用于记录和评价车辆上的碰撞事件的方法和组件
阅读说明：本技术 用于记录和评价车辆上的碰撞事件的方法和组件 (Method and assembly for recording and evaluating crash events on a vehicle ) 是由 J·阿克曼 J·施奈德 J·菲舍尔 K·雷曼 S·F·赫尔曼 于 2021-04-30 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于记录和评价车辆(1)的碰撞事件的方法和组件(10),其中,持续地感测所述车辆(1)的运动信息和/或周围环境信息并且基于所感测的运动信息和/或周围环境信息计算相应的车辆(1)的车身(1A)的当前运动模式,其中,分析评价所述当前运动模式用于探测和感测所述碰撞事件。在此,在所述车身(1A)上探测和感测机械脉冲和/或变形力,其中,基于所感测的机械脉冲和/或所感测的变形力来探测对所述车身(1A)的触碰,其中,基于所计算的运动模式和所探测的对车身(1A)的触碰来记录和评价所述碰撞事件。本发明还涉及一种用于记录和评价车辆(1)上的碰撞事件的组件(10)。(The invention relates to a method and a device (10) for recording and evaluating a crash event of a vehicle (1), wherein movement information and/or ambient information of the vehicle (1) is continuously sensed and a current movement pattern of a body (1A) of the respective vehicle (1) is calculated on the basis of the sensed movement information and/or ambient information, wherein the current movement pattern is evaluated for detecting and sensing the crash event. Here, mechanical impulses and/or deformation forces are detected and sensed on the vehicle body (1A), wherein a touch to the vehicle body (1A) is detected on the basis of the sensed mechanical impulses and/or the sensed deformation forces, wherein the crash event is recorded and evaluated on the basis of the calculated movement pattern and the detected touch to the vehicle body (1A). The invention also relates to an assembly (10) for recording and evaluating crash events on a vehicle (1).)
技术领域
本发明从一种用于记录和评价车辆上的碰撞事件的方法或组件出发。
背景技术
在具有高自动化水平的车辆碰撞中，用于评价法律状况的可靠证据非常重要。这些车辆的驾驶责任大部分或完全由不直接出现在碰撞事件中的操作者负责。这些车辆系统的制造商在产品责任的范围内同样是参与方。可能存在这样的状况：人类证人不存在或提供了冲突的陈述，因此发生碰撞之后的举证责任在于“电子证人”。
由US 2018/0012429 A1已知一种用于碰撞确定的系统和方法。在此，车辆遥控设备包括处理器和存储有碰撞确定应用的存储器，其中，在执行碰撞确定应用时，处理器被指示从安装在车辆中的至少一个传感器获得传感器数据，以便基于传感器数据计算所产生的峰值结果数据，并且基于峰值结果数据生成对于车辆的碰撞评价数据和一组碰撞曲线数据。在此，峰值结果数据描述车辆在第一时间段上的加速度。事故评价数据基于车辆的特性和传感器数据描述车辆被卷入事故的可能性，并且如果事故评价数据超过事故阈值，则将所获得的传感器数据提供给远程服务器系统。车辆遥控设备配备有一个或多个传感器，所述传感器可以确定车辆的速度和/或加速度。此外，车辆遥控设备与车辆数据总线耦合，使得车辆遥控设备可以从与车辆数据总线连接的多个车辆设备获得数据。车辆设备可以包括但不限于发动机传感器、电子控制器(ECU)、交流发电机传感器、振动传感器、电压传感器、氧传感器、GPS接收器(全球定位系统，Global Positioning System)、点火设备、重量传感器和/或器具或加速度确定设备。可以根据由GPS接收器(Global Positioning System)提供的信息来计算车辆速度。GPS接收器还可以使用接收到的信号来确定车辆的地点和/或车辆的路线。
发明内容
本发明的用于记录和评价车辆上的碰撞事件的方法以及本发明的用于记录和评价车辆上的碰撞事件的组件具有以下优点：感测两个数据集并且使这两个数据集在“电子证人”的意义上相关联，以便记录和评价碰撞事件。
在此，第一数据集提供当前运动模式并且第二数据集提供关于对车身的触碰的信息。在评价法律状况时，完整地感测的碰撞时刻车身运动模式起重要作用。“完整的运动模式”在这里应理解为在所有空间方向上以矢量方式感测在碰撞时刻的、带有方向和量值的车身速度。由此，可以在考虑转向角的情况下探测和记录当前行驶方向、侧向打滑或滑移(例如在光滑道路、冰面上)并且尤其也探测和记录在碰撞时刻的车辆静止状态。探测和感测在车身的关键部位上的机械脉冲或变形力作为关于对车身的触碰的信息，例如基于阈值根据在保险杠、侧门槛、侧面部件、车门外部件和/或其他合适的车身部件上所使用的传感器的单个灵敏度或通过模式识别方法
本发明的实施方式使得能够以有利的方式区分，碰撞是由运动的车辆还是由运动的碰撞对方或物体引起。这能够实现相关的情况区分，例如是以自身速度沿行驶方向碰撞还是不由自身车辆运动所触发的碰撞，例如相对于行驶方向的侧面碰撞或在受限的面上的碰撞、例如对车身的踢打或物体的投掷，还是在自身速度高的情况下从后方的碰撞等。
本发明的实施方式提供一种用于记录和评价车辆上的碰撞事件的方法，其中，持续地感测车辆的运动信息和/或环境信息。基于所感测的运动信息和/或环境信息计算相应车辆的车身的当前运动模式，其中，分析评价当前运动模式用以探测和感测碰撞事件。在此，在车身上探测和感测机械脉冲和/或变形力，其中，基于所感测的机械脉冲和/或所感测的变形力来探测对车身的触碰。基于所计算的运动模式和所探测的对车身的触碰来记录和评价碰撞事件。
此外，提出一种用于记录和评价车辆上的碰撞事件的组件。该组件包括：第一子系统，该第一子系统包括至少一个第一传感装置并且实施为用于持续地感测运动信息和/或环境信息；和分析评价和控制单元，该分析评价和控制单元实施为用于基于运动信息和/或环境信息计算相应车辆的车身的当前运动模式。在此，第二子系统包括至少一个第二传感装置并且实施为用于在车身上探测和感测机械脉冲和/或变形力。分析评价和控制单元实施为用于实施本发明的用于记录和评价车辆上的碰撞事件的方法并且基于所感测的机械脉冲和/或所感测的变形力来探测对车身的触碰，其中，分析评价和控制单元进一步实施为用于基于所计算的运动模式和所探测的对车身的触碰来记录和评价碰撞事件。
当前，“分析评价和控制单元”可以理解为处理或分析评价所感测的传感器信号的电器具，例如控制器。为此，分析评价和控制单元可以具有至少一个计算单元、至少一个存储器和至少一个接口，所述接口可以按照硬件和/或软件方式构造。在按硬件方式构造的情况下，接口例如可以是所谓的系统ASIC的包含分析评价和控制单元的各种功能的部分。然而也可能的是，接口是自身的集成电路或者至少部分地由分立结构元件组成。在按软件方式构造的情况下，接口可以是例如和其他软件模块并存于微控制器上软件模块。具有程序代码的计算机程序产品也是有利的，所述程序代码存储在机器可读的载体、例如半导体存储器、硬盘存储器或光学存储器上并且用于当由分析评价和控制单元执行该程序时实施对车辆上的碰撞事件的记录和评价。
当前，“传感装置”理解为包括至少一个传感器元件的结构单元，所述传感器元件直接或间接地感测物理参量或物理参量的变化并且优选将其转化成电传感器信号。这例如可以通过发送和/或接收声波和/或电磁波和/或通过磁场或磁场的变化和/或接收卫星信号例如GPS信号来实现。
各个传感器元件例如可以实施为所谓的“MEMS”(微机电系统，Micro-Electro-Mechanical System)。MEMS是微小的结构元件，这些微小的结构元件可以将逻辑元件和微机械结构结合在芯片中并且可以处理和转发机械信息和电信息。
此外，至少一个第一传感装置可以包括惯性传感器，所述惯性传感器将多个惯性传感器、例如加速度传感器和/或转速传感器在空间上组合。这种惯性传感器例如可以感测多至六个可能的运动学自由度。为此，惯性传感器包括多至三个分别彼此正交的、用于感测在x或y或z方向上的平移运动的加速度传感器(平移传感器)和多至三个彼此正交地安装的、用于感测围绕x或y或z轴的旋转(环绕)运动的转速传感器(陀螺仪传感器)。这种惯性测量单元提供平移运动的三个线性加速度值和转速的三个角速度作为测量值。
也可行的是用于感测车辆环境的摄像系统或光学传感器元件，所述摄像系统或光学传感器元件例如具有摄影板(Fotoplatte)和/或荧光面和/或半导体，所述摄像系统或光学传感器元件探测所接收的波的撞击或强度、波长、频率、角度等，所述光学传感器元件例如是红外传感器元件。也可以考虑声学的传感器元件，例如超声传感器元件和/或高频传感器元件和/或雷达传感器元件和/或对磁场有反应的传感器元件、例如霍尔传感器元件和/或磁阻式传感器元件和/或感应式传感器元件，该感应式传感器元件例如通过由磁感应产生的电压来记录磁场变化。此外，可以将电容式触碰传感器、压电膜、压电的“缆、线”、其电阻由于力作用而变化的膜传感器作为触敏的面系统和/或膜系统或者应变测量条(单个地或作为网络地)用在要害且容易变形的车身部件上的，用于测量可逆的和不可逆的变形。在车辆涂装层中和/或车辆涂装层下方的光导网也可以用于触碰识别。在此，在力作用时实现光强度变化或波长变化。爆震传感装置可以用于感测机械振动和/或声学振动。也可以使用具有频率选择性分析评价功能的麦克风用以识别刮擦过程或钝的冲撞。在制造时，可以将填充有空气或凝胶的通道集成到塑料车身部件中，所述通道使得能够通过压力传感器分析评价由碰撞引起的压力冲击。
关于碰撞类型的以及关于碰撞对方特性的附加可能信息获取不仅与所选择的传感器的类型和数量有关而且与所使用的分析评价算法有关。在此，在设计中，针对系统个别地权衡成本/效益平衡。
通过在优选实施方式中所列出的措施和扩展方案可以有利地改进本发明的用于记录和评价车辆上的碰撞事件的方法和本发明中所说明的用于记录和评价车辆上的碰撞事件的组件。
特别有利的是，记录功能可以记录并且持续地存储碰撞事件。这使得能够简单且低成本地实现“电子证人”。
在本方法的有利构型中，在根据至少一个限定的阈值或根据至少一个限定的模式进行评价时，可以区分和识别不同碰撞类型。在此，例如可以按照触碰面大小和/或按照碰撞对方特性来区分这些碰撞类型。
在该方法的另一有利构型中，当评价得出所感测的机械脉冲或所感测的变形力高于限定的第一阈值或相应于限定的第一模式时，可以启动记录功能并且持续地存储碰撞事件。因此，用于脉冲识别的第一阈值例如能够具有约为0.025牛秒的触发阈值，或者用于力识别的第一阈值例如具有约为0.5牛的触发阈值。附加地或替代地，当评价得出所测量的中心车身加速度高于限定的第二阈值时，可以启动记录功能并且持续地存储碰撞事件。在此，第二阈值例如可以相当于-1.1g的触发阈值。
在该方法的另一有利构型中，为了记录和评价碰撞事件，可以创建和存储数据矩阵。在此，数据矩阵例如可以包括关于当前地理地点、碰撞时刻、车身位置、机械脉冲的量值和/或变形力的量值和车辆在脉冲方向上的速度矢量和/或车辆的轮胎压力状态的参数。此外，可以给数据矩阵增添可信度值，该可信度值可以从至少一个信号源从各个所感测的信号与基于模型的估计的比较中得出。
在该方法的另一有利构型中，可以根据所识别的碰撞类型来激活：紧急停车功能，所述紧急停车功能使车辆减速至静止状态并且停放在道路边缘；或减速功能，所述减速功能使车辆在自身车道中有针对性且受控地减速直至静止状态；或拍摄功能，所述拍摄功能激活至少一个外部摄像机；或通信功能，所述通信功能建立与数据中心和/或服务中心的通信连接；或远程控制功能，所述远程控制功能请求通过服务中心远程控制车辆。因此，例如可以在以自身速度沿行驶方向的碰撞的情况下激活紧急停车功能或减速功能。在相对于行驶方向在侧面、在受限的面上的、不是由自身车辆运动引起的碰撞的情况下，该碰撞例如可能通过对车身的踢打(Tritt)或者物体的投掷而触发，例如可以激活拍摄功能，以便拍摄车辆环境。在自身速度高时从后方的碰撞的情况下，也可以激活减速功能并且实施在自身车道中的受控制动。通过实现这些功能中的至少一个功能或实现这些功能中的多个功能的组合，该方法可以简单地适配于不同的要求和车型。
在该组件的有利构型中，分析评价和控制单元可以根据所识别的碰撞类型实施至少一个记录功能，该记录功能实施为用于将碰撞事件记录和存储在至少一个存储器中。附加地，分析评价和控制单元可以根据所识别的碰撞类型实施紧急停车功能或减速功能或拍摄功能或通信功能或远程控制功能。为此，分析评价和控制单元可以根据所识别的碰撞类型来操控其它车辆系统，以便实施车辆的紧急停车或实施在自身车道中有针对性且受控的直至静止状态的减速，或激活至少一个外部摄像机或建立与数据中心和/或服务中心的通信连接，或请求通过服务中心远程控制车辆。因此，分析评价和控制单元例如可以通过数据总线与安全气囊控制器和/或与制动控制器和/或与通信系统和/或舒适系统和/或与其他合适的车辆系统通信，所述安全气囊控制器为了触发约束系统而实施事故识别，所述制动控制器实施不同制动功能和行驶动态调节，例如防抱死功能、电子稳定程序、防打滑调节等，所述通信系统可以建立与数据中心和/或服务中心的外部通信连接，所述舒适系统例如可以实施自动泊车过程或自动间距调节。为了评价不同的碰撞事件，分析评价和控制单元能够实施用于信号分析、可信性检验和解释的多个不同算法和/或基于模型的估计器，用以重构车辆中的常见脉冲变化曲线以交叉验证所探测的信号。
在该组件的另一有利构型中，第一子系统可以模块化地构建，并且至少一个第一传感装置例如可以包括轮速传感装置和/或加速度传感装置和/或转向角传感装置和/或环境感测传感装置和/或速度传感装置和/或用于感测牵引请求和/或制动请求的传感装置和/或用于求取当前地理位置的定位系统。
在该组件的另一有利构型中，第二子系统可以模块化地构建，并且至少一个第二传感装置可以包括：触碰传感装置，所述触碰传感装置包括触敏面；和/或光导网，所述光导网适用于在力作用时改变光强度和/或光波长；和/或爆震传感装置，所述爆震传感装置适用于感测机械振动和/或声学振动；和/或加速度传感装置，所述加速度传感装置适用于感测在不同空间方向上的有效加速度；和/或压力传感装置，所述压力传感装置适用于感测由碰撞引起的压力。
通过模块化的构建可以相对彼此独立地配置第一子系统和第二子系统，并且在需要时在不影响其它车辆系统的情况下对所述第一子系统和第二子系统进行补充和优化。此外，这些子系统可以简单且低成本地适配于不同的要求和车型。
在该组件的另一有利构型中，分析评价和控制单元可以从其它车辆系统接收附加传感器信息并且分析评价该附加传感器信息，其中，附加传感器信息涉及运动信息和/或环境信息和/或触碰信息。
附图说明
在附图中示出并且在下面的说明中详细阐述本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记表示实施相同或相似功能的部件或元件。
图1示出本发明的用于记录和评价车辆上的碰撞事件的方法的一个实施例的示意性流程图；
图2示出具有本发明的用于记录和评价车辆上的碰撞事件的组件的一个实施例的车辆的示意性框图。
具体实施方式
如由图1可见，用于记录和评价在图2中示出的车辆1的碰撞事件的本发明的方法100的所示出的实施例包括步骤S100A，在该步骤S100A中持续地感测运动信息和/或环境信息。在步骤S110A中，基于所感测的运动信息和/或环境信息计算相应车辆1的车身1A的当前运动模式，其中，分析评价当前运动模式用以探测和感测碰撞事件。在此，在步骤S100B中在车身1A上探测和感测到机械脉冲和/或变形力，其中，基于在步骤S110B中所感测的机械脉冲和/或所感测的变形力来探测对车身1A的触碰。在步骤S120中，基于所计算的运动模式和所探测的对车身1A的触碰来记录和评价碰撞事件。在所示出的实施例中，步骤S100A和S110A与步骤S100B和S110B并行地实施。当然，步骤S100A和S110A以及步骤S100B和S110B可以相继实施。
通过在所有空间方向上以矢量方式感测车身1A在碰撞时刻的、带有方向和量值的车身速度作为完整的运动模式，可以在考虑转向角的情况下探测和记录当前行驶方向、侧向打滑或滑移(例如在光滑道路、冰面上的)并且尤其也探测和记录在碰撞时刻的车辆静止状态。由此，能够区分碰撞是由自身运动的车辆1还是由运动的碰撞对方或运动的物体引起。这使得能够实现相关的情况区分，例如是以自身速度沿行驶方向碰撞还是不由自身车辆运动所触发的碰撞，例如相对于行驶方向的侧面碰撞或在受限的面上的碰撞、例如对车身的踢打或物体的投掷，还是在自身速度高的情况下从后方的碰撞等。
在方法100的所示出的实施例中，在步骤S120中，在根据至少一个限定的阈值或根据至少一个限定的模式进行评价时，区分和识别不同的碰撞类型。在此，按照触碰面大小和/或按照碰撞对方特性来区分碰撞类型。通过所感测的触碰面大小能区分：碰撞是由另一车辆还是由对车身的踢打还是由物体的投掷引起。
在方法100的所示出的实施例中，实施记录功能RF，该记录功能记录并且持续地存储碰撞事件。在此，当该评价得出所感测的机械脉冲或所感测的变形力高于限定的第一阈值或相应于限定的第一模式时，启动记录功能RF或“电子证人”并且持续地存储碰撞事件。附加地或替代地，当该评价得出车身1A的所测量的中心加速度高于限定的第二阈值时，启动记录功能RF并且持续地存储碰撞事件。
在该方法的一个未示出的替代实施例中，当该评价得出所感测的机械脉冲或所感测的变形力高于限定的第一阈值或相应于限定的第一模式时，仅启动记录功能RF或“电子证人”并且持续地存储碰撞事件。在该方法的另一未示出的替代实施例中，当该评价得出车身1A的在中心测量的加速度高于限定的第二阈值时，仅启动记录功能RF或“电子证人”并且持续地存储碰撞事件。
为了记录和评价碰撞事件，创建和存储数据矩阵。在所示出的实施例中，数据矩阵至少包括关于当前地理地点、碰撞时刻、车身位置、机械脉冲的量值和/或变形力的量值以及车辆1的在脉冲方向上的速度矢量的参数。当然，数据矩阵也可以包括具有更多或更少的参数的其他组合或者也还可以包括其他合适的参数，例如车辆1的轮胎压力状态。在所示出的实施例中，给数据矩阵增添可信度值，该可信度值从至少一个信号源从各个所感测信号与基于模型的估计的比较中得出。
在方法100的所示出的实施例中，如果车辆1在碰撞时刻具有自身速度，根据所识别的碰撞类型激活紧急停车功能NSF或者减速功能VF，所述紧急停车功能使车辆1减速到静止状态并且停放在道路边缘，所述减速功能使车辆1在自身车道中有针对性且受控地减速至静止状态。此外，如果碰撞被评价为对车身1A的踢打或物体的投掷，激活拍摄功能AF，所述拍摄功能激活至少一个外部摄像机以便拍摄车辆环境。此外，如果碰撞基于运动模式被评价为特别严重，可以激活通信功能KF，该通信功能建立与数据中心和/或服务中心的通信连接。此外，可以激活远程控制功能FSF，该远程控制功能请求通过服务中心远程控制车辆1。当然，用于记录和评价碰撞事件的方法100的未示出的替代实施例也可以根据所识别的碰撞类型而实施与所列举的功能相比更少或不同的功能，以便能够优化地适配于相应的车辆1及该车辆的现有车辆系统。
该方法例如可以以软件或硬件或以软件和硬件的混合形式例如在分析评价和控制单元11中实现。
如由图2进一步可见，用于记录和评价车辆1的碰撞事件的组件10的所示出的实施例包括：具有至少一个第一传感装置22的第一子系统20，该第一子系统实施为用于持续地感测运动信息和/或环境信息；具有至少一个第二传感装置32的第二子系统30，该第二子系统实施为用于在车辆1的车身1A上探测和感测机械脉冲和/或变形力；和分析评价和控制单元11。在组件10的所示出的实施例中，分析评价和控制单元11实施为用于实施用于记录和评价车辆1上的碰撞事件的本发明的方法100。为此，分析评价和控制单元11基于运动信息和/或环境信息计算相应车辆1的车身1A的当前运动模式。此外，分析评价和控制单元11基于所感测的机械脉冲和/或所感测的变形力来探测对车身1A的触碰。分析评价和控制单元11基于所计算的运动模式和所探测的对车身1A的触碰来记录和评价碰撞事件。
如由图2进一步可见，在所示实施例中，分析评价和控制单元11包括计算单元12和存储器14，该计算单元优选实施为微控制器。此外，分析评价和控制单元11实施为用于根据所识别的碰撞类型来实施至少一个记录功能RF，该记录功能实施为用于将碰撞事件记录和存储在存储器14中。
如由图2进一步可见，第一子系统20模块化地构建，并且在所示出的实施例中，至少一个第二传感装置32包括轮速传感装置22A、加速度传感装置22B、转向角传感装置22C、环境感测传感装置22D、在所有空间方向上感测车辆1的自身速度的速度传感装置22E、用于感测牵引请求和/或制动请求的传感装置22F和用于求取当前地理位置的定位系统22G。定位系统22G例如可以实施为GPS系统。当然，第一子系统20也可以包括具有更多或更少的第一传感装置22的其它组合或也可以还包括其它合适的第一传感装置22。
如由图2进一步可见，第二子系统30模块化地构建，并且在所示出的实施例中，至少一个第二传感装置32包括：触碰传感装置32A，所述触碰传感装置包括触敏面，所述触敏面例如构造在保险杠、侧门槛、侧面部件、门外部件和/或其他合适的车身部件上；光导网32B，所述光导网适用于在力作用时改变光强度和/或光波长；爆震传感装置32C，所述爆震传感装置适用于感测机械振动和/或声学振动；加速度传感装置32D，所述加速度传感装置适用于感测在不同空间方向上的有效加速度；和压力传感装置32E，所述压力传感装置适用于感测由碰撞引起的压力冲击。当然，第二子系统30也可以包括具有更多或更少的第二传感装置32的其他组合或也可以还包括其他合适的第二传感装置32。
在所示出的实施例中，分析评价和控制单元11从其它车辆系统接收附加的传感器信息并且分析评价这些附加的传感器信息，所述附加的传感器信息涉及运动信息和/或环境信息和/或触碰信息。因此，分析评价和控制单元11通过未详细示出的数据总线与约束系统3的安全气囊控制器、与制动系统5的制动控制器、通信系统7和舒适系统9通信，所述约束系统为了触发约束器件而实施事故识别，所述制动系统实施不同的制动功能和行驶动态调节，例如防抱死功能、电子稳定程序、防打滑调节等，所述通信系统可以建立与数据中心和/或服务中心的外部通信连接，所述舒适系统例如可以实施自动泊车过程或自动间距调节。当然，分析评价和控制单元11也可以与具有更多或更少的车辆系统的其它组合或具有其它合适的车辆系统的其它组合通信，以便得到附加传感器信息。为了评价不同的碰撞事件，分析评价和控制单元11能够实施用于信号分析、可信性检验和解释的多个不同算法和/或基于模型的估计器，用以重构车辆1中的常见脉冲变化曲线来交叉验证所探测的信号。
根据所识别的碰撞类型，分析评价和控制单元11操控其它车辆系统，例如制动系统5或舒适系统9，以便实施紧急停车功能NSF或减速功能VF。此外，分析评价和控制单元11可以激活和操控至少一个外部摄像机，以便实施拍摄功能AF。此外，分析评价和控制单元11可以操控通信系统7，以便实施通信功能KF并且建立与数据中心和/或服务中心的通信连接，或者以便实施远程控制功能FSF并且请求通过服务中心远程控制车辆1。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：车辆调配装置、车辆及终端