[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至少部分地横向露出的车辆的车轮的方法和设备。

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 10 2008 037 233 A1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用于使得能够比已知的方案更安全地检测的车轮检测的方法和设备。

利用由以下步骤表征的方法，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）的电磁测量束波瓣发射到高于道路的区域上，

接收被通过车轮反射的测量束波瓣，并将同时出现的其所有频率相对于已知的演进的时间演进记录为接收频率混合，和

在车辆的通过期间，将在接收频率混合的记录的演进中出现并超过预定的阈值的频率扩展检测为车轮。

本发明基于根据车轮的切向速度的水平分量检测运动车辆的车轮的新颖方法，这与检测车辆的其余部分不同，并带来激光雷达或雷达测量束的相应的多普勒频移。如果使用在立体角上以圆锥形状扩张或分布的在较大束断面上扩展的测量束（“测量束波瓣”），那么它在入射的扩展区域上（例如在具有10cm～50cm范围内的高度或宽度的椭圆上）入射通过车轮的至少一部分。在旋转车轮的每个不同的高度处，它具有其切向速度的不同的水平分量（其宽度恒定），并由此产生不同的多普勒频率偏移，这导致测量束波瓣的发射频率“破碎”或“扩展”成由旋转车轮返回的多个接收频率。当旋转车轮在扩展的高度区域上被测量束波瓣入射时，它跨其高度在接收谱中产生频率扩展，这可被用于检测车轮。

该效应与第二寄生频率扩展效应重叠，这可被追溯到切向速度的水平分量相对于从接收器的方向的不同的投影角度：该投影方向根据入射区域中的观察的反射点而改变。该第二扩展效应与车身或旋转车轮是否通过接收器无关，并且仅由测量布置的总体几何形状条件确定。因此，从由必须对于车轮的检测超过的多普勒效应诱导的首先提到的频率破碎的扩展量以它比由其次提到的几何形状诱导频率破碎产生的频率扩展大的方式被限定。作为结果，基于由车轮产生的“多普勒签名”实现具有高检测确定度的车轮检测方法。

优选事先根据在车辆的无车轮部分的通过期间出现的频率扩展确定预定的阈值。由此，可通过基准测量原位校准该方法。

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电磁测量束波瓣发射到目标并根据被目标反射的测量束波瓣将同时发生的所有频率相对于已知的演进的时间演进记录为接收频率混合的至少一个多普勒激光雷达或雷达装置，

其中，测量束波瓣从道路的路边取向到高于道路的区域上并且相对于行进方向倾斜，和

将在车辆的通过期间在接收频率混合的记录的时间演进中出现并超过预定的阈值的频率扩展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讨论。

本发明如果与多普勒雷达装置一起操作，则在与诸如WLAN（无线局域网）、WAVE（车辆环境中的无线接入）或DSRC（专用短程通信）的已现有的无线道路基础结构的无线电信号台关联时是特别合适。本发明的特别有利的实施例的特征在于，多普勒雷达装置由路边WLAN、WAVE或DSRC无线电信号台构成。

附图说明

参照附图，方法和设备的进一步的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为了解释本发明的基础以示意性立体图示出用于车轮检测的设备的第一实施例；