CN115151468A - 用于确定道路的当前侧向倾斜角度的方法 - Google Patents

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CN115151468A CN202080096732.9A CN202080096732A CN115151468A CN 115151468 A CN115151468 A CN 115151468A CN 202080096732 A CN202080096732 A CN 202080096732A CN 115151468 A CN115151468 A CN 115151468A
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Abstract

本发明涉及一种用于借助车辆确定道路的当前侧向倾斜角度(α)的方法，至少包括以下步骤：a)确定道路的当前曲率半径(K)；b)测量车辆的至少两个不同车轮的当前速度v(l,2)，车轮中具有速度v(l)的车轮之一更靠近道路的当前弯道中心点；c)使用当前车轮速度v(l)、车轮距离(d)和在方法步骤b)中测量的车轮速度之间的差来计算道路的当前侧向倾斜半径(Q)；d)使用在方法步骤a)中确定的曲率半径(K)和在方法步骤c)中计算的当前侧向倾斜半径(Q)的商来计算车辆在道路上的当前倾斜角度(α)。本发明还涉及该方法在监控和/或控制车辆中的应用、被设计用于执行根据本发明的方法的驾驶员辅助***以及具有这种驾驶员辅助***的车辆。

Description

用于确定道路的当前侧向倾斜角度的方法
技术领域
本发明涉及一种用于通过车辆来确定道路的当前侧向倾斜角度α的方法，至少包括以下步骤：
a)确定道路的当前曲率半径K；
b)测量车辆的至少两个不同车轮的当前速度v(1,2)，车轮中具有速度v(1)的一个更靠近道路上弯道的当前中心；
c)基于当前车轮速度v(1)、车轮距离d和在方法步骤b)中测量的车轮速度之间的差来计算道路的当前侧向倾斜半径Q；
d)使用在方法步骤a)中确定的曲率半径K和在方法步骤c)中计算的当前侧向倾斜半径Q的商来计算车辆在道路上的当前倾斜角度α。本发明还涉及用于监控和/或控制车辆的方法的使用、设计用于执行根据本发明的方法的驾驶员辅助***以及具有这种驾驶员辅助***的车辆。
背景技术
近年来，车辆领域的自动化变得越来越重要。这种发展不仅是基于传感器技术领域的更大进步，还基于能够以更快的速度处理大量数据的可能性。虽然过去开发的重点是单个***的技术可能性，但是如今，越来越多的更复杂的技术解决方案不断涌现，其通过组合不同的传感器或通过专门选择的数据处理，允许获得当前驾驶状况的更完整图像。专门选择的数据处理尤其确保了更安全的驾驶，以及更安全的自主驾驶，因为可以通过使用不同的数据源来创建车辆环境的更精确的图像。
例如，在US 7,437,230 B2中描述了一种控制车辆的可能性。其公开了一种用于控制农用车辆的方法，包括：接收全球定位***(GPS)数据，该数据包括至少对应于车辆的位置、速度和航向的位置和速度信息；接收横摆率信号；以及计算调整后的航向，该调整后的航向包括横摆率和基于GPS数据的航向信息的混合。对于具有各种计划位置和计划方向的每个计划轨迹，该方法包括：计算实际轨迹和相对于计划轨迹的相应误差，并且基于调整后的航向和调整后的位置；计算期望的曲率半径以实现计划的轨迹；以及基于计划的曲率半径产生控制命令，并将该控制命令转发给转向机构，该转向机构被配置成控制车辆。
在EP 0 901 929 B1中描述了另一种用于监控车辆的驾驶操纵的方法。用于车辆的车辆操纵控制装置具有：
-道路表面摩擦系数估计单元，用于估计道路表面的摩擦系数的当前值；
-道路倾斜度估计单元，用于估计道路的倾斜度(SL)的当前值；
-弯道检测装置，用于检测道路的弯道并计算弯道数据，该弯道数据包括车辆和弯道之间的距离以及指示弯道度数的物理量；容许减速度预设装置，用于预设考虑道路条件时车辆能够行驶的容许减速度；
-容许侧向加速度预设装置，用于预设考虑道路条件时车辆能够行驶的容许侧向加速度；
-容许接近速度预设装置，用于基于物理量和容许侧向加速度预设车辆能够接近弯道的容许接近速度；和
-减速评估速度计算装置，其被设计成基于距离、容许减速速度和容许接近速度来计算减速评估速度，以评估车辆行驶的当前速度是否应该降低；其特征在于，所述容许接近速度预设装置被设计成使得其基于道路的当前摩擦系数和弯道的曲率半径来预设车辆能够接近弯道的容许接近速度，所述接近速度由道路倾斜度(SL)的当前值确定，所述摩擦系数是通过比较基于车辆运动方程的横摆角响应和实际横摆角而获得的，并且当摩擦系数的变化率超过给定值时，预设的容许接近速度被更新，基于从纵向加速度传感器获得的纵向加速度和每个目标时间点的当前车辆速度的变化率来计算道路的倾斜度(SL)，并且当道路的倾斜度的变化率超过给定值时，更新预设的容许接近速度，在于，警报评估速度计算装置(29)被设计成基于距离、预设容许减速速度和预设容许接近速度来计算警报评估速度，以评估是否应该向驾驶员发出警告，并且在于，警告装置被设计成当当前速度高于警告评估速度时警告驾驶员。
现有技术中已知的这种解决方案仍然具有进一步改进的潜力，特别是关于使用不同的数据源来快速和可再现地检测当前环境状态。
发明内容
本发明的目的是至少部分克服现有技术中已知的缺点。特别地，本发明的目的是提供一种解决方案，通过该解决方案，可以快速且可靠地识别当前的道路状况，并且在此特别是道路的侧向倾斜角度。
根据本发明，该目的通过具有权利要求1的特征的方法来实现。根据本发明，该目的还通过使用如权利要求8所述的作为用于监控或控制车辆的例程的一部分的方法、具有权利要求9的特征的驾驶员辅助***以及如权利要求11所述的具有根据本发明的驾驶员辅助***的车辆来实现。在从属权利要求、说明书或附图中描述了本发明的优选实施例，在从属权利要求或说明书或附图中描述或示出的其他特征能够单独或以任何组合的方式代表本发明的主题，除非上下文清楚地指出相反的情况。
根据本发明，提出了一种用于通过车辆确定道路的当前侧向倾斜角度α的方法，该方法至少包括以下步骤：
a)确定道路的当前曲率半径K；
b)测量车辆的至少两个不同车轮的当前速度v(1,2)，车轮中具有速度v(1)的一个更靠近道路上弯道的当前中心；
c)基于当前车轮速度v(1)、车轮距离d和在方法步骤b)中测量的车轮速度之间的差来计算道路的当前侧向倾斜半径Q；
d)使用在方法步骤a)中确定的曲率半径K和在方法步骤c)中计算的当前侧向倾斜半径Q的商来计算道路的当前倾斜角度α。
与现有技术的解决方案相比，这种方法具有显著的优势，特别是在确定道路的当前侧向倾斜角度的速度和准确度方面。有利地，该方法可以确定道路的侧向倾斜，并且经由道路的侧向倾斜，确定车辆的侧向倾斜。由于只有两类参数用于确定角度，即道路曲率半径和车轮速度，所以可以以高频率确定倾斜角度。在这方面，除了倾斜角度之外，还可以检测道路倾斜角度的快速变化，这快速且可靠地指示不希望的或潜在危险的道路状况。该信息可以有利地被该***或其他***用作稳定和监控车辆的输入。因此，其结果是一种稳健且成本有效的方法，该方法可以最佳地基于现有传感器，并提供关于安全以及自主驾驶的其它信息。因此，与之前的技术替代方案相比，该解决方案提供的优势在于，可以减少额外的昂贵传感器的数量，例如加速度传感器和陀螺仪传感器及其复杂的布线。特别地，该方法可以例如有助于辅助车道控制或者一般地有助于稳定车辆轨迹，甚至在陡峭倾斜的道路上。
根据本发明的方法借助于车辆确定道路的当前侧向倾斜角度α。因此，使用来自车辆的测量数据来计算或确定道路的侧向倾斜角度。当前测量数据作为计算变量包含在确定中，并且因此使用根据本发明的方法绘制车辆位置处的道路的当前状态或道路的当前倾斜度。使用该方法，还可以额外地间接获得车辆的当前侧向倾斜角度。后者尤其适用于当车辆的两个车轮都与道路接触而车辆本身没有任何旋转运动的情况。在这些情况下，车辆的侧向倾斜角度和道路的侧向倾斜角度相匹配。在这种情况中，车辆尤其可以是发动机驱动的机动车辆，例如客车、公共汽车或卡车。铺砌的道路，例如城市街道、乡村道路或高速公路，被特别考虑作为道路。根据本发明的方法适用于确定道路的侧向倾斜角度，尤其适用于确定急弯的侧向倾斜角度，急弯通常具有比直路更大的侧向倾斜角度。
道路的侧向倾斜角度α是道路左边缘和右边缘之间高度差的函数。在图中更靠后的位置示意性地示出了该侧向倾斜角度。道路的侧向倾斜以及侧向倾斜的角度是有意的，因为道路通常设置有或大或小程度的侧向坡度，例如为了便于雨水的排出。就像道路的侧向倾斜角度一样，车辆的侧向倾斜角度由车辆右侧和左侧之间的侧向高度差产生。当然，较大的侧向倾斜角度会影响车辆的驾驶动态，并导致更安全的驾驶状况，尤其是在快速转弯时。
在方法步骤a)中，确定道路的当前曲率半径K。道路的曲率半径是道路的部段偏离直线的度量。曲率半径与道路的曲率成反比，并且可以例如通过将圆拟合到道路的当前部段的二维投影来获得。如果道路基本上是直的，即没有弯曲或未弯曲，则通过具有大半径的圆进行调整，因为具有大半径的圆的扇区倾向于形成“直的”部段。如果道路非常弯曲，例如以急弯的形式，则道路的当前部段可以通过小半径的圆来近似。道路的二维投影例如通过地图显示或者从卫星数据的二维投影获得。这些表示提供了定量的2D信息，即道路是直的、向左还是向右弯曲，并且可以从道路路线中提取或计算所考虑的部段的曲率半径。然而，曲率半径也可以使用其他用于曲率定量确定的已知数学方法来获得，例如基于2D GPS数据。
在方法步骤b)中，测量车辆的至少两个不同车轮的当前速度v(1，2)，车轮中具有速度v(1)的一个更靠近道路上弯道的当前中心。因此，车辆的当前车轮速度被包括在道路的侧向倾斜角度的确定中，所述车轮布置在车辆的不同侧。如果车辆的当前行驶方向指的是“前方”方向，则两个车轮可以布置为一个在车辆的右侧，一个在车辆的左侧。这导致其中一个车轮更靠近道路的当前部段的弯道中心。因此，另一个车轮离弯道的中心更远。例如，如果道路向左转弯，则左车轮更靠近弯道的当前中心。术语“弯道中心”指的是用于适应道路的当前部段的圆心。可以使用不同的传感器测量当前的车轮速度，分别记录每个车轮的车轮速度，即单独记录。车轮速度优选车辆的同一轴的，刚性、即不可转向的车轮上确定。然而，也可以使用可转向车轮以及不同轴上的可转向车轮的速度的比较，用于获得仅一个轴的车轮的可比较速度的对测得的车轮速度的数学校正是本领域技术人员已知的。
在方法步骤c)中，基于当前车轮速度v(1)、车轮距离d和在方法步骤b)中测量的车轮速度之间的差来计算道路的当前侧向倾斜半径Q。道路的当前侧向倾斜半径Q是从两个车轮之间的距离朝向当前弯道中心的延伸获得的，并且在附图后面以示例的方式示出。侧向倾斜半径被定义为从道路上的当前弯道中心延伸到最近车轮的圆的半径，弯道中心和最近车轮之间的距离以直线延伸穿过用于测量的另一个车轮。因此，更靠近当前弯道中心的车轮的速度被用作计算道路的以m为单位的当前侧向倾斜半径的系数。此外，车辆右侧和左侧的车轮速度差也包括在计算中。例如，对于向左弯曲的道路，这可以从右车轮的速度和左车轮的速度之间的差获得。车轮距离d在这里是指用于测量的两个车轮之间的以m为单位的距离，在车轮不在同一轴线上的情况下，使用相应的车轮距离和弯道中心点之间的差值。在优选实施例中，车辆宽度也可以用于该因素。基于车辆宽度在许多情况下明显小于道路曲率半径的事实，由此产生的不准确性可以忽略不计。
在方法步骤d)中，使用在方法步骤a)中确定的曲率半径K和在步骤c)中计算的当前侧向倾斜半径Q的商来计算道路的当前倾斜角度α。根据当前的道路曲率半径K和当前的侧向倾斜半径Q，当前的道路倾斜角度可以确定为商(K/Q)的函数。因此，从商中数学地获得角度，也可以基于商使用其他数学函数来最终确定角度。
在该方法的优选实施例中，道路的当前侧向倾斜半径Q可以在方法步骤c)中使用以下公式I来确定：
Figure BDA0003799577670000051
因此，当前的侧向倾斜半径可以有利地获得为更靠近弯道中心的车轮速度乘以车轮距离的乘积作为分子、不同车轮速度之间的差作为分母的商。由此获得以m为单位的当前的侧向倾斜半径。
在根据本发明的方法的另一实施例中，道路的当前倾斜角度α可以在方法步骤d)中使用以下公式II来确定：
Figure BDA0003799577670000061
当前倾斜角度可以基于上述公式通过反余弦获得，即从余弦的反函数获得，余弦是当前道路曲率半径和当前侧向倾斜半径Q的商。在这种情况下，侧向倾斜角度以弧度给出。已经发现，使用该函数作为计算倾斜角度的近似是有利的，因为在许多情况下，与侧向倾斜半径Q相比，车辆宽度较小。因此，通过以侧向倾斜半径和车辆宽度之和作为分母的计算，可以获得更精确的结果。
在该方法的另一优选实施例中，可以在方法步骤b)中测量一个车轴的车轮的速度。为了简化计算并获得倾斜角度的特别精确的结果，已经发现特别有利的是，仅使用一个车轴的车轮上的车轮速度。例如，右前车轮和左前车轮或者可选地相应的后轮的速度可以用于确定。一个车轴(前、后)上的非转向车轮的车轮速度可以优选地用于计算。这可以简化计算，减少误差源的数量，从而提高根据本发明的方法的速度和精度。然而，也可以包括不同轴的车轮以及转向轮的速度，然后例如通过转向角来校正测量的速度。对于转向轮和不同轴上的车轮的相应校正对于本领域技术人员来说是已知的。
在该方法的另一优选方面，在方法步骤b)中测量的速度可以根据相应车轮的轮胎压力进行调节。为了获得特别精确的倾斜角度，已经发现特别有利的是，当前测量的车轮速度与均匀的轮胎压力相关联。通过这种标准化，可以获得不同车轮的更具可比性的速度，这有助于在确定倾斜角度时达到特别高的精度。
在该方法的优选实施例中，方法步骤b)-d)可以仅在方法步骤a)中道路的当前曲率半径K大于或等于3000m的那些情况下执行。为了提高该方法的效率，因此已经发现特别有利的是，该方法步骤仅在道路的当前部段具有相应较大半径的特定最小曲率的那些情况下执行。如果当前的曲率半径低于指定的极限值，则道路“太”直，并且在这种直的道路上通常只有极小的倾斜角度。在这方面，本方法可以特别适用于具有急弯的区域，在这些区域中，由于主要的驾驶动态，倾斜角度的精确确定特别重要。
在该方法的另一优选实施例中，道路的当前曲率半径K可以在方法步骤a)中从GPS或摄像头数据中确定。上述方法已被证明对于确定与当前车辆位置相关的道路的足够精确的曲率半径是特别快速和可靠的。GPS数据可以用于例如访问以表格形式存储的、特别适用的道路位置的曲率半径。在基于摄像头检测曲率半径的情况下，前方的道路可以例如被光学检测，并且在当前时间从道路的路线计算位置精确的曲率半径。一旦车辆到达该点，当前可使用的曲率半径数据是可用的。后者可以以特别最新的方式描述当前的驾驶状况。
根据本发明，还有作为用于监控和/或控制车辆的例程的一部分的对根据本发明的方法的使用。道路的当前侧向倾斜角度是重要的参数，它会对车辆的行驶动态具有重大影响，尤其是在高速行驶和在急弯时。在这方面，因为根据本发明的方法的数据是最新和准确的，所以这些数据有助于允许汽车中存在的其他安全和控制***访问更最新和更准确的数据，这当然优化了自动控制过程。总之，因此可以做出更快和更正确的决定，这增加了车辆和其他道路使用者的安全性。此外，与现有技术相比，根据本发明的使用还允许基于具有低得多的噪声分量的数据来计算道路和车辆的侧向角度。与所使用的加速度传感器相比，这尤其适用，从而基于所使用的传感器的低噪声，可以实现更高水平的精度和鲁棒性。
本发明还涉及一种驾驶员辅助***，其具有至少两个带有速度传感器的车轮、控制单元、GPS模块或摄像头，控制单元与车轮的速度传感器和摄像头或GPS模块电接触，并且控制单元被设置成执行根据本发明的方法。根据本发明的方法特别适合于集成到驾驶员辅助***中，该驾驶员辅助***或者自主地、或者经由图形或声音指令，向驾驶员输出关于道路的异常侧向倾斜角度或快速变化的侧向倾斜角度的可能的潜在风险。此外，根据本发明的***可以用于主动干预车辆的驾驶动态，例如通过加速、制动或转向，从而降低驾驶状况的潜在风险。除了速度传感器之外，该模块还可以具有用于确定道路的二维曲率半径的装置，其形式为摄像头单元和/或GPS模块，以及中央控制单元，例如ECU。驾驶员辅助***也可以提供霍尔传感器来检测各个车轮的速度。此外，该***也可以优选地具有低通滤波器，其过滤霍尔传感器数据。以这种方式装备的***有助于减少车轮速度测量的噪声。此外，对于驾驶员辅助***的优点，也明确参考根据本发明的方法的前述优点。作为驾驶员辅助***，还特别考虑到车道保持***或转向辅助***，它们可以通过根据本发明的方法提供更高的驾驶安全性和稳定性。
在驾驶员辅助***的优选实施例中，驾驶员辅助***可以是车道保持***，其中控制单元被设置成执行一种方法，在该方法中，基于当前车辆速度和从GPS数据或从摄像头数据获得的即将到来的道路曲率半径K，可以做出关于车辆的安全驾驶动态的声明。该实施例也可以代表方法的优选实施例。考虑到物理作用力，基于向心力的数学描述并简化和缩写车辆重量，可建立以下关系：
Figure BDA0003799577670000081
其中，在数学关系式中，vcurrent代表当前汽车速度，kfric代表道路的侧向摩擦系数，g代表重力加速度，Kfollowing代表就在前方的道路的曲率半径K，t代表选定的时间点，Δt代表时间间隔，Cexp代表用于调整所获得结果的实验因子。特别是，Cexp可用于使模型更好地拟合车辆类型的实际驾驶动态。与纯粹基于刚体动力学行为的途径相比，这种拟合可以提供更好的结果。这种程序方法意味着，只有当前车辆速度的平方小于上述关系右侧的乘积，才能确保安全通过下一个弯道。可能的时间间隔例如在5秒的范围内，并且时间间隔可以优选地被选择为作为当前速度的函数是变量。例如，5秒的时间间隔可能适合于30m/s的当前速度，因为车辆因此在到达下一个弯道之前有大约150m来进行反应。为了简化起见，可以假设前方弯道的倾斜角度为0°，因为弯道的实际倾斜角度在这个时间点仍然是未知的，并且该值代表了不利的上限估计，如果该值实际上是正确的，将导致更加危险的驾驶状况。因此，该关系可用于设定容许速度和弯道倾斜角度之间的关系，其可用于车辆自动制动的方法或车道保持***中。以这种方式，可以提高驾驶的安全性，此外，该实施例也可以用作自主驾驶员辅助***的组成部分。
在驾驶员辅助***的优选实施例中，驾驶员辅助***可以被设置为假设以当前车辆速度经过下一个弯道的安全性评估，作为当前车辆速度vcurrent的函数，kfric为道路的侧向摩擦系数，g为重力加速度，Kfollowing为就在前方的道路的曲率半径K，t为选定的时间点，Δt为时间间隔，Cexp为实验因子，并且根据以下数学关系：
Figure BDA0003799577670000082
并且，在车辆速度的平方大于数学关系的右边部分的情况下，则向驾驶员发出警告或降低所述车辆的速度。
本发明类似地涉及具有根据本发明的驾驶员辅助***的车辆。关于根据本发明的具有根据本发明的驾驶员辅助***的车辆的优点，特别参考根据本发明的方法的优点。
根据本发明的主题的其他优点和有利实施例由附图示出并在以下描述中解释。这里应该注意的是，附图仅具有描述性特征，并不旨在以任何方式限制本发明。
附图说明
在附图中：
图1示意性地示出了在倾斜且弯曲的道路上行驶的车辆的示意图；
图2示意性地示出了在根据本发明的方法中使用的变量的表示；
图3示意性地示出了在根据本发明的方法中使用的变量的表示；
图4示意性地示出了根据本发明的***的实施例的表示。
具体实施方式
图1示意性地示出了车辆(2)在道路(1)上的行驶情况。道路(1)由道路的左边缘(4)和右边缘(5)界定，道路的边缘(4、5)基于车辆(2)的行驶方向限定。在该图中，示意性地示出了车辆(2)的后视图。道路的边缘(4、5)处于不同的高度，使得车辆(2)的车辆轴线显示为倾斜的。例如，该图可以涉及车辆(2)在向左的弯道上的运动，例如，也可能仅道路的当前路段由所示的圆近似。在该示例中，车辆具有两个后车轮(6、7)，后车轮(6)更靠近道路的弯曲中心。右车轮(7)更远离在左侧的弯道中心。车辆的车轮距离d从右车轮(7)和左车轮(6)之间的距离获得。
图2示出了与图1类似的道路情况，为了清楚起见，该图中省略了车辆。道路(1)由道路的左边缘(4)和右边缘(5)界定，道路的边缘(4、5)具有不同的高度。与道路的左边缘(4)相比，道路的右边缘(5)示出为更高。道路(1)的当前曲率半径K从道路(1)的二维投影获得，并且从圆的中心(9)延伸到道路(5)的右边缘。这个距离也被称为曲率的倒数。该投影中不考虑道路边缘的高度差，因为它是当前道路状况的纯二维投影。例如，可以经由作为GPS位置的函数存储的列表值来获得适合于道路状况的特定圆拟合。
与道路(1)的当前曲率半径K相反，侧向倾斜半径Q从考虑了道路(1)的倾斜度的距离获得。道路(1)的侧向倾斜半径Q在图2中从距离(10，4)获得。因此，道路(1)的侧向倾斜半径Q在圆的轴线上的起点和在车辆的左边缘(4)处的终点都不同，在该示例中，该终点与道路的左边缘(4)重合。在车辆小于道路(1)的情况下，侧向倾斜半径Q基于穿过车辆的右车轮(7)和左车轮(6)到圆心(10)的假想线，侧向倾斜半径Q仅从圆心到最靠近弯道的车轮(在这种情况下为左车轮(6))的距离获得。考虑到道路的坡度，存在不同的半径，道路的坡度越大，半径就越不同。
基于车辆的右车轮(7)和左车轮(6)的角速度必须相同的假设，对于各个车轮的当前角速度ω(t)获得以下关系：
Figure BDA0003799577670000101
因此，当前角速度是从左车轮(6)的当前速度v(1)获得的，该速度v(1)必须等于速度为v(2)的右车轮(7)的角速度。该方程可以根据侧向倾斜半径Q求解，并给出：
Figure BDA0003799577670000102
基于该方程，当前倾斜角度α可由下式获得
Figure BDA0003799577670000103
这种关系是在假设车轮距离d与侧向倾斜半径Q相比非常小的情况下获得的。
图3描述了与图1和图2相同的情况，为了清楚起见，省略了道路。道路的当前曲率半径K从距离(9，6)获得，即从圆的中心轴线到离弯道最远的车轮，即右车轮(6)。侧向倾斜半径Q从距离(10，7)获得，即从圆的中心轴线到车辆的左轮(7)。如上所示，可以从两个变量K和Q中确定道路的当前侧向倾斜角度α。
图4示意性地示出了根据本发明的驾驶员辅助***的根据本发明的实施例。示出了具有带霍尔传感器(13)的后车轮的车辆(2)。此外，车辆(2)具有ECU(电子控制单元，12)形式的控制单元和GPS模块(11)或摄像头(11)。该***的各个部件至少经由控制单元(12)电连接，并且ECU(12)被设置成执行根据本发明的方法的所需步骤，并且使用摄像头/GPS数据和车轮的速度数据来确定道路(1)的倾斜角度。
附图标记列表
1 道路
2 车辆(后视图)
3 车辆轴线
4 道路的左界限
5 道路的右界限
6 车辆的左车轮
7 车辆的右车轮
8 弯道的中心
9 道路的曲率半径K
10 侧向倾斜半径Q
11 GPS传感器或摄像头
12 ECU
13 带速度传感器的后车轮。

Claims (11)

1.一种用于借助车辆(2)确定道路(1)的当前侧向倾斜角度α的方法，至少包括以下步骤：
a)确定所述道路(1)的当前曲率半径K；
b)测量所述车辆(2)的至少两个不同车轮(6、7)的当前速度v(1,2)，所述车轮(6)中速度为v(1)的一个更靠近所述道路(1)上弯道的当前中心(8)；
c)基于当前的车轮速度v(1)、车轮距离d和在方法步骤b)中测量的车轮速度之间的差来计算所述道路(1)的当前侧向倾斜半径Q；
d)使用在方法步骤a)中确定的曲率半径K和在方法步骤c)中计算的当前侧向倾斜半径Q的商来计算所述道路(1)的当前倾斜角度α。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在方法步骤c)中使用以下公式I来确定所述道路(1)的当前侧向倾斜半径Q：
Figure FDA0003799577660000011
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述道路(1)的当前倾斜角度α在方法步骤d)中使用以下公式II来确定：
Figure FDA0003799577660000012
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，在方法步骤b)中测量一个车轴的车轮(6、7)的速度。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，在方法步骤b)中测量的速度根据相应车轮(6、7)的轮胎压力进行调整。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，方法步骤b)-d)仅在方法步骤a)中所述道路(1)的当前曲率半径K小于或等于3000m的情况下执行。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述道路(1)的当前曲率半径K在方法步骤a)中由GPS或摄像头数据确定。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法作为用于监控和/或控制车辆(2)的例程的一部分的用途。
9.一种驾驶员辅助***，具有至少两个带有速度传感器(13)的车轮、控制单元(12)、GPS模块(11)或摄像头(11)，所述控制单元(12)与所述车轮的速度传感器(13)和摄像头(11)或GPS模块(11)电接触，并且所述控制单元(12)被设置成执行根据权利要求1至7中任一项所述的方法。
10.根据权利要求9所述的驾驶员辅助***，所述驾驶员辅助***被设置为假定以当前车辆速度经过下一个弯道的安全性评估，所述安全性评估作为当前车辆速度vcurrent的函数，kfric为道路的侧向摩擦系数，g为重力加速度，Kfollowing为就在前方的道路的曲率半径K，t为选定的时间点，Δt为时间间隔，Cexp为实验因子，并且根据以下数学关系：
Figure FDA0003799577660000021
并且，在车辆速度的平方大于数学关系的右边部分的情况下，则向驾驶员发出警告或降低所述车辆的速度。
11.一种车辆(2)，具有根据权利要求9或10所述的驾驶员辅助***。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019003238B4 (de) * 2019-05-08 2023-04-20 Mercedes-Benz Group AG Fahrzeugortung durch Kartenabgleich unter Berücksichtigung eines Straßenprofils
KR20220141413A (ko) * 2021-04-13 2022-10-20 현대자동차주식회사 도로 상태 감지 방법 및 그 방법을 제공하는 자동차 시스템
JP2023035647A (ja) * 2021-09-01 2023-03-13 株式会社Subaru 車両姿勢算出装置及びヘッドライトの光軸制御装置

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5710704A (en) * 1994-11-25 1998-01-20 Itt Automotive Europe Gmbh System for driving stability control during travel through a curve
JP3209100B2 (ja) * 1996-07-15 2001-09-17 トヨタ自動車株式会社 車両用走行状態予測装置及びこれを用いた警報装置
JP3393427B2 (ja) * 1996-09-30 2003-04-07 三菱自動車工業株式会社 カーブ半径推定装置及びカーブ半径推定装置付き自動操舵制御システム
JP3485239B2 (ja) 1997-09-10 2004-01-13 富士重工業株式会社 車両運動制御装置
US7437230B2 (en) 2003-03-20 2008-10-14 Hemisphere Gps Llc Satellite based vehicle guidance control in straight and contour modes
JP2004294142A (ja) * 2003-03-26 2004-10-21 Nissan Diesel Motor Co Ltd 走行経路情報記憶装置
US6816804B1 (en) * 2003-06-04 2004-11-09 Visteon Global Technologies, Inc. System and method for estimating velocity using reliability indexed sensor fusion
DE10325548B4 (de) * 2003-06-05 2005-07-14 Munnix, Pascal, Dipl.-Ing. Vorrichtung und Verfahren zum Messen von Bewegungsgrößen eines Kraftfahrzeugs
JP2008256577A (ja) * 2007-04-06 2008-10-23 Kenwood Corp 車載用ナビゲーション装置
US8489287B2 (en) * 2010-12-31 2013-07-16 Automotive Research & Test Center Vehicle roll over prevention safety driving system and method
DE102014013585B4 (de) 2014-09-13 2020-11-05 Audi Ag Verfahren zum Kontrollieren eines Verhaltens eines Fahrzeugs
DE102015002603B4 (de) * 2015-02-28 2017-08-17 Audi Ag Verfahren zum Kompensieren einer Neigung
DE102016204018A1 (de) 2016-03-11 2017-09-14 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Querneigung einer Fahrbahn
CN108569289A (zh) * 2017-05-19 2018-09-25 浙江工业职业技术学院 一种车载雷达及其逼近探测和目标判别方法
KR102317185B1 (ko) * 2017-06-14 2021-10-26 현대자동차주식회사 차량, 및 그 제어방법
JP7132703B2 (ja) 2017-09-12 2022-09-07 日立Astemo株式会社 車両運動状態推定装置、車両運動状態推定システム、車両運動制御装置および車両運動状態推定方法
JP6971833B2 (ja) * 2017-12-25 2021-11-24 三菱電機株式会社 走行速度算出装置
JP7087564B2 (ja) * 2018-03-29 2022-06-21 トヨタ自動車株式会社 カント推定方法
US10703373B2 (en) 2018-08-24 2020-07-07 Ford Global Technologies, Llc Vehicle velocity control
DE102018222227A1 (de) 2018-12-19 2020-06-25 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zum Anpassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit
JP2022171384A (ja) * 2021-04-30 2022-11-11 トヨタ自動車株式会社 車両制御装置
KR20230092060A (ko) * 2021-12-16 2023-06-26 현대자동차주식회사 차량용 최적 배터리 효율 운전 제어 방법

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