描述本发明。当然，只要在技术上有意义，实施方式的各个特征能够自由地相互组合，而不偏离本发明的框架。
56.对于本领域的技术人员而言，本发明的其它优点和替代性实施方式是显而易见的。因此，本发明就其更宽泛的意义而言并不局限于所示和所述的具体细节、代表性结构和示例性实施例。相反，本领域的技术人员可以在不脱离本发明的基本精神和范围的情况下进行各种修改和替代。