用于具有底盘部分和位于底盘部分上的驾驶室部分的车辆的控制装置、控制方法和计算机程序产品与流程

1.本发明涉及车辆控制领域，这些车辆具有驾驶室部分和位于底盘部分上的驾驶室部分。本发明尤其涉及对这种车辆的自动化控制，以便在物体识别方面改进车辆的驾驶员辅助系统，更确切地说以便改进车辆的车辆状态的稳定性。


背景技术：

2.在道路交通中通常无法避免车道表面具有结构缺陷(例如不平坦)。在这样的情况下，车辆有时会相对于车道表面产生部分剧烈的振动。在人员运输中，这有时会导致剧烈的离心运动，从而可能导致对车辆乘员的身体伤害。在货物运输中，货物可能会相互碰撞或者与车辆内壁发生碰撞，从而损坏货物。
3.为了抵抗道路轮廓的不平坦，de 10 2010 013 339 a1建议使用图像检测单元，该图像检测单元预先确定不平坦。基于检测结果，以如下方式来操控马达支座，使得马达支座的运行参数可以与当前车道相适配。
4.然而，这种控制机构由于结构方式而无法充分抵抗车辆的振动。
5.因此，本发明的基本目的在于，改进从现有技术已知的车辆的控制机构以使由车道不平坦引起的车辆振动最小化。
6.该目的通过根据独立权利要求所述的控制装置和控制方法以及计算机程序产品来实现。
7.该控制装置例如是电子控制单元(英文：electronic control unit，ecu)。要借助于控制装置控制的车辆优选地是载重车辆。当车辆在车道上驻留或行驶时，车辆的底盘部分或底盘通过车轮与车道相接触。驾驶室部分布置在底盘部分上，并且在车道不平的情况下可以从其正常位置偏转。
8.图像传感器是例如摄像头，例如立体和/或全景可视摄像头。替代性地或附加地，可以使用激光雷达(lidar)传感器、雷达传感器和/或超声波传感器。图像传感器检测车辆的周围环境(例如车辆前方的车道)并产生相应的图像数据。
9.车辆状态传感器被设计成用于确定车辆状态参数，例如行驶速度、加速度、扭矩、车轮转速、底盘部分的倾斜角、驾驶室部分的倾斜角、轮胎压力、转向角、在车辆的装载面上的主要负载的重量。由此产生对应的车辆状态数据。
10.该分析单元分析接收到的图像数据和/或车辆状态数据，该分析单元可以包括中央处理器(英文：central processing unit，cpu)或图形处理器(英文：graphics processing unit，gpu)。
11.当该分析单元分析所述图像数据时，该分析单元优选地从所述图像数据中提取图像传感器的误差设置，例如涉及摄像头的视场、焦距、图像亮度、图像的颜色对比度、图像传感器的位置和/或对齐方式。这进而表明车辆状态的设定有误差，该设定误差归因于驾驶室部分与底盘部分之间的相对运动。相对运动可以是振动、驾驶室部分从其静止位置的偏转
和/或相对旋转。基于该分析，该分析单元产生第一控制信号，以抵抗基于图像数据检测到的有误差的车辆状态，更确切地说抵抗检测到的底盘部分与驾驶室部分之间的相对运动。将第一控制信号从信号输出单元输出至车辆或该车辆的机电式的控制和/或调节元件。
12.根据本发明的这种措施是有利的，因为由此更有效地抵抗了车辆的振动。在不平坦的车道上行驶时，车辆的各个部分可能相对于彼此而振动。尤其是在具有底盘部分和位于底盘部分上的驾驶室部分的车辆中，例如这在载重车辆中情况如此，即使底盘部分抵抗由于车道不平坦而引起的振动，驾驶室部分仍可能经受剧烈的振动。为了解决这个问题，根据本发明的控制装置能够基于图像数据产生控制信号，该控制信号抵抗驾驶室部分与底盘部分之间的相对运动。
13.当分析单元执行车辆状态数据分析时，分析单元优选从中提取车辆状态的有误差的设定，例如涉及：行驶速度、加速度、车辆或驾驶室的倾斜角、驾驶室部分相对于底盘部分或车道的振动和/或车轮转速。这进而表明图像传感器的设定有误差。图像传感器的设定可以涉及摄像头的视场、焦距、图像亮度、颜色对比度、图像传感器的位置和/或取向。基于此，分析单元产生第二控制信号，以校正图像传感器的设定或使其与当前车辆状态相适配。将该第二控制信号从该信号输出单元输出至图像传感器或输出至图像传感器与之连接的通信接口。
14.由此，可以有效地校正图像传感器产生的图像的检测区域，而不必使用复杂且昂贵的算法。由此有利地改进基于图像传感器的物体识别，这种物体识别例如被使用在驾驶员辅助系统或自主驾驶系统中。这里也不需要修正有误差的车辆状态参数来保证传感器图像的品质。
15.在从属权利要求中给出了有利的设计方案和改进方案。
16.根据另一实施方式，所述分析单元被设计成：一旦所述分析单元检测到在所述底盘部分与所述驾驶室部分之间所提取的振动达到预先限定的阈值，就产生所述第二控制信号。
17.该预先限定的阈值例如可以与振动的频率、偏转方向和/或振幅有关。以此方式，根据本发明的控制装置是特别精确的。
18.根据另一实施方式，所述分析单元被设计成：一旦所述分析单元检测到所提取的所述视场与预先限定的视场(参考视场)偏离预先限定的容差，就产生所述第一控制信号。
19.该参考视场优选地对应于例如当车辆或驾驶室部分没有振动时车辆状态无误差的情况。该预先限定的容差可以涉及视场的半径、长度、宽度、中心点位置、形状。
20.根据另一实施方式，该第一控制信号被设计成用于操作调节单元，尤其是操作阻尼调节单元的一个或多个调节元件。
21.调节元件例如可以包括致动器，该致动器允许主动影响驾驶室状态，尤其是影响底盘部分或底盘与驾驶室部分之间、或者底盘与车轮中的一个车轮之间的相对运动。例如，致动器可以控制一个或多个伺服电机和/或液压缸。通过这种方式，可以随时主动抵抗驾驶室部分与底盘部分之间的振动。所使用的调节回路可以通过控制装置或分析单元与图像传感器共同作用，从而激活影响车辆状态参数的调节，例如驾驶室部分的主动阻尼调节，直到设定无误差(例如，直到图像传感器的所提取的视场与参考视场之间的偏差低于预先限定的阈值)。
22.用于控制传感器组件的根据本发明的计算机程序产品被实施成被加载到计算机的存储器中并且包括软件代码部分，当该计算机程序产品在计算机上运行时，利用这些软件代码部分实施用于控制传感器组件的根据本发明的方法的方法步骤。
23.程序属于处理数据的系统(例如分析装置或计算机)的软件。软件是程序和所属的数据的总合概念。硬件是对软件的补充。硬件表示处理数据的系统的机械和电子取向。计算机是一种分析装置。
24.计算机程序产品通常包括命令序列，在程序被加载的情况下，通过该命令序列来促使硬件执行特定方法，该特定方法导致特定结果。当在计算机上使用所涉及的程序时，该计算机程序产品产生上述技术效果。
25.根据本发明的计算机程序产品与平台无关。也就是说，可以在每个任意的计算平台上实施该计算机程序产品。优选地，在根据本发明的分析装置上实施该计算机程序产品以检测车辆的周围环境。
26.软件代码段可以以任意的编程语言书写，例如以python。
27.现在示例性地并且参照附图描述实施方式。在附图中：
28.图1示出根据设计方案的控制装置的示意图；
29.图2示出来自图1的控制装置在车辆中使用的示意图；以及
30.图3示出驾驶室部分向前倾斜的车辆的示意图。
31.在附图中，相同的附图标记涉及相同或功能类似的参考部件。在各个附图中分别标出了重要的参考部件。
32.图1示出了根据设计方案的控制装置10的示意图。控制装置10被用于车辆50，该车辆具有底盘部分501和位于底盘部分501上的驾驶室部分502。车辆50在此示例性地被示出为载重车辆。
33.控制装置10包括：第一数据接口12，用于接收由图像传感器22产生的图像数据；以及第二数据接口14，用于接收由车辆状态传感器32产生的车辆状态数据。
34.控制装置10还包括分析单元16，该分析单元用于分析图像数据和/或车辆状态数据。基于对该图像数据的分析，由分析单元16产生第一控制信号161，该第一控制信号被设计成用于抵抗底盘部分501与驾驶室部分502之间的相对运动。基于对该车辆状态数据的分析，产生第二控制信号162，该第二控制信号被设计成用于校正图像传感器22的设定。最后，控制装置10包括信号输出单元18，该信号输出单元用于输出第一控制信号和/或第二控制信号161、162。这里示例性地示出了将相应的控制信号161、162输出至车辆50。替代性地，能够将第一控制信号161输出至机电式的调节单元42、44。附加地或替代性地，能够将第二控制信号162输出至图像传感器22或对其进行设定的设备(例如基于云的中央控制单元)。
35.控制装置10可以集成在车辆50中，如图2中更详细地示出的。替代性地，控制装置10可以被设计为与车辆50独立的装置，该装置经由通信介质、更确切地说通信信道(诸如wlan、nfc、蓝牙、ir)与车辆50、图像传感器22和/或车辆状态传感器32通信。
36.图2中示出了图像传感器22被安装到车辆50、特别是被安装到车辆50的驾驶室部分501上的示例。此外，车辆状态传感器32同样被安装到驾驶室部分501上。替代性地，这两个传感器22、32中的至少一个传感器能够被布置在车辆50或驾驶室部分501的外部。
37.图3示出了车辆50的示意图，其中驾驶室部分501由于振动而向前倾斜。以虚线展
示了驾驶室部分501的静止位置以用于比较的目的。与驾驶室部分501的倾斜位置和静止位置相对应地示出了视场221或参考视场222。
38.当分析单元16执行图像数据分析时，分析单元从图像数据提取图像传感器22的有误差的设定。如图3中示例性地示出的，有误差的设定涉及所使用的摄像头22的视场221。这进而表明车辆状态的设定有误差，该设定误差归因于驾驶室部分501(在图3中以实线展示)与底盘部分502之间的相对运动。这种相对运动尤其可能由车辆50的振动引起，其中还须对驾驶室部分501相对于底盘部分502的振动进行补偿。基于该分析，分析单元16产生第一控制信号161，以抵抗底盘部分502与驾驶室部分501之间的相对运动。
39.如图1至图2中示例性地示出的，能够将第一控制信号161从信号输出单元18输出至机电式的调节单元，尤其是输出至车辆的用于减振的调节元件42、44。在此处使用的调节机构中，能够将由图像传感器/由摄像头22实时检测到的具有时间增量的当前视场221与参考视场222进行比较。可以持续进行阻尼调节直到当前视场221与预先限定的容差相匹配。
40.附图标记清单
41.10
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控制装置
42.12
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第一数据接口
43.14
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第二数据接口
44.16
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分析单元
45.161
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第一控制信号
46.162
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第二控制信号
47.18
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信号输出单元
48.22
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图像传感器
49.221
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视场
50.222
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参考视场
51.32
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车辆状态传感器
52.42，44
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调节单元
53.50
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车辆
54.501
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驾驶室部分
55.502
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底盘部分