[发明专利]用于检测车轮的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于检测沿行进方向在道路上行进并且其车轮从车身向下突出并在车身的水平处至少部分地横向露出的车辆的车轮的方法。

背景技术

大量的应用关心车辆车轮的检测。因此，为了例如监视边界或者启动诸如触发报警、打开灯、打开路障、出于监视目的拍摄照片等的某些动作，可以从车轮的识别确定地推断正在给定的交通区域上行驶。当代的交通收费系统也经常使收费计算基于车轴的数量，使得车轮（轮轴）的检测也可以成为养路费或停车收费系统的重要基础。

从DE 102008037233A1已知，运动车辆的车轮的基于它们的切向速度的水平分量的检测，这与车辆的其余部分的检测不同，并带来雷达测量束的相应的多普勒频移。出于该目的，使用利用雷达束波瓣照射通过车辆的下部区域并且从返回的频率混合确定在车轮的位置处具有信号最大值的单个速度测量信号的雷达速度测量单元。信号曲线中的这种最大值的自动检测需要极值的信号分析搜索，并相应地较为复杂。另外，牵引车辆及其拖车之间的间隙会错误地表明信号最大值和中间“错误”最大值，这导致错误的车轮检测。

发明内容

本发明的目的为创建可比已知的方案更简单地实现的用于车轮检测的方法和设备。

利用由以下步骤表征区别的方法，在本发明的第一方面中实现该目的：

从道路的路边并且相对于行进方向倾斜地将具有频率的已知时间演进（progression）（随时间的演进）的集中电磁测量束发射到高于道路预定的距离的区域上，

接收被通过车辆反射的测量束并且记录其频率相对于已知的演进的时间演进，和

将在车辆通过的时间段内记录的演进中出现的矩形脉冲检测为车轮。

本发明基于这样一种认识，即，旋转车轮在定义的预定的高度处（即如果车轮在该高度上“被切割”）的切向速度的水平分量在车轮的整个通过期间是恒定的，并且，除非车轮精确地在其轴的水平处被入射，该水平分量与车轮速度不同，使得简单的矩形脉冲检测足以确定地检测旋转车轮。出于这种目的，为了在车身或旋转车轮上产生尽可能小的入射点或测量点，使用集中的测量束。如果使用最小的可能的入射点或测量点，那么可以忽略诸如当测量车辆运动矢量的横向投影分量时出现的那些对于测量的其它影响。过大的入射点或测量点会由于不同的投影角度导致接收信号的频率范围加宽。可例如通过使用激光束作为测量束或通过极高频率雷达束实现该集中，极高频率雷达束优选处于高于70GHz的范围中，诸如用作防碰撞系统或车道交叉报警系统的车辆领域中的长程雷达传感器的那些。这种高频率雷达束可通过适当的定向天线、天线阵列或雷达透镜被强烈地集中，使得它们在车身或车轮上的入射区域具有几厘米的直径。

术语“集中”测量束在本说明书中被理解为具有几度、优选小于1°（与小于0.00024sr对应）的束扩展（孔径角）的测量束，使得，在激光雷达或雷达装置与扫描的车辆之间的距离上，实现车辆上最大直径在厘米范围内的入射点，最大直径优选小于5cm、特别优选小于2cm。

可通过检测其间主要是基本上恒定的频率的两个连续的交变频率台阶以特别简单的方式实现记录的接收频率演进中的矩形脉冲的检测。

在第二方面中，本发明创建一种用于检测沿行进方向在道路上行进并且其车轮从车身向下突出并至少部分地横向露出的车辆的车轮的设备，其特征在于：

将具有频率的已知的时间演进的集中电磁测量束发射到目标上并且记录从目标反射的测量束的频率的时间演进的多普勒激光雷达或雷达，

其中，测量束从道路的路边取向到高于道路预定的距离的区域上并且相对于行进方向倾斜，和

将在车身通过的时间段内记录的演进中出现的矩形脉冲检测为车轮的下游估计单元。

关于根据本发明的设备的优点，读者参照根据本发明的方法的以上的讨论。

附图说明

参照附图，方法和设备的进一步特征和优点从优选的示例性实施例的以下的描述将变得十分明显，其中：

图1以示意性立体图示出本发明的设备；

图2示出通过车辆上的集中的测量束的几个示例性扫描演进；

图3示出图2的扫描演进的接收频率或速度的确定的演进的定时图；和

图4详细示出旋转车轮上的速度演进。

具体实施方式

在图1中，车辆1沿行进方向3在道路2上运动。车辆1具有从车辆2的车身5向下突出并且同时至少部分地在车身的开口中在车身侧面露出（即可从侧面看到）的车轮4。