用于道路表面状况检测的设备制造技术

公开了一种设备，用于表面特性或状况的检测，特别是水、雪和冰的检测，并特别借助于安装在各个车辆上的检测器装置来读取表面，并将来自所述车辆的数据，优选地与所述车辆的位置数据一起发送，以由其它车辆的驾驶员使用，以便于警告所述车辆前的滑的道路状况。根据特定的方面已认识到，由例如表面上的冰或水镜面反射的偏振光保持其偏振，而漫反射的偏振光在很大程度上变成去偏振的事实可被用来分离两种类型的反射并因此提供用于表面特性的紧凑得多的传感器设备，其中所述光可接近于或平行于道路表面的法线而发射。

Device for detecting road surface condition

A device is disclosed for detecting surface characteristics or conditions, especially the detection of water, snow and ice, and especially by means of detector means mounted on individual vehicles to read data from the surface, and the vehicle position data, preferably with the vehicle a send to use the drivers of other vehicles, in order to warn the vehicle in front of the slippery road conditions. According to the specific aspect has been recognized, such as ice or water by polarized light reflected on the surface to maintain its polarization, and polarized diffuse largely to the fact that the polarization can be used to reflect the two types of separation and thus provide a much more compact sensor device for surface properties, which are normal the light can be close to or parallel to the road surface and emission.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及表面特性或状况的检测，特别是水、雪和冰的检测，并且特别涉及借助于安装在各个车辆上的检测器来读取表面。根据本专利技术的一个方面，检测到的特性优选地与该车辆的位置数据一起从该车辆被发送以由其它车辆的驾驶员使用，以便于警告该车辆前的滑的道路状况。
技术介绍
用于确定道路表面特性的检测器是本领域公知的，包括沿路边和在表面以上设置的静止检测器，在道路表面之下设置的检测器以及在车辆上设置的检测器。无接触测量的简单原理由Decker公开在US 4,274,091中，其中通过具有调制盘(chopper wheel)的光发射器将一系列光脉冲指向道路表面，并且利用一个接收器来测量反射光的强度。该接收器所测量的信号的振幅指示在道路表面上冰的存在或不存在。另一种原理由Fukamizu等公开在US 4,690,553中，其中红外光发射器将光线指向道路表面，并且设置了两个接收器以分别测量镜面反射光和散射或漫反射光。来自两个接收器的输出比率提供了道路表面特性的信息。利用红外光反射来测量道路表面特性还从例如DE 2,712,199、EP0,005,696及DE 3,023,444中得知。其它原理涉及如由Hiroshi和Masami在日本专利申请JP 03-110408中公开的声波的使用，微波的使用例如由Kates和Bulter公开在US5,652,522中并且由Overall和deKoning公开在US 3,836,846中，微波结合激光束的使用由Takaharu在日本专利申请JP 06-307838中公开，红外光的多波长区的使用在US 5,218,206中和US 5,962,853中公开。所有公开的测量原理和其它类似原理可被用于本专利技术的设备和系统。传感器的不同设置每个都有其缺陷。沿路边和在道路表面以上设置的传感器必须在道路表面以上约4.5米以允许所有类型的车辆通过，并且传感器和道路表面之间的空气将受到由经过的车辆从道路表面升起的颗粒的污染，特别是当道路表面是湿的或覆盖有雪橇(sled)或雪时，并且在滑的表面状况的警告重要的天气状况下传感器的可靠性因此是低的。嵌在道路表面中并通过透明盖从下方测量其特性的传感器经历盖的上表面的污染和划痕的产生，由此破坏传感器的工作。安装在车辆上的传感器从接近于道路表面的上方测量，但仅提供关于在该车辆的位置处的道路表面特性的信息，这对于车辆驾驶员经常是过迟的以至于不能采取措施，特别是在变化的道路表面特性下和在仅道路表面的局部区域有滑的状况的天气状况期间。因此，本专利技术的目的是提供一种设计，用于在有关天气状况下以高可靠性来确定道路表面特性，并在车辆驾驶员进入特性被确定的区域之前提供有关数据给他们。该目的由本专利技术通过为车辆配备用于安装在车辆中的道路表面传感器设备来实现，如以上所讨论的，所述设备包括用于对道路表面的表面特性进行无接触检测并相应地提供输出的检测器装置，其中所述设备进一步包括发送装置，用于从所述检测器装置接收所述输出并执行对基于它的道路表面特性数据到所述车辆外部的接收器的无线发送；无线接收器装置，适于接收来自类似于该设备本身的设备，即静止的或设置在其它车辆上的设备的发送装置的数据的无线电发送；以及数据输出装置，用于接收来自所述接收器装置的输入并基于它来呈现所述车辆的驾驶员可知觉的输出。利用该解决方案，可提供多个移动传感器的系统，所述多个移动传感器被设置得很接近于车辆所行驶的道路表面部分，并且它们可由此从最有利的位置确定道路表面的有关特性。这些很可靠的数据被发送和接收，以便所述系统作为整体为一区域的至少部分道路表面保持可靠数据，并在车辆驾驶员进入该区域前可将这些数据发布给他们，其中所述数据被确定而无需如在EP 0 720 137中所公开的中心静止单元来处理所发送的数据并将结果发送给车辆中的各个单元。用于安装在例如车辆上的公知表面状况传感器的另一个问题是它们对所述传感器和所述表面之间的距离很敏感，因为向所述表面发射的光具有与表面法线的角度。而且，在检测镜面反射光和散射或漫反射光的传感器的情况下，用于该两种类型反射的检测器之间的竖直距离对于获得二者之间的空间分隔是必要的并且不能获得紧凑的传感器设备。因此，本专利技术的目的是提供一种克服了这些公知问题和缺陷的传感器设备。这利用根据本专利技术的一个方面的传感器设备来实现，其中已认识到，经镜面反射的偏振光保持它的偏振，而经漫反射的偏振光在很大程度上变成去偏振的事实可被用来分离两种类型的反射并因此提供紧凑得多的传感器设备，其中所述光可接近于或平行于道路表面法线来发射。而且，基于对镜面反射光以及漫反射光的检测的传感器设备经历水以及冰增强镜面反射并且二者之间的区分相当不确定的缺陷，并且因此本专利技术的目的是提供一种该不确定性被减小的传感器设备。这是由本专利技术的一个方面提供的，其中这样的设备与一个或多个其它测量设备组合，所述测量设备本身是简单的并且不足以提供用于表面特性的可靠数据，但其与检测镜面和漫反射光的设备组合可以产生高确定性的表面特性数据。本专利技术的其它优点，优选的实施例和其改进以及相关的优点在以下公开。
技术实现思路
因此，本专利技术在第一方面涉及一种用于安装在车辆中的道路表面特性设备，包括传感器设备，具有指向道路表面的辐射发射器和用于检测从道路表面反射的辐射并相应地提供输出的至少一个检测器，以及用于处理来自所述至少一个检测器的输出以确定道路的表面特性并相应地提供输出的数据处理装置，发送装置，用于接收来自传感器设备的所述输出并进行对基于它的道路表面特性数据到车辆外部的接收器的无线发送，其中所述设备进一步包括无线接收器装置，适于接收来自与所述设备本身类似的设备的发送装置的数据的无线电发送，以及数据输出装置，用于接收来自接收装置的输入并基于它来呈现车辆驾驶员可知觉的输出。如先前讨论的，辐射可以是声波的或电磁的，或其组合，并且优选的是使用红外范围内的辐射，因为红外光的反射和散射对冰粒的出现特别敏感。另一个优选实施例包括多个接收器，如线性或二维CCD(电荷耦合器件)照相机或其他照相机设备，其中来自接收器的输出的模式被分析。发送器可以是任何类型的基于无线电的发送器，但优选的是使用公用无线数据通信网络作为用于蜂窝电话和数据传输的网络，如GSM(全球移动通信系统)或GPRS(通用分组无线电业务)。该设备将与同一道路上或同一区域中的一个或多个车辆中的设备，或可选地还有静止设备，一起构成用于道路表面特性数据的采集和发布的网络，并且来自该网络的输出的质量将因为每个额外的参与者而得到改善。另外重要的是注意数据的收集是连续的并且有用数据是从正缓慢移动或在停顿状态的车辆中的设备收集的，这通常是道路滑时的情况。优选地，所述设备包括位置装置，用于产生用于估计所述设备的当前位置的位置数据，并且设置发送装置以发送所述位置数据。因此，可以立即进行道路表面特性数据与所述位置数据的耦合。位置数据的另一个用途是过滤来自系统其他设备的数据以获得用于各个设备的有关接收和显示的数据。该过滤可以在本地发生在该设备本身中，其例如接收来自所有类似设备的数据，或所述过滤可以基于从诸设备接收的位置数据集中执行。此外，还优选的是确定道路表面特性数据的时间被产生并与所述数据相关联。位置装置可以是许多不同公知位置确定装置之本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于安装在车辆中的道路表面特性设备，包括传感器设备，具有指向道路表面的辐射发射器和用于检测从所述道路表面反射的辐射并相应地提供输出的至少一个检测器，及用于处理来自所述至少一个检测器的输出以确定道路的表面特性并相应地提供输出的数据 处理装置，发送装置，用于接收来自所述传感器设备的所述输出并进行对基于它的道路表面特性数据到所述车辆外部的接收器的无线发送，特征在于所述设备还包括无线接收器装置，适于接收来自与所述设备本身类似的设备的发送装置的数据的无 线电发送，以及数据输出装置，用于接收来自所述接收器装置的输入并基于它来呈现所述车辆的驾驶员可知觉的输出。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰克弗里德肖夫，
申请(专利权)人：利瓦斯有限责任公司，
类型：发明
国别省市：DK[丹麦]