得裝置不同的另一路面狀態(tài)取得裝置中取得的表 示兩個標(biāo)記圖像之間的縱向的間隔與傾斜角度丫的關(guān)系的映射。化)是在與上述路面狀態(tài) 取得裝置不同的又一路面狀態(tài)取得裝置中取得的表示兩個標(biāo)記圖像間的縱向的間隔與傾 斜角度r的關(guān)系的映射。
[0132] 圖5是用于說明本發(fā)明的另一實(shí)施方式的路面狀態(tài)取得裝置中的路面狀態(tài)的取 得原理的圖。
[0133] 圖6是在上述路面狀態(tài)取得裝置中取得的(a)表示兩個標(biāo)記圖像間的縱向的間隔 與傾斜角度丫的關(guān)系的映射。化)是表示兩個標(biāo)記圖像間的縱向的間隔的變化量與傾斜角 度丫的變化量的關(guān)系的映射。
[0134] 圖7是用于說明本發(fā)明的一實(shí)施方式的路面狀態(tài)取得裝置中的照射裝置與攝像 裝置的優(yōu)選的相對位置關(guān)系的圖。(a)是表示路面平坦時的優(yōu)選的相對位置關(guān)系的圖。化) 是表示路面為凸的上升側(cè)的傾斜面時的優(yōu)選的相對位置關(guān)系的圖。化)是表示路面為凹的 下降側(cè)的傾斜面時的優(yōu)選的相對位置關(guān)系的圖。
[0135] 圖8是用于說明本發(fā)明的一實(shí)施方式的路面狀態(tài)取得裝置中的照射裝置與攝像 裝置的優(yōu)選的另一相對位置關(guān)系的圖。(a)是表示路面為凸的上升側(cè)的傾斜面時的優(yōu)選的 相對位置關(guān)系的圖。化)是表示路面平坦時的標(biāo)記圖像存在的范圍的圖。(C)是表示標(biāo)記 圖像存在的范圍與路面的坡度的關(guān)系的圖。
[0136] 圖9是用于說明本發(fā)明的一實(shí)施方式的路面狀態(tài)取得裝置中的照射裝置與攝像 裝置的優(yōu)選的又一相對位置關(guān)系的圖。(a)是表示路面平坦時的優(yōu)選的相對位置關(guān)系的圖。 化)是表示路面為凸的上升側(cè)的傾斜面時的優(yōu)選的相對位置關(guān)系的圖?;┦潜硎韭访鏋?凹的下降側(cè)的傾斜面時的優(yōu)選的相對位置關(guān)系的圖。
[0137] 圖10是用于說明本發(fā)明的一實(shí)施方式的路面狀態(tài)取得裝置中的照射裝置與攝像 裝置的優(yōu)選的相對位置關(guān)系的圖。
[0138] 圖11是表示通過本發(fā)明的一實(shí)施方式的路面狀態(tài)取得裝置的攝像裝置拍攝到的 攝像圖像的圖,是表示在本實(shí)施方式的路面狀態(tài)取得裝置中可采用的標(biāo)記圖像的形狀的一 例的圖。
[0139] 圖12是概念性地表示搭載有本發(fā)明的實(shí)施例1的懸架系統(tǒng)的車輛整體的圖。上 述懸架系統(tǒng)中包含本發(fā)明的一實(shí)施例的路面狀態(tài)取得裝置。
[0140] 圖13是概念性地表示上述懸架系統(tǒng)中包含的懸架的主要部分的圖。
[0141] 圖14(a)是概念性地表示上述路面狀態(tài)取得裝置中包含的照射裝置的圖?;┦?概念性地表示上述路面狀態(tài)取得裝置中包含的另一照射裝置的圖。
[0142] 圖15(a)是概念性地表示上述路面狀態(tài)取得裝置中包含的相機(jī)的結(jié)構(gòu)的圖?;?是表示上述相機(jī)的攝像區(qū)域的圖。(c)是表示與由上述攝像區(qū)域決定的被攝像對象物對應(yīng) 的圖像的圖。
[0143] 圖16是上述懸架系統(tǒng)中包含的懸架的模型。
[0144] 圖17(a)是表示在上述相機(jī)的圖像形成部的存儲部存儲的處理圖像制作程序的 流程圖?;┦潜硎驹谏鲜鰬壹蹺CU的存儲部存儲的路面坡度取得程序的流程圖。
[0145] 圖18是表示在上述懸架系統(tǒng)中包含的懸架ECU的存儲部存儲的懸架控制程序的 流程圖。
[0146] 圖19(a)是概念性地表示搭載有本發(fā)明的實(shí)施例2的懸架系統(tǒng)的車輛整體的圖。 化)是通過上述懸架系統(tǒng)中包含的路面狀態(tài)取得裝置的攝像裝置制作的處理圖像。(C)是 表示縱向的間隔ex與左右方向的坡度a的關(guān)系(坡度決定表)的映射。
[0147] 圖20是表示在上述懸架系統(tǒng)中包含的懸架ECU的存儲部存儲的路面坡度取得程 序的流程圖(a)、表示懸架控制程序的流程圖化)。
[0148] 圖21是概念性地表示搭載有本發(fā)明的實(shí)施例3的懸架系統(tǒng)的車輛整體的圖。
[0149] 圖22(a)是概念性地表示搭載有本發(fā)明的實(shí)施例4的懸架系統(tǒng)的車輛整體的圖。 在該懸架系統(tǒng)上搭載有本發(fā)明的另一實(shí)施方式的路面狀態(tài)取得裝置?;┦窍蚧鶞?zhǔn)路面照 射平行光線時的攝像圖像。(C)是向右側(cè)比左側(cè)高的路面照射平行光線時的攝像圖像。(d) 是向左側(cè)比右側(cè)高的路面照射平行光線時的攝像圖像。
[0150] 圖23是在上述懸架系統(tǒng)的懸架ECU的存儲部存儲的(a)表示路面坡度取得程序 的流程圖?;┦潜硎咀笥闷露葲Q定表的映射,(C)是表示右用坡度決定表的映射。
【具體實(shí)施方式】
[0151] 首先,說明本發(fā)明的一實(shí)施方式的路面狀態(tài)取得裝置中的路面狀態(tài)的取得、照射 裝置與攝像裝置的相對位置關(guān)系,接著,說明具備本發(fā)明的一實(shí)施方式的路面狀態(tài)取得裝 置的本發(fā)明的一實(shí)施例的懸架系統(tǒng)。
[0152] 在本實(shí)施方式的路面狀態(tài)取得裝置中,取得路面的傾斜狀態(tài)。傾斜狀態(tài)中,包括坡 度、坡度的變化狀態(tài)等。坡度可W由傾斜角度表示,或者可W由傾斜角度的正切(tangent) 的值表示。W下,在本說明書中,有時將傾斜角度稱為坡度。
[0153] <路面的傾斜狀態(tài)的取得〉
[0154] [照射兩條光線的情況]
[0155] 在路面狀態(tài)取得裝置中,當(dāng)從照射裝置朝向路面照射相互平行的兩條光線時,光 線分別照在路面上而形成兩個點(diǎn)狀的標(biāo)記。而后,通過攝像裝置拍攝包含兩個標(biāo)記的預(yù)先 確定的區(qū)域的被攝像對象物而形成圖像。而后,基于攝像圖像中包含的與兩個標(biāo)記對應(yīng)的 圖像(W下,稱為標(biāo)記圖像)的相對位置關(guān)系來取得路面的傾斜狀態(tài)。
[0156] W下,如圖1、5所示,將從照射裝置照射的光線BUB2)與基準(zhǔn)路面所成的角度稱 為照射角度0p,將攝像裝置的軸線(例如,相機(jī)的透鏡的垂直軸)C與基準(zhǔn)路面所成的角度 稱為相機(jī)角度0 C?;鶞?zhǔn)路面是沿車身的上下方向延伸的線A為路面法線的路面,是車輛的 前輪、后輪接地且平坦的路面。而且,包含路面上的兩個標(biāo)記的部分是取得傾斜狀態(tài)的對象 的路面的部分,即傾斜狀態(tài)取得對象部化,傾斜狀態(tài)取得對象部化中的1點(diǎn)(例如,光線 B1照在路面上的點(diǎn))與控制對象輪的接地點(diǎn)之間的距離為預(yù)見距離Lp。
[0157] {日p>日c的情況}
[0158] 如圖1所示,照射裝置和攝像裝置在車輛的前部的正面W照射角度0 P比相機(jī)角 度0 C大的相對位置關(guān)系(0 P〉0 C)安裝,例如,W攝像裝置比照射裝置靠下方且從照射裝 置照射的兩條光線B1、B2中的一方即光線B1與攝像裝置的軸線C在基準(zhǔn)路面上交叉的姿 勢安裝。
[0159] a)路面的坡度(W下,有時簡稱為坡度)為0的情況
[0160] 從照射裝置照射的光線B1、B2照在車輛的前方的路面上,形成標(biāo)記(點(diǎn))Pbl、Pb2, 通過攝像裝置來拍攝包含標(biāo)記化1、化2的預(yù)先確定的區(qū)域的攝像對象物,得到攝像圖像J。
[0161] 在攝像圖像J中包含標(biāo)記化1、Pb2所對應(yīng)的標(biāo)記圖像Mbl、Mb2。標(biāo)記圖像Mbl、 Mb2的一方(標(biāo)記圖像Mbl)處于攝像圖像J的基準(zhǔn)位置0?;鶞?zhǔn)位置0是基準(zhǔn)路面上的與 軸線C通過的位置對應(yīng)的位置。
[0162] 在攝像圖像J中,取得兩個標(biāo)記圖像Mb 1、Mb2的縱向的間隔eb。攝像圖像J中的 標(biāo)記圖像Mbl、Mb2之間的間隔eb成為與距離A冊對應(yīng)的大小。距離A冊是攝像裝置的 軸線C與路面上的標(biāo)記Pb2之間的距離,由下式表示。
[016引 AH0 = AL0 ? sin 0 C
[0164] 距離A L0是相互平行的光線B1、B2照在基準(zhǔn)路面上時的兩個光線B1、B2間的距 離,是預(yù)先確定的值。距離A L0可W基于車輛的行駛速度、路面狀態(tài)的運(yùn)算周期進(jìn)行設(shè)定, 例如,即使車輛的行駛速度為設(shè)定速度,也能夠設(shè)定為傾斜狀態(tài)取得對象部化不重復(fù)的大 小。
[0165] 縱向是攝像圖像J上的X方向,是與從攝像裝置觀察時的車輛的前后方向(上下 方向)對應(yīng)的方向。橫向是與從攝像裝置觀察時的車輛的寬度方向(左右方向)對應(yīng)的方 向,是攝像圖像上的y方向。
[0166] (ii)路面的坡度為正的情況
[0167] 將凸的上升側(cè)的傾斜面Rc稱為坡度丫為正的路面(丫〉0)。
[0168] 當(dāng)光線B1、B2照在正的坡度丫的路面Rc上時,形成標(biāo)記化1、化2,得到包含標(biāo)記 圖像Mcl、Mc2的攝像圖像J。標(biāo)記圖像Mcl、Mc2的間隔ec成為與距離A化對應(yīng)的大小。 在攝像圖像J中,標(biāo)記圖像Mcl、Mc2處于比基準(zhǔn)位置0靠(X+)側(cè)處。
[0169] 距離A化由下式表示。
[0170] A H1 二 A Z1 ? cos 目 C+A L1 ? sin 目 C
[0171] AZl是路面上的形成有標(biāo)記化l、Pc2的部分之間的高度之差,ALl是路面上的形 成有標(biāo)記化1、Pc2的部分之間的與基準(zhǔn)路面平行的方向的距離。并且,傾斜狀態(tài)取得對象 部化的路面的坡度丫可W由丫 1 = AZ1/L1表示。
[0172] 從圖可知,間隔ec比間隔eb大。
[0173] (iii)路面的坡度為負(fù)的情況
[0174] 將凹的下降側(cè)的傾斜面Rd稱為坡度丫為負(fù)的路面(丫 <0)。
[017引當(dāng)光線B1、B2照在負(fù)的坡度丫的路面Rd上時,形成標(biāo)記Pdl、Pd2,形成包含標(biāo)記 圖像Mdl、Md2的攝像圖像J。兩個標(biāo)記圖像Mdl、Md2之間的間隔ed成為與距離A肥對應(yīng) 的大小。攝像圖像J上的標(biāo)記圖像Mdl、Md2處于比基準(zhǔn)位置0靠(X-)側(cè)處。
[0176] 距離A肥可W由下式表示。
[0177] AH2 =-AZ2 ? cos 0 C+AL2 ? sin 0 c [017引從圖可知,間隔ed比間隔eb、間隔ec小。
[0179] (iv)兩個標(biāo)記圖像間的縱向的間隔e與坡度丫的關(guān)系
[0180] 如圖2所示,由于光線B1、B2的照射角度0p比攝像裝置的軸線C的相機(jī)角度0C 大,因此在路面的坡度(傾斜角度)丫為正的情況下(丫〉〇),當(dāng)該坡度丫的值增大時,可知 距離 AH1 增大(丫 <丫 ',AHK AH1')。
[0181] 在坡度丫為負(fù)值的情況也一樣,當(dāng)丫增大(絕對值減小)時,距離A肥增大,縱 向的間隔e增大。
[0182] 另外,在使相機(jī)角度0 C、照射角度0 P為將本路面狀態(tài)取得裝置搭載于車輛時的 大小的情況下,通過模擬得到的兩個標(biāo)記圖像間的間隔e與路面的坡度(傾斜角度)丫的 關(guān)系的一例在圖3 (a)中示出。如圖3 (a)所示,在間隔e大的情況下,與小的情況相比,坡度 丫增大,間隔e與坡度丫是1對1對應(yīng)的。因此,若間隔e已知,則坡度丫唯一地確定。
[0183] 另外,坡度丫的變化A 丫與間隔e的變化Ae的關(guān)系在圖3(b)中示出。從圖 3(b)可知,在坡度丫為負(fù)的情況下(丫 <0),與正的情況(丫〉0)相比,間隔e的變化量Ae 相對于坡度丫的變化量A 丫的比率(Ae/A 丫;W下,稱為間隔變化率)較大。
[0184] 表示上述圖3(a)、化)所示的關(guān)系的表(坡度決定表、坡度變化量決定表)預(yù)先取 得而存儲于存儲部。
[0185] (V)考察
[0186] 在照射角度0 P比相機(jī)角度0 C大的范圍(0 P〉0 C)中,考察照射角度0 P、相機(jī) 角度0 C的大小。
[0187] (V-1)考慮照射角度0 P為90。的情況(0 P = 90。)。
[0188] 該種情況下,與路面的坡度丫的大小無關(guān),形成在路面上的兩個標(biāo)記間的與基準(zhǔn) 路面平行的方向的距離AL1、AL2與路面的坡度丫為0時的距離AL0相同(AL1 = AL0、 AL2 = AL0)。因此,與照射角度0p比90。小的情況(0p<9〇。)相比,路面的坡度丫 為正時的間隔e增大,路面的坡度丫為負(fù)時的間隔e減小。
[0189] 如圖4(a)所示可知,在照射角度0p為90°的情況下,在路面的坡度(傾斜角度) 丫與間隔e之間,虛線所示的關(guān)系成立,與照射角度0p比90°小的情況的實(shí)線所示的關(guān) 系相比,在坡度丫為負(fù)時能夠取得的坡度丫的絕對值的最大值減小。
[0190] (V-2)考慮增大了相機(jī)角度0 C的情況。
[0191] 當(dāng)增大相機(jī)角度0 C時,sin 0 C增大,cos 0 C減小。而且,在假設(shè)將相機(jī)角度0 C 增大至與照射角度0 P相同的情況下(0 C = 0 P),與路面的坡度丫的大小無關(guān),間隔e變 得恒定。根據(jù)該些情況,當(dāng)增大相機(jī)角度0C時,間隔變化率減小,且在路面的坡度丫為正 的情況(丫〉〇)和負(fù)的情況(丫 <〇)下,間隔變化率(Ae/A 丫)之差減小。
[0192] 如圖4(b)所示,在相機(jī)角度0C大的情況下,虛線所示的關(guān)系成立,與相機(jī)角度 0 C小時的實(shí)線所示的關(guān)系相比,能夠減小可取得的路面的坡度(傾斜角度)丫的最小值 (增大坡度丫為負(fù)值時的絕對值)。
[0193] {09<0(3的情況}
[0194] 如圖5所示,照射裝置和攝像裝置在車輛的前部的正面W照射角度0 P比相機(jī)角 度0 C小的相對位置關(guān)系(0 p< 0 C)安裝,例如,W攝像裝置比照射裝置靠上方且從照射裝 置照射的兩條光線Bl、B2中的一方的光線B2與攝像裝置的軸線C在基準(zhǔn)路面上交叉的姿 勢安裝。
[0195] (i)路面的坡度丫為0的情況
[0196] 當(dāng)光線B1、B2照在基準(zhǔn)路面上時,形成標(biāo)記Pb3、Pb4,得到包含標(biāo)記圖像Mc3、Mb4 的攝像圖像J。在路面上,標(biāo)記Pb4與軸線C交叉,因此在攝像圖像J中,標(biāo)記圖像Mb4處于 基準(zhǔn)位置0。
[0197] 攝像圖像J上的標(biāo)記圖像Mb3、Mb4之間的間隔ebb (標(biāo)記圖像Mb3、Mb4的縱向的 間隔)成為與距離A冊對應(yīng)的大小(A冊=A L0 ? sin 0 C)。
[019引 (ii)路面的坡度丫為正的情況
[0199] 當(dāng)光線B1、B2照在正的坡度丫的路面Rc上時,形成標(biāo)記化3、化4,形成包含標(biāo)記 圖像Mc3、Mc4的攝像圖像J。標(biāo)記圖像Mc3、Mc4之間的間隔ecc (縱向的間隔)成為與距 離AH1對應(yīng)的長度。在攝像圖像J中,標(biāo)記圖像Mc3、Mc4處于比基準(zhǔn)位置0靠(X-)側(cè)處。
[0200] 距離AH1可W由下式表示,
[0201] A H1 = A Z1 ? cos 白 C+A L1 ? sin 白 C
[0202] 兩位置之間的路面的坡度丫可W由丫 1 = AZl/Ll表示。
[0203] (iii)路面的坡度為負(fù)的情況
[0204] 當(dāng)光線B1、B2照在負(fù)的坡度丫的路面Rd上時,形成標(biāo)記Pd3、Pd4,形成包含標(biāo)記 圖像Md3、Md4的攝像圖像J。標(biāo)記圖像Md3、Md4之間的間隔edd成為與距離A肥對應(yīng)的大 小。標(biāo)記圖像Md3位于比基準(zhǔn)位置0靠(X-)側(cè)處,標(biāo)記圖像Md4位于比基準(zhǔn)位置0靠(X+) 側(cè)處。
[0205] 距離A肥成為由下式表示的大小。
[0206] A肥=-AZ2 ? cos 白 C+AL2 ? sin 白 C
[0207] (iv)兩個標(biāo)記圖像間的間隔e與路面的坡度丫的關(guān)系
[020引通過模擬得到兩個標(biāo)記圖像間的間隔e與路面的坡度丫的關(guān)系時的一例在圖 6 (a)中示出。如圖6 (a)所示可知,在間隔e大的情況下,與小的情況相比,坡度(傾斜角 度)丫減小。而且,間隔e與坡度丫是1對1對應(yīng)的,因此若間隔e可知,則能夠取得坡度 丫。
[0209] 間隔e的變化量與坡度丫的變化量的關(guān)系在圖6(b)中示出。如圖6(b)所示,在 坡度(傾斜角度)丫為負(fù)的情況下(丫<〇),與正的情況相比(丫〉〇),間隔變化率的絕對值 增大。
[0210] 如此,當(dāng)照射角度0 P與相機(jī)角度0 C的大小關(guān)系變得相反時,間隔e與坡度丫 的關(guān)系也變得相反,但是無論如何,間隔e與坡度丫都是1對1對應(yīng)的,因此可知若間隔e 已知,則坡度丫唯一地確定。
[0211] [照射標(biāo)記的形狀形成為線狀、多邊形形狀等的一個光的情況]
[0212] 在路面狀態(tài)取得裝置中,從照射裝置照射1條光線,但是該光線照在路面上而形 成的標(biāo)記的形狀并不局限于形成為點(diǎn)狀,也可W形成為線狀或形成為多邊形形狀等。并且, 基于攝像圖像所包含的標(biāo)記圖像的形狀、大?。?biāo)記上的兩點(diǎn)間的相對位置關(guān)系)等來取 得路面的傾斜狀態(tài)。
[0213] 形成于路面的標(biāo)記的形狀對應(yīng)于攝像圖像J包含的標(biāo)記圖像的形狀,因此W下說 明攝像圖像J所包含的標(biāo)記圖像的形狀。
[0214] 照射光且照在路面上而形成的標(biāo)記形成為沿車輛的前后方向延伸的線狀,該線狀 的前后方向的兩端設(shè)為兩點(diǎn)。
[021引在圖11(a)中,與標(biāo)記對應(yīng)的標(biāo)記圖像Mai呈沿縱向延伸的線狀,基于與兩點(diǎn)對應(yīng) 的點(diǎn)圖像Q1、Q2的縱向的間隔即標(biāo)記圖像Mai的縱向的長度來取得路面的前后方向的坡 度。
[0216] 基準(zhǔn)路面(丫 = 丫 0)中的標(biāo)記圖像Mai的縱向的長度(點(diǎn)圖像Q1、Q2的縱向的 間隔)設(shè)為el。
[0217] 如圖1所示,在照射角度0 P比相機(jī)角度0 C大的情況下(0 P〉0 C),標(biāo)記圖像Ma 的長度(一端部Q1與另一端部Q2之間的縱向的間隔)大時,與小時相比,取得的路面的 坡度丫較大(ela〉el,丫 a〉丫 0),如圖5所示,在照射角度0p比相機(jī)角度0C小的情況下 (0p<0c),在間隔小時,與大時相比,取得的路面的坡度丫較大(el〉ela',丫 a'〉丫 0)。
[0218] 照在路面上而形成的標(biāo)記呈沿車輛的左右方向(寬度方向)延伸的線狀,該線狀 的前后方向的兩端設(shè)為兩點(diǎn)。
[0219] 在圖11(b)中,標(biāo)記圖像Ma2形成為沿橫向延伸的線狀,基于兩點(diǎn)所對應(yīng)的點(diǎn)圖像 PL、PR的縱向的間隔來取得路面的左右方向的坡度a (超高)。
[0220] 在左右方向的路面的坡度a為0的情況下,標(biāo)記圖像的右側(cè)的端部PR與左側(cè)的 端部PL的縱向的間隔大致為0。
[022U 相對于此,在標(biāo)記圖像Ma2的右側(cè)的端部PR與左側(cè)的端部化相比處于(X+)側(cè)時, 在圖1所示的情況下(0 P〉0 C),可知路面上的標(biāo)記的右側(cè)的部分與左側(cè)的部分相比路面 較高。該種情況下,路面從左側(cè)朝向右側(cè)而向升高的方向傾斜,標(biāo)記圖像Ma2的縱向的間隔 e2a大時,與小時相比,取得的坡度a較大。而且,在標(biāo)記圖像Ma2的右側(cè)的端部PR與左側(cè) 的端部化相比處于(X-)側(cè)時,在圖1所示的情況下(0p〉0c),是左側(cè)的部分與右側(cè)的部 分相比向升高的方向傾斜的路面,標(biāo)記圖像Ma2的縱向的間隔e2a'大時,與小時相比,取 得的坡度較大。
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