汽车系统、道路状况检测方法、存储介质及道路管理系统与流程

汽车系统、道路状况检测方法、存储介质及道路管理系统
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2021年4月13日提交的韩国专利申请第10-2021-0047530号的优先权，其全部内容通过引用结合于此以用于所有目的。
技术领域
3.本发明涉及一种基于安装在车辆上的加速度传感器的测量值来检测处于异常状态(例如，损坏等)下的道路的方法以及一种提供该方法的汽车系统。


背景技术：

4.由于诸如坑洼等道路的异常状况，发生严重的寿命和性能损失。为了防止这种情况，道路管理中心(例如，韩国公路公司、地方政府的道路维护部门等)定期检查道路状况并且通过修复处于异常状态的道路或者通过紧急恢复道路表面来去除风险。
5.然而，这种响应不仅没有立即反映实时道路状况，而且检测道路的异常状况浪费了大量的人力物力成本，很难在短时间内检查国道状况。
6.因而，最近，关于使用在道路上行驶的车辆实时检查道路状况的研究和开发正在进行中。然而，还没有开发出能够以高可靠性检测道路状况的技术。
7.在本发明背景部分中公开的信息仅用于增强对本发明总体背景的理解，而不能被认为是对该信息形成本领域技术人员已知的现有技术的确认或任何形式的暗示。


技术实现要素：

8.本发明的各个方面旨在提供一种用于使用由加速度传感器测量的重力加速度的值来检测道路的异常状况的道路状况检测方法，以及一种提供该方法的汽车系统。
9.根据本发明的各种示例性实施方式的汽车系统可包括：加速度传感器，被配置为测量作用于车辆的重力加速度的值；位置测量传感器，被配置为测量车辆的位置；存储器，重力加速度的测量值和车辆的位置在测量重力加速度的时间点存储在存储器中；以及控制器，电连接至加速度传感器、位置测量传感器和存储器，并且控制器被配置为当控制器断定在车辆的运行期间测量的重力加速度的值与添加至重力加速度的值以将重力加速度的值校正为零参考点的参考加速度值之间的差值在预定阈值范围之外时，将与测量重力加速度的值的位置对应的道路确定为处于异常状况，其中，控制器被配置为当车辆满足第一更新条件和第二更新条件时，通过将在车辆停止时测量的重力加速度的值的大小调整为参考加速度值来更新参考加速度值，在第一更新条件下车辆停止超过预定参考时间，在第二更新条件下车辆停止的道路的坡度等于或小于预定参考坡度。
10.存储器还可存储道路状况信息，该道路状况信息包括道路坡度、弯曲路段、未铺路面的路段、检查井、道路凸起和凹陷、以及减速带之中的至少一个信息，并且控制器可被配置为当差值在预定阈值范围之外并且测量重力加速度的值的位置与道路状况信息不匹配时，将与位置对应的道路确定为处于异常状况，并且当即使差值在预定阈值范围之外，测量
重力加速度的值的位置与道路状况信息匹配时，可将与位置对应的道路确定为正常状况。
11.控制器可被配置为当差值小于预定阈值范围的最小值或大于预定阈值范围的最大值时，确定差值在预定阈值范围之外。
12.汽车系统还可包括与服务器进行无线通信的通信单元，并且控制器可通过通信单元将在时间点之前和之后的预定时间段内测量的重力加速度的值传输至服务器，该时间点包括测量作为异常状况的确定基准的重力加速度的值的时间点。
13.控制器可通过通信单元在预定时间段内将包括车辆的位置、车辆的速度、以及道路状况信息中的至少一个的附加信息传输至服务器。
14.根据本发明的各种示例性实施方式的检测道路状况的方法包括：确定车辆是否满足第一更新条件和第二更新条件，在第一更新条件下车辆停止超过预定参考时间，在第二更新条件下车辆停止的道路的坡度等于或小于预定参考坡度；当控制器断定满足第一更新条件和第二更新条件作为确定的结果时，通过将在车辆停止时测量的重力加速度的值的大小调整为参考加速度值来更新参考加速度值；确定在车辆的运行期间测量的重力加速度的值和参考加速度值之间的差值是否包括在预定阈值范围内；并且当控制器断定差值在预定阈值范围之外作为确定的结果时，将与测量重力加速度的值的位置对应的道路确定为处于异常状况，其中，参考加速度值是添加至重力加速度的值以基于零参考点校正在车辆的运行期间测量的重力加速度的值的补偿值。
15.该方法还可包括：在确定差值是否属于预定阈值范围之后，当控制器断定差值在预定阈值范围之外作为确定的结果时，确定测量重力加速度的值的位置是否与道路状况信息匹配，在确定道路处于异常状况中，如果测量重力加速度的值的位置与道路状况信息不匹配作为确定的结果，则与测量重力加速度的值的位置对应的道路可被确定为处于异常状况，并且道路状况信息可包括道路坡度、弯曲路段、未铺路面的路段、检查井、道路凸起和凹陷以及减速带之中的至少一个信息。
16.该方法还可包括：当控制器断定测量重力加速度的值的位置与道路状况信息匹配作为确定结果时，将与测量重力加速度的值的位置对应的道路确定为正常状况。在确定差值是否属于预定阈值范围时，如果差值小于预定阈值范围的最小值，或大于预定阈值范围的最大值，则可以确定差值在预定阈值范围之外。
17.在确定道路处于异常状况中，可将该时间点之前和之后的预定时间段内的重力加速度的测量值传输至服务器，该时间点包括测量作为异常状况的确定基准的重力加速度的值的时间点。
18.在确定道路处于异常状况中，在预定时间段内可将包括车辆的位置、车辆的速度以及道路状况信息中的至少一个的附加信息传输至服务器。
19.每当满足预定的更新条件时，通过更新基于零点校正在车辆运行期间测量的重力加速度的值的参考加速度值，本发明可以高可靠性地检测道路状况。
20.通过在道路上驾驶车辆的同时检测损坏或湿滑道路，本发明可以节省检测道路状况的人力或资源。
21.本发明的方法和设备具有其他特征和优点，这些特征和优点从结合于本文中的附图以及以下具体实施方式中将是显而易见的，或在其中更详细地阐述，这些附图和以下具体实施方式一起用于解释本发明的某些原理。
附图说明
22.图1是用于说明根据本发明的各种示例性实施方式的提供检测道路状况的方法的道路管理系统的示意图。
23.图2是用于详细地说明图1的汽车系统的配置的框图。
24.图3是根据本发明的各种示例性实施方式显示在车辆运行期间测量的重力加速度的值与预定路段中的参考加速度值之间的差值的示例性示图。
25.图4是用于说明根据本发明的各种示例性实施方式的检测道路状况的方法的流程图。
26.可以理解的是，附图不一定按比例绘制，其呈现了说明本发明的基本原理的各种特征的稍微简化的表示。如本文所包括的本发明的具体设计特征(例如包括具体尺寸、方位、位置和形状)将部分地由特别预期的应用和使用环境来确定。
27.在附图中，贯穿附图的几幅图，参考标号指代本发明的相同或等效部件。
具体实施方式
28.现在将详细参考本发明的各种实施方式，这些实施方式的实例在附图中示出并在下面描述。尽管将结合本发明的示例性实施方式描述本发明，但是应理解的是，本说明书并不旨在将本发明局限于那些示例性实施方式。另一方面，本发明旨在不仅覆盖本发明的示例性实施方式，而且覆盖可包括在由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的各种替换、修改、等同物以及其他实施方式。
29.在下文中，将参考附图详细描述包括在示例性实施方式中的实施方式。在示例性实施方式中，相同或相似的构成元件将用相同或相似的参考标号表示，并且将省略其重复描述。在以下描述中使用的用于部件的术语“模块”和“单元”仅用于简单编写说明书。因此，这些术语不具有将它们彼此区分的意义或作用。而且，在描述示例性实施方式中，当确定与本发明有关的众所周知的技术的详细描述可能使得本发明的主旨模糊时，将省略其描述。而且，提供附图仅为了使得能够容易理解包括在示例性实施方式中的示例性实施方式，并且这些附图不被解释为限制包括在示例性实施方式中的精神，并且应当理解的是，在不背离本发明的范围和精神的情况下，本发明包括所有修改、等同物以及替换。
30.包括诸如第一、第二等序号的术语将仅用于描述各种部件，而不被解释为限制这些部件。术语仅用来将一个部件与其他部件区别开。
31.应理解的是，当一个部件被称为“连接”或“耦接”至另一部件时，其可直接连接或耦接至另一部件或者可利用介于期间的其他部件连接或耦接至另一部件。另一方面，应理解的是，当一个部件被称为“直接连接或耦接”至另一部件时，其可连接或耦接至另一部件，其间不存在其他部件。
32.将进一步理解的是，在示例性实施方式中使用的术语“包括”或“具有”指定存在所述特征、数字、步骤、操作、部件、零件和/或其组合，但并不排除存在或添加一个或多个其他特征、数字、步骤、操作、部件、零件和/或其组合。
33.图1是用于说明根据本发明的各种示例性实施方式的提供检测道路状况的方法的道路管理系统的示意图。
34.图2是用于详细地说明图1的汽车系统的配置的框图。
35.图3是根据本发明的各种示例性实施方式显示在车辆运行期间测量的重力加速度的值与预定路段中的参考加速度值之间的差值的示例性示图。
36.参考图1，道路管理系统1包括汽车系统100和服务器200。
37.汽车系统100安装在车辆上，在车辆行驶和停止时测量重力加速度的值，并且基于测量的重力加速度确定道路的正常或异常状况。如果道路处于异常状况作为确定结果，则汽车系统100将在该时间点之前和之后的预定时间间隔内测量的重力加速度的值以及附加信息发送至服务器200，该时间点包括测量作为异常状况的确定基准的重力加速度的值的时间点。
38.附加信息可包括车辆在道路上移动的位置、车辆的速度以及道路状况信息。在这种情况下，道路状况信息可包括与道路坡度、弯曲路段、未铺路面的路段、检查井、道路凸起和凹陷、以及减速带相关的信息。
39.服务器200可通过分析或处理从多个车辆接收的有关处于异常状况的道路的信息来更新现有道路状况信息。例如，服务器200可将包括诸如道路损坏等信息的警报消息传输至在处于异常状况的道路附近运行的车辆。又例如，服务器200可将更新的道路状况信息传输至道路管理中心(例如，韩国道路公司、当地政府道路维护部门等)。
40.参考图2，汽车系统100包括加速度传感器10、位置测量传感器20、存储器30、通信单元40以及控制器50。
41.加速度传感器10测量作用于车辆的重力加速度的值，并将重力加速度的测量值传输至控制器50。加速度传感器10可通过将作用于车辆的重力加速度的值划分为x轴向量、y轴向量和z轴向量来测量大小。
42.加速度传感器10可通过将x轴向量、y轴向量和z轴向量相加来确定重力加速度的值。例如，加速度传感器10可包括安装在音频视频导航远程信息处理(avnt)系统中的加速度传感器，但并不局限于此，并且可包括测量作用于车辆的重力加速度的值的所有传感器，而不管传感器的安装位置如何。
43.位置测量传感器20测量车辆的位置并且将所测量的位置传输至控制器50。例如，位置测量传感器20可包括用于利用全球定位系统(gps)测量车辆的位置的传感器，但并不局限于此，并且可包括用于测量车辆的位置的各种方法。
44.存储器30可存储由加速度传感器10测量的重力加速度的值、由位置测量传感器20测量的车辆的位置、车辆的速度、道路状况信息、参考加速度等。例如，存储器30可通过将重力加速度的值与在预定时间点测量的车辆位置进行映射来存储。
45.通信单元40可通过进行与服务器200的无线通信来传输和接收数据。例如，通信单元40可通过控制器50的控制将重力加速度的值和附加信息传输至服务器200。
46.控制器50可基于由加速度传感器10测量的重力加速度的值确定道路的正常状况或异常状况。
47.根据本发明的各种示例性实施方式，当车辆运行期间重力加速度的测量值与参考加速度值之间的差值偏离预定阈值范围时，控制器50可确定与测量重力加速度的值的位置对应的道路处于异常状况。
48.参考图3，第一点a处的差值y小于预定阈值范围的下限值(例如，-0.25)。在第二点b和第三点c处，差值y大于预定阈值范围的上限(例如，0.25)。控制器50可将与第一点a、第
二点b和第三点c对应的道路确定为处于异常状况。
49.根据本发明的另一示例性实施方式，当车辆运行期间测量的重力加速度的值与参考加速度值的差值y偏离预定阈值范围，并且同时与差值y对应的位置与道路状况信息不匹配时，控制器50可确定与测量重力加速度的值的位置对应的道路处于异常状况。
50.参考图3，假设第一点a、第二点b和第三点c的差值y在预定阈值范围之外，并且当前，假设第三点c与道路状况信息(例如，存在减速带)匹配，但是第一点a和第二点b的每一个都与道路状况信息(例如，检查井、道路凸起和凹陷、减速带等)不匹配。因此，控制器50可将与差值y在预定阈值范围之外并且同时与道路状况信息不匹配的第一点a和第二点b对应的道路确定为处于异常状况。即，当基于重力加速度的值时，即使任何道路被确定为处于异常状况，如果道路的位置与预先存储的道路状况信息匹配，则控制器50也不会将对应位置确定为处于异常状况。因此，控制器50可仅将与新生成的道路损坏或滑移区域有关的信息传输至服务器200。
51.图4是用于说明根据本发明的各种示例性实施方式的检测道路状况的方法的流程图。
52.在下文中，参考图1、图2、图3和图4描述路况检测方法和提供该方法的汽车系统。
53.参考图4，控制器50确定是否满足第一更新条件和第二更新条件，在第一更新条件下车辆停止超过预定参考时间，并且在第二更新条件下车辆停止的道路的坡度小于或等于预定参考坡度(s100)。例如，第一更新条件可被设置为使得车辆停止5秒或更长时间，并且第二更新条件可被设置为使得车辆停止的道路的坡度为12
°
或更大。
54.接下来，如果满足第一更新条件和第二更新条件(s100，是)作为确定结果，则控制器50通过采用在车辆停止时测量的重力加速度的值的大小作为参考加速度值来更新参考加速度值(s200)。
55.参考加速度值可以是添加至重力加速度的值以在车辆行驶时将重力加速度的测量值校正为零参考点的补偿值。例如，如果重力加速度的值是-9.2g以及参考加速度值是9.6g，则重力加速度的校正值可以被定位在图表上的零点(+0.4g)上方。又例如，如果重力加速度的值是-9.8g以及参考加速度值是9.6g，则重力加速度的校正值可以被定位在图表上的零点(-0.2g)下方。即，参考加速度值可以是可以容易地检查在车辆行驶时测量的重力加速度的值从零点上下波动多少的补偿值。
56.例如，假设先前的参考加速度值是9.6g，并且在满足第一更新条件和第二更新条件的同时重力加速度的测量值是-9.8g，则控制器50可通过采用9.8g(是在满足第一更新条件和第二更新条件时测量的重力加速度的值的大小)作为参考加速度值来更新参考加速度值。在这种情况下，参考加速度值可以从9.6g更新为9.8g。根据本发明的各种示例性实施方式，控制器50可在每当满足第一更新条件和第二更新条件时更新参考加速度值，从而在基于零点校正重力加速度的实际测量值时尽量减少发生误差。
57.接下来，作为确定结果，如果不满足第一更新条件和第二更新条件(s100，否)或者更新参考加速度值(s200)，则控制器50确定在车辆运行期间测量的重力加速度的值和参考加速度值之间的差值是否包括在预定阈值范围内(s300)。
58.如果没有更新参考加速度值，则控制器50确定先前参考加速度值与重力加速度的值之间的差值。当更新参考加速度值时，控制器50确定更新的参考加速度值与重力加速度
的值之间的差值。根据本发明的各种示例性实施方式，当差值小于预定阈值范围的最小值或大于预定阈值范围的最大值时，控制器50可确定差值在预定阈值范围之外。
59.参考图3，当预定阈值范围的最小值设置为-0.25并且最大值设置为0.25时，预定阈值范围可表示为
“‑
0.25≤差值y≤0.25”。第一点a具有小于最小值-0.25的差值y，并且第二点b和第三点c具有大于最大值0.25的差值y。即，控制器50可确定第一点a、第二点b和第三点c中的每一个的差值(y)在预定阈值范围之外。
60.接下来，当确定结果差值在预定阈值范围之外时(s300，否)，控制器50确定测量重力加速度的值的位置是否与道路状况信息匹配(s400)。在这种情况下，道路状况信息可包括与道路坡度、弯曲路段、未铺路面路段、检查井、道路凸起和凹陷以及减速带相关的信息。
61.接下来，如果确定结果不匹配(s400，否)，则控制器50将与测量重力加速度的值的位置对应的道路确定为异常状况(s500)。
62.例如，如果差值在预定阈值范围之外，即使在测量重力加速度的值的位置处不存在先前确认的检查井或减速带，则控制器50可确定对应位置处的道路处于异常状况。总之，当检测到与先前确认的道路状况不匹配的重力加速度的值的改变时，控制器50可将与位置对应的道路确定为异常状况。
63.根据本发明的各种示例性实施方式，控制器50可在时间点之前和之后的预定时间段内将重力加速度的测量值和附加信息传输至服务器200，该时间点包括测量作为用于确定异常状况的基准的重力加速度的值的时间点。
64.接下来，如果差值被包括在预定阈值范围内(s300，是)作为确定结果或者生成匹配(s400，是)作为确定结果，则控制器50将与测量重力加速度的值的位置对应的道路确定为正常状况(s600)。
65.例如，如果在测量重力加速度的值的位置处存在减速带，则控制器50通过在车辆经过减速带时测量的重力加速度的值来确定差值在预定阈值范围之外。即，即使差值在用于诸如先前已经确认的检查井和减速带的道路状况的预定阈值范围之外，控制器50仍可将对应位置的道路确定为正常状况。
66.参考图3，假设第一点a、第二点b和第三点c的差值y在预定阈值范围之外，并且第三点c与道路状况信息(例如，存在减速带)匹配，但是第一点a和第二点b的每一个与路况信息(例如，检查井、道路凸起和凹陷、减速带等)都不匹配。
67.因而，控制器50可将与差值y在预定阈值范围之外并且同时与道路状况信息不匹配的第一点a和第二点b的道路确定为处于异常状况。即，如果基于重力加速度的值，即使任何道路被确定为处于异常状况，如果道路的位置与预先存储的道路状况信息匹配，则控制器50也不会将相应位置确定为处于异常状况。因此，控制器50可仅将与新生成的道路损坏或滑移区域有关的信息传输至服务器200。
68.根据本发明的各种示例性实施方式，参考图3，控制器50可将在该时间点之前和之后的预定时间段内测量的重力加速度的值以及附加信息传输至服务器200，该时间点包括测量作为异常状况的确定基准的重力加速度的值的时间点(第一点a和第二点b)。
69.而且，涉及诸如“控制器”、“控制单元”、“控制装置”或“控制模块”等的控制装置的术语是指包括存储器和处理器的硬件装置，该处理器被配置为执行被解释为算法结构的一个或多个步骤。存储器存储算法步骤，并且处理器执行算法步骤以进行根据本发明的各种
示例性实施方式的方法的一个或者多个过程。根据本发明的示例性实施方式的控制装置可以通过非易失性存储器和处理器来实现，非易失性存储器被配置为存储用于控制车辆的各个部件的操作的算法或关于用于执行算法的软件命令的数据，并且处理器被配置为使用存储在存储器中的数据进行上述操作。存储器和处理器可以是单独的芯片。可替换地，存储器和处理器可集成在单个芯片中。处理器可实现为一个或多个处理器。处理器可包括各种逻辑电路和操作电路，可根据从存储器提供的程序处理数据，并且可根据处理结果生成控制信号。
70.控制装置可以是由预定程序操作的至少一个微处理器，该预定程序可包括用于执行本发明的上述各种示例性实施方式中包括的方法的一系列命令。
71.前述发明还可以体现为计算机可读记录介质上的计算机可读代码。计算机可读记录介质是可以存储随后可由计算机系统读取的数据以及存储并执行随后可由计算机系统读取的程序指令的任何数据存储装置。计算机可读记录介质的实例包括硬盘驱动器(hdd)、固态盘(ssd)、硅盘驱动器(sdd)、只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、cd-rom、磁带、软盘、光学数据存储装置等，并且实现为载波(例如，经由互联网传输)。程序指令的实例包括诸如由编译器生成的机器语言代码以及可由计算机使用解释器等执行的高级语言代码。
72.在本发明的各种示例性实施方式中，上述的每个操作可由控制装置进行，并且控制装置可由多个控制装置或集成的单个控制装置配置。
73.在本发明的各种示例性实施方式中，控制装置可以以硬件或软件的形式实现，或者可以以硬件和软件的组合实现。
74.为了便于说明并准确限定所附权利要求，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“在
……
上”、“在
……
下”、“向上”、“向下”、“正面”、“后面”、“背面”、“内部”、“外部”、“向内”、“向外”、“内部的”、“外部的”、“内部”、“外部”、“向前”和“向后”用来参考附图中所显示的特征的位置来描述示例性实施方式的特征。应进一步理解，术语“连接”或其衍生物是指直接连接和间接连接两者。
75.出于说明和描述的目的，已经呈现了本发明的具体示例性实施方式的上述描述。它们不旨在是详尽的或将本发明限制于所公开的精确形式，并且显然根据上述教导，许多修改和变型是可行的。选择并描述示例性实施方式以解释本发明的某些原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够制造和利用本发明的各种示例性实施方式及其各种替换和修改。本发明的范围旨在由所附权利要求及其等同物限定。