[发明专利]速度确定装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于确定第一对象与第二对象之间的相对速度的速度确定装置、速度确定方法和计算机程序，所述速度确定装置可附接至所述第一对象。本发明进一步涉及一种包括速度确定装置的车辆。

背景技术

2007年2月Vol.53的IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement上的X. Raoul, T. Bosch, G. Plantier and N. Servagent的文章“A Double-Laser Diode Onboard Sensor for Velocity Measurements”公开了一种汽车上的用于实时速度测量的自混合干涉（SMI）传感器。然而，该测量的速度一般而言不能用在电子稳定程序（ESP）中或另一种汽车安全系统中，因为不能保证所测量的速度是可靠的且不引发安全相关动作。

发明内容

本发明的一个目的是提供允许在对象安全系统中（如在ESP中或如在另一种车辆安全系统中）使用所确定的速度的速度确定装置、一种速度确定方法和计算机程序。本发明的另一个目的是提供一种包括所述速度确定装置的车辆。

在本发明的第一方面，提出了一种速度确定装置，其用于确定第一对象与第二对象之间的相对速度，该速度确定装置可附接至第一对象，其中该速度确定装置包括：

- 激光器，其具有用于发射第一辐射的激光腔，第一辐射被第二对象反射以生成反射的辐射，该反射的辐射是第二辐射，其中第一辐射和至少一部分第二辐射在激光腔内干涉，

- 干涉信号检测器，其用于检测干涉信号，该干涉信号依赖于激光腔内的干涉，

- 速度确定单元，其用于基于干涉信号确定所述相对速度，

- 可靠性值确定单元，其用于确定用于指示所确定的相对速度的可靠性的可靠性值，其中该可靠性值确定单元适于基于由所检测的干涉信号、所确定的相对速度和激光器的特性构成的群组中的至少一个来确定可靠性值。

因为可靠性值确定单元确定指示所确定的速度的可靠性的可靠性值，所以该可靠性值可以用于确定所确定的速度是否能够用在对象安全系统中。因此，只有在可靠性值指示所确定的速度是可靠的时，所确定的可靠性值才可以被使用以使用所确定的速度，从而确保只有在所确定的速度是可靠的并且不引发安全相关动作时才使用所确定的速度。这允许在对象安全系统中（如在ESP中或如在另一种车辆安全系统中）使用所确定的速度。

具有激光腔的激光器、干涉信号检测器和速度确定单元形成SMI传感器，其用于确定第一对象与第二对象之间的相对速度。第一对象优选地是车辆，速度确定装置可附接到该车辆，特别是速度确定装置附接到该车辆，第二对象例如是另一个车辆或不移动的对象，如车辆下面的表面，即例如道路表面。如果第二对象是不移动的对象，则由速度确定装置确定的相对速度是第一对象的绝对速度。

第一辐射优选地是激光器所发射的第一光束。第二辐射优选地是被第二对象反射的（特别是被第二对象反向散射的）辐射，其中第二辐射的至少一部分进入激光腔并且干涉激光腔内存在的第一辐射。

通过第一辐射与第二辐射的干涉改变腔内的激光的强度，第二辐射优选地是反向散射的光并且由于这两个对象的相对移动产生的多普勒频移而造成第二辐射频移。干涉信号优选地依赖于激光腔内激光的强度，该强度被该干涉改变。干涉信号检测器优选地是用于测量激光腔内激光的强度的光强度检测器，激光腔内至少一部分激光被指向（direct）该光强度检测器，其中干涉信号依赖于或是所测量的激光强度，激光强度被激光腔内的干涉改变。干涉信号检测器优选地位于激光腔的外部。

速度确定单元优选地适于例如通过对所检测的干涉信号进行傅立叶变换来确定干涉信号的基频。速度确定单元优选地进一步适于通过使用下述等式依赖于所确定的基频确定相对速度：

                  ,             (1)

其中f是基频，λ是激光的波长，且φ是第一辐射的方向（特别地，第一光束的方向）与速度矢量之间的角度，如果第一对象是车辆且第二对象是该车辆下面的表面则所述速度矢量优选地平行于车辆下面的表面并且指着车辆行驶方向的方向。

优选的是，可靠性值确定单元适于基于干涉信号的信噪比确定可靠性值。在一个实施例中，可靠性值确定单元适于确定可靠性值，如果信噪比低于预定的信噪比阈值，则该可靠性值指示所确定的相对速度是不可靠的。因为如果信噪比较高则所确定的速度较可靠，所以可以基于干涉信号的信噪比确定可靠的可靠性值。