确定车辆的车辆速度和/或滑移。处理器接收由图像传感器使用光学透镜捕获的行进表面的至少第一图像和第二图像。这些图像用于确定一个或多个像素在第一方向和第二方向上行进的距离。这些距离连同图像传感器的采样率决定了第一方向和第二方向上的像素速度。第一方向上的像素速度、第二方向上的像素速度或这两个方向上的像素速度可以用于计算车辆速度、侧向滑移角或纵向滑移。也可以使用第二图像传感器、第二光学透镜和第二处理器捕获轮胎表面的图像来以类似方式确定轮胎速度。这些车辆参数可以用于对车辆进行测试或操作，包括在操作期间修改车辆行为。间修改车辆行为。间修改车辆行为。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用光流技术进行车辆的速度确定和滑移确定
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2020年7月8日提交的美国临时申请第63/049，483号和2020年10月6日提交的美国临时申请第63/088，033号的优先权，其中这两份申请中的每一份申请的全部内容均通过引用并入本文。
[0003]本公开总体涉及使用光流技术确定用于车辆使用和车辆性能改进的速度值和滑移值。
技术介绍
[0004]车辆测试和评估通常需要对操作车辆进行实时性能监测。这通常包括确定车辆和/或车辆轮胎的实际或真实速度。传统上通过在操作期间监测车辆车轮的旋转来确定速度。真实速度通常与以这样的方式确定的速度不同。
技术实现思路
[0005]本文教导的一方面是一种方法，该方法包括：接收由图像传感器使用光学透镜捕获的行进表面的图像序列，其中图像传感器布置在车辆上，且车轮与行进表面接触，图像传感器具有采样率，并且光学透镜布置在图像传感器与行进表面之间。该方法还包括：通过比较所述序列中的至少两个图像来确定一个或多个像素沿着行进表面在纵向方向上行进的第一距离；通过比较所述序列中的至少两个图像来确定一个或多个像素沿着行进表面在横向方向上行进的第二距离；使用所述第一距离和所述采样率来确定纵向方向上的第一像素速度；以及使用所述第二距离和所述采样率来确定横向方向上的第二像素速度。此外，该方法包括确定以下项中的至少一项：使用第一像素速度或第二像素速度中的至少一个像素速度来确定车辆速度；使用所述第一像素速度和所述第二像素速度来确定侧向滑移；或使用所述第一像素速度和轮胎速度来确定纵向滑移；以及输出所述车辆速度、所述侧向滑移或所述纵向滑移中的至少一项，以便修改车辆操作。
[0006]本文教导的一方面是一种装置，该装置包括：图像传感器，其布置在车辆上，且至少一个车轮与行进表面接触，该图像传感器具有采样率；光学透镜，其布置在图像传感器与行进表面之间；以及处理器，其耦合到图像传感器。该处理器被配置用以：接收由图像传感器使用光学透镜捕获的行进表面的图像序列；通过比较所述序列中的至少两个图像来确定一个或多个像素沿着行进表面在纵向方向上行进的第一距离；通过比较所述序列中的至少两个图像来确定一个或多个像素沿着行进表面在横向方向上行进的第二距离；使用所述第一距离和所述采样率来确定纵向方向上的第一像素速度；使用所述第二距离和所述采样率来确定横向方向上的第二像素速度，使用所述第一像素速度和所述第二像素速度来确定侧向滑移；或使用所述第一像素速度和轮胎速度来确定纵向滑移；以及输出所述车辆速度、所述侧向滑移或所述纵向滑移中的至少一项，以便修改车辆操作。
[0007]本文教导的另一方面是一种装置，该装置包括：图像传感器，其布置在车辆上，且至少一个车轮与行进表面接触，该图像传感器具有采样率；光学透镜，其布置在图像传感器与车轮表面之间；以及处理器，其耦合到图像传感器。该处理器被配置用以：接收由图像传感器使用光学透镜捕获的车轮表面的图像序列；通过比较所述序列中的至少两个图像来确定一个或多个像素在纵向方向上行进的第一距离；通过比较所述序列中的至少两个图像来确定一个或多个像素在横向方向上行进的第二距离；使用所述第一距离和所述采样率来确定纵向方向上的第一像素速度；使用所述第二距离和所述采样率来确定横向方向上的第二像素速度；使用所述第一像素速度来确定轮胎纵向速度；使用所述第二像素速度来决定轮胎横向速度；以及输出所述轮胎纵向速度或所述轮胎横向速度中的至少一个速度，以便修改车辆操作。
[0008]下面参考附图进一步详细描述本文教导的这些和其它方面的细节。
附图说明
[0009]当结合附图阅读时，从以下详细描述可以最佳地理解本公开。需要强调的是，根据惯例，图纸的各种特征不按比例绘制。相反，为了清楚起见，各种特征的尺寸被任意扩大或缩小。此外，除非上下文中另有说明或明确，否则相同的附图标记指代相同的元件。
[0010]图1A是根据本文教导的用于确定车辆参数诸如车辆速度、滑移等的装置的示意图。
[0011]图1B是图1A的装置的硬件的示例的图。
[0012]图2是根据本文教导的确定车辆参数的方法的流程图。
[0013]图3是可以将图1A和图1B的装置如何安装在车辆上的图。
[0014]图4A是图2的方法中的第一像素速度确定的示例。
[0015]图4B是图2的方法中的第二像素速度确定的示例。
[0016]图5是传感器输出与车辆速度的关系图，其示出了用于在图2的方法中确定车辆速度的校准。
[0017]图6是示出在图2的方法中使用如相对于图4A和图4B所描述的那样确定的第一像素速度和第二像素速度的不同值进行侧向滑移确定的关系图。
[0018]图7是利用激光探测器或声纳探测器的高度感测系统的图示。
[0019]图8是利用惯性测量器件的高度感测系统的图示。
[0020]图9是用于图1A和图1B的装置的校准装置的图示。
具体实施方式
[0021]如上所述，基于对车轮速度的监测的速度测量容易由于轮胎在行进表面上的滑移而导致不准确。由于行进表面处的变形导致的侧壁的剪切变形和轮胎胎面的滑移的结果是，旋转车轮的测量距离小于根据完美轮胎的旋转而计算的值。这种滑移会导致基于车轮旋转测量的速度(以及类似地速率)计算中的误差。此外，在车辆的转弯期间，横向力或侧向力作用在与道路接触的接触表面处的轮胎上。这些横向力会导致车轮相对于车轮平面以一定角度移动和滑移。这进一步引入了基于车轮旋转的车辆速度计算中的不准确度。车辆的制动或加速增加滑移度，并且进一步降低车辆速度测量的准确性。
[0022]对于车辆评估和车辆测试两者以及对于客户使用诸如防抱死制动器等功能部件而言，准确确定车辆速度很重要。偏离真实速度会对这些部件的性能产生负面影响，并且可能导致车辆测试结果不准确。此外，诸如在防抱死制动或利用车辆速度来调整其自身操作性能的其它车辆部件中，车辆性能特点可以由额外的车辆部件用来改进它们的操作。
[0023]准确的纵向车辆速度测量的方法已经包括机械第五轮技术。第五车轮，诸如自行车式车轮，安装在车辆上用于测量速度。在消费者使用车辆期间，这种方法通常不适合用在车辆上。此外，由于在起伏不平的道路上以及在转弯时不规则的第五轮运动，这样的测量器件并不总是准确地反映真实速度。
[0024]全球定位系统(GPS)已用于以合理的准确度测量真实车辆速度和速率。然而，准确的系统通常非常昂贵。此外，它们只能在轨道卫星有清晰信号路径可用的情况下才能准确操作。这阻止它们在隧道或其它障碍位置操作。此外，当车辆正在转弯或正在有边坡的路面上行驶时，GPS系统不能准确测量侧向滑移。由于这些原因，GPS系统不适合于测量许多测试场景和操作系统中所期望的真实车辆速度和滑移。
[0025]复杂的光学系统可以用于测量真实车辆速度，但是这些系统通常体积庞大、价格昂贵，并且有些系统可能无法直接测量车辆侧向滑移。相反，这些系统利用复杂的计算来本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方法，包括：接收由图像传感器使用光学透镜捕获的行进表面的图像序列，其中，所述图像传感器被布置在车辆上，其中车轮与所述行进表面接触，所述图像传感器具有采样率，并且所述光学透镜被布置在所述图像传感器与所述行进表面之间；通过比较所述序列中的至少两个图像来确定一个或多个像素沿着所述行进表面在纵向方向上行进的第一距离；通过比较所述序列中的至少两个图像来确定一个或多个像素沿着所述行进表面在横向方向上行进的第二距离；使用所述第一距离和所述采样率来确定所述纵向方向上的第一像素速度；使用所述第二距离和所述采样率来确定所述横向方向上的第二像素速度；确定以下中的至少一项：使用所述第一像素速度或所述第二像素速度中的至少一个像素速度来确定车辆速度；使用所述第一像素速度和所述第二像素速度来确定侧向滑移；或使用所述第一像素速度和轮胎速度来确定纵向滑移；以及输出所述车辆速度、所述侧向滑移或所述纵向滑移中的至少一项，以用于修改车辆操作。2.根据权利要求1所述的方法，包括：使用第二装置将所述轮胎速度确定为轮胎纵向速度，所述第二装置包括：第二图像传感器，所述第二图像传感器被布置在所述车辆上，所述第二图像传感器具有第二采样率；以及第二光学透镜，所述第二光学透镜被布置在所述图像传感器与车轮表面之间，其中，确定所述轮胎速度包括：接收由所述第二图像传感器使用所述第二光学透镜捕获的所述车轮表面的图像序列；通过比较所述车轮表面的图像序列中的至少两个图像来确定一个或多个像素在纵向方向上行进的第一纵向距离；使用所述第一纵向距离和所述第二采样率来确定所述纵向方向上的第一像素速度；以及使用所述第一像素速度来确定所述轮胎纵向速度。3.根据权利要求1所述的方法，其中，输出所述车辆速度、所述侧向滑移或所述纵向滑移中的至少一项包括：向牵引力控制系统、防抱死制动系统或向这两者输出所述纵向方向上的车辆速度、所述横向方向上的车辆速度和所述侧向滑移。4.根据权利要求1所述的方法，其中，输出所述车辆速度、所述侧向滑移或所述纵向滑移中的至少一项包括：通过无线通信发送器向所述车辆的外部发送所述车辆速度、所述侧向滑移或所述纵向滑移中的至少一项。5.根据权利要求1所述的方法，包括：通过高度传感器测量所述光学透镜与所述行进表面之间的测量距离；以及使用所述测量距离来调整速度校准值，所述速度校准值用于使用所述第一像素速度或
所述第二像素速度中的至少一个像素速度来确定所述车辆速度。6.一种装置，包括：图像传感器，所述图像传感器被布置在车辆上，其中至少一个车轮与行进表面接触，所述图像传感器具有采样率；光学透镜，所述光学透镜被布置在所述图像传感器与所述行进表面之间；以及处理器，所述处理器被耦合到所述图像传感器，所述处理器被配置用于：接收由所述图像传感器使用所述光学透镜捕获的所述行进表面的图像序列；通过比较所述序列中的至少两个图像来确定一个或多个像素沿着所述行进表面在纵向方向上行进的第一距离；通过比较所述序列中的至少两个图像来确定一个或多个像素沿着所述行进表面在横向方向上行进的第二距离；使用所述第一距离和所述采样率来确定所述纵向方向上的...
【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯，
申请(专利权)人：密西根科技公司，
类型：发明
国别省市：
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