[发明专利]一种道路积水车载在线监测与驾驶辅助系统及方法

说明书

本发明涉及汽车涉水驾驶安全领域，公开了一种道路积水车载在线监测与驾驶辅助系统，包括两个摄像头、车身倾角传感器、超声波雷达、辅助涉水按键、激光发射器、扬声器、显示屏、车辆控制设备、控制单元和电源。本发明还公开了上述系统的控制方法。步骤一、采集所需信息，包括路况图像、汽车俯仰角、超声波雷达至水面的垂直距离；步骤二、处理信息计算得到激光点处路面水深；步骤三、根据水深信息进行判断并提供建议车速和建议挡位，由所述扬声器向司机播报涉水驾驶安全警示音，由所述显示屏向司机提供驾驶建议提示信息，或由所述车辆控制设备辅助驾驶员控制车辆匀速缓行通过积水路面，提高了积水路面驾驶的安全性。

技术领域

本发明涉及汽车涉水驾驶安全领域，具体涉及一种道路积水车载在线监测与驾驶辅助系统及方法。

背景技术

汽车在积水路面中的安全性，一直以来都是人们关注汽车的焦点之一。积水路面多发生于雨水天气下的低洼路面，有时也见于附近有河流、湖泊的地带。汽车淌水时，对车辆驾驶而言，如果车速过高会出现滑水现象导致汽车失稳；对路面行人而言，也会因为轮胎溅水路边行人引起社会公德问题。积水深度较大时，汽车淌水甚至可能导致积水进入发动机排气管，导致发动机熄火。如果水进入气缸，还会直接导致发动机配气机构和缸体缸盖的机械损坏，对发动机造成不可逆的严重损坏。同时，由于积水频繁的波动以及积水的不透明性，司机对于积水路面的信息获取难度较大，看不清地面障碍物或坑洞，导致容易出现操作失误引发汽车事故，甚至影响生命财产安全。因此，在面临积水路面时，汽车会有一定的受损风险，司机也难免会有通过还是等待的心理博弈；在通过时，司机操作的不熟练和心理的紧张，又会使得汽车面临的潜在危险在无形中放大。

现阶段，对于汽车涉水安全问题，基础的技术方案是检测车辆所在位置的水深，并以此为依据采取相应的保护措施。例如，专利CN 209351357 U中，其车辆涉水控制系统包括液位传感器、控制器和制动装置，液位传感器发出涉水深度信号，控制器接收涉水深度信号并在所述涉水深度信号超过所述控制器标定的涉水最大阈值时发出制动信号，制动装置在接收到所述控制器发出的制动信号后进行制动。该专利理论上可以使车辆在受损之前停车，缺点在于仅把汽车所在位置的水深作为考虑因素，忽略了车身姿态等因素，不能预测前方水深，无法给司机预留足够的反应时间，因此，即使危险情况可以被检测发现，但是司机仍然很难提前应对；同时，该方案缺少和司机的交互，司机在驾驶汽车淌水时没有掌握到更多的路况信息或行驶意见。

在此基础上，部分解决方案通过一些方法获取前方路面水深信息，进而可以为司机预留足够的反应时间。例如，在专利CN 109677266 A中，车辆周围积水深度数据可以通过以下方式中的一个或多个获得：通过无线通信从路基装置获得，通过网络从公共服务系统系统获得，通过车辆上设置不同高度的摄像头获得。但是，该专利获取车辆周围积水深度的前两种方法需要交通环境有相应的设施来支撑，第三种方法获取的深度是通过估计的方法，误差较大。例如，在专利CN 111645598 A中，通过车头处的超声波传感器发射两次超声波，以接收到的第一第二回波时长来计算倾斜距离，以水压测深模块检测出的超声波传感器位置处水的深度作为第一水深，控制模块根据特定角度和倾斜距离生成第二深度，再由第一第二水深来计算前方预设距离的涉水深度。该专利的不足之处是超声波频率高，传播近似直线，回波信号弱，且在预设距离内，发出两次超声波信号的时间间隔太短，误差太大，对测量仪器的精密性要求高。再例如，在CN 108621998 A中，通过测量周围预定范围内其他车辆的涉水深度来判断车辆能否安全涉水，其问题在于周围若无参照车辆，则无法预测周围水深。综合以上各专利，均存在对前方水深作有效测量的问题，如周围无参照车辆，仪器测量精度要求高。