用于清洁车辆传感器的方法和用于这种方法的无人飞行器与流程

本发明涉及一种用于清洁车辆传感器、尤其用于清洁自主行驶车辆的车辆传感器的方法。此外，本发明涉及一种用于这种方法的无人飞行器。

背景技术：

在现今的车辆中安装了大量传感器。因此，对于驾驶员辅助系统而言进行通过传感器对车辆周围环境的连续监控，以便在行驶任务的情形中支持驾驶员且提早通知其关于可能的危险情形。车辆周围环境的传感器检测对于自主行驶车辆而言越来越重要，因为仅在检测车道和可能的障碍物的情形中可实现自主行驶车辆的自主行驶。为了周围环境识别可使用基于不同技术的不同类型的传感器，其中，经常通过组合不同传感器的数据(也就是说通过所谓的传感器融合)生成环境的特别可靠的成像。除了雷达-和超声波传感器之外，在此尤其使用基于环境的光学检测的传感器。

因此，可评估针对车辆周围环境的一个或多个摄像机的详细的图像信息，其中，也可识别交通标志或其它物体且(在使用立体摄像机的情形中)可能的障碍物的距离和速度。同样地，通过一个或多个激光雷达传感器(lightdetectionandranging)能够以激光高分辨率地且不取决于外部光线情况地扫描且观测车辆周围环境。

尤其对于自主行驶车辆而言必要的是，车辆周围环境的传感检测任何时候都无错误地起作用。只有如此才例如确保，障碍物可被提早识别出且可被合适地反应。在传感器弄脏的情形中、尤其在例如lidar的光学方法的情形中，然而可能引起如下，即，车辆周围环境无法再被正确地检测且车辆无法无危险地继续引导行驶。

在该情况中，传感器在可进行安全地继续行驶之前须被清洁。为此，乘客可能被要求在车辆停住之后下车并且清洁传感器。在自主行驶车辆空驶的情形中，该车辆然而被指示外部帮助，因为没有乘客可下车以便去除污染物。此外，车辆可开动自动清洗设施，如果污染物足够早地被识别出且当前的污染程度尚允许这样。

同样地，用于不同传感器的自动清洁系统可被固定地安装在车辆处，其中，所有安全关键的传感器须装备有这样的清洁系统。然而，该清洁系统会提高车辆的成本并且还会要求额外的用于清洁系统的结构空间。

尤其当传感器的严重污染应很少出现时，如下可能超越车辆的寿命是更成本有利的，即，在污染时代替使用自动清洁系统而委托服务提供商(servicedienstleister)，其可手动移除污染物。为此，服务提供商在需要时将行驶至相关车辆，以便清洁受污染的传感器。然而，这视距离、交通路线和交通流量而定会要求可能较长的时间。在该时间段期间，车辆于是不可实施其行驶任务，这尤其在时间关键的运输任务的情形中可能导致问题。

对于不可移动的物品(例如建筑)而言，使用无人飞行器用于清洁是已知的。因此，由de102014009903a1已知一种用于控制用于清洁太阳能发电站的太阳能模块的玻璃立面或表面的飞行物体的方法。表面的清洁可通过在飞行物体处的清洁器具(例如刷子)或通过用旋翼所引起的气流进行，其中，清洁器具可不取决于飞行控制装置地来操控。该方法包括检测待清洁物体的表面、将飞行物体相对该表面取向且构造飞行轨迹。由此，可特别高效地清洁该表面。

同样地，de102014116821a1描述了一种无人旋翼飞行器，其可被用于处理例如建筑墙壁的表面。在此，无人旋翼飞行器具有用于在旋翼飞行器之外被预留在容器中的可泵送的有效负荷的软管的联接区域和用于处理有效负荷的工作器械。例如，该有效负荷可被涂覆到处在飞行器的环境中的表面上或由飞行器被喷洒到空气中。工作器械可构造成用于将颜料涂覆到建筑立面上的毛刷或滚筒刷或喷嘴，构造成用于清洁建筑立面的喷砂器或构造成擦窗器。

最后，wo2013/076711a2公开了一种用于较高建筑的立面的玻璃清洁的带有清洁刷的远程控制迷你直升机，其为此相对待清洁的玻璃上下移动。迷你直升机在清洁过程期间与经装配在顶部的安全绳且与载重车辆相连接。载重车辆以清洁液体供应迷你直升机且在载重车辆舱房中具有控制面板，以便于监控且控制清洁过程。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于清洁车辆传感器、尤其用于清洁自主行驶车辆的车辆传感器的经改善的方法。

该目的通过一种带有权利要求1的特征的方法以及通过一种根据权利要求7的相应的无人飞行器来实现。本发明的优选的设计方案是从属权利要求的对象。

在根据本发明的用于清洁车辆传感器的方法中，接收车辆的位置数据。适合用于清洁车辆传感器的无人飞行器基于车辆的所接收的位置数据飞行至车辆，基于车辆的待清洁的传感器的方位数据如此地定位在车辆的附近，使得待清洁的传感器的清洁是可能的并且清洁该传感器。

无人飞行器目前仅被用于清洁不可移动的物品，而根据本发明车辆传感器的清洁也可由合适的无人飞行器通过认识和使用车辆的位置数据和待清洁的传感器的方位数据实现。因为无人飞行器可不取决于红绿灯和交通在直接的航线上奔赴至车辆，所以其可非常快速地到达车辆，从而可立即清洁受污染的传感器且继续必要时被中断的行驶。因此也可省去如下，即，车辆装备有额外的传感器清洁系统，从而可规避上述缺点。

根据本发明的一种实施形式，车辆经由移动数据连接给服务站发送车辆的位置数据。服务站接收所发送的位置数据且接着促使无人飞行器飞行至车辆。在结束清洁过程之后，无人飞行器然后返回至服务站。

在这样的服务站处可预留大量无人飞行器，从而即使在覆盖更大地理范围的情形中可确保如下，即，即使在用于清洁不同车辆的传感器的多个请求同时到达的情形中可迅速搜寻所有车辆。

根据本发明的一种实施形式，传感器的污染通过车辆来检测。这使得能够对污染立即作出反应且针对性地对传感器的清洁提出要求，当该传感器被污染且因此威胁车辆的继续行驶时。

因此，自主行驶车辆有利地可被自动停住，当安全的行驶运行由于传感器的污染不再被确保时。

以该方式可避免对于车辆或其它交通参与者的威胁，当自主行驶车辆的乘客不对清洁传感器的要求作出反应或车辆实施空驶时。

同样地，车辆有利地可经由移动数据连接给服务站发送关于受污染传感器的报告。这使得服务站能够例如判断清洁的紧急性或在不同无人飞行器的不同能力的情形中为了清洁受污染的传感器而选择合适的飞行器。

此外，车辆可经由移动数据连接给服务站发送关于车辆型号和/或待清洁的传感器在车辆固定坐标系中的方位数据的信息并且服务站将关于车辆型号和/或方位数据或由此推导出的数据的信息发送到无人飞行器处。因为传感器在不同车辆型号的情形中被安装在车辆车身的不同区域处，这对于飞行器而言使得在车辆处找到待清洁的传感器且为了清洁合适地定位变得容易。

相应地，根据本发明的用于清洁车辆传感器的无人飞行器包括

-带有马达驱动的多个旋翼的驱动单元，其产生用于无人飞行器的升力和/或推进力；

-用于基于车辆的位置数据导航至车辆且用于基于车辆的待清洁的传感器的方位数据在车辆处导航的导航单元；

-控制单元，其借助于导航单元的导航数据如此地操控驱动单元，使得无人飞行器飞行至车辆且可如此地定位在车辆的附近，使得待清洁的传感器的清洁是可能的；和

-清洁单元，其适合用于执行对待清洁的传感器的清洁。

有利地，在无人飞行器中设置有摄像机单元和评估单元，其中，用于借助于摄像机单元经光学检测的待清洁的传感器的评估单元测定传感器相对于无人飞行器的位置。这使得清洁单元能够尽可能精确地定位在待清洁的传感器之前。

根据本发明的一种实施形式，清洁单元具有压缩空气罐，其与可电子操控的阀由减压器和压缩空气清洁器跟随地相连接。

因为在该实施形式的情形中实现了无接触的清洁，所以这即使在更差的天气条件、例如强风或阵风的情形中也实现无人飞行器的相对简单的导航。

在此，清洁单元有利地具有用于清洁液体的液体罐，其中，清洁液体被混合以压缩空气，从而待清洁的面被喷射以空气液体混合物。

通过使用清洁液体，尤其在固着的污染物的情形中可明显提高清洁效果。

根据本发明的另一种实施形式，清洁单元可通过绞索盘(seilwinde)或伸缩棒被放下，以便于将清洁单元定位在待清洁的传感器之前。

因为在该实施形式中清洁单元不刚性地与无人飞行器相连接，所以该飞行器可在车辆上方飞行且仅放下清洁器具，这例如在狭窄空间情况的情形中可能是有利的。

在此，清洁单元有利地具有如下：

-一个或多个马达驱动的清洁刷，其为了清洁待清洁的传感器被置于旋转中；

-清洁液体罐；

-喷嘴，清洁液体利用该喷嘴被喷洒到待清洁的传感器上；

-泵，其从清洁液体罐中提取出清洁液体且供应给喷嘴；和

-马达驱动的螺旋桨，其布置成使得对于清洁刷而言产生作用到待清洁的传感器上的压紧力。

附图说明

本发明的另外的特征由下面的说明和权利要求与附图相结合显而易见。

图1示意性地示出了用于以无人飞行器清洁车辆传感器的根据本发明的方法；

图2示意性地示出了根据本发明的无人飞行器的第一种实施形式；且

图3示意性地示出了根据本发明的无人飞行器的第二种实施形式的侧视图(a)和俯视图(b)。

具体实施方式

为了更好理解本发明的原理，下面借助附图更详细地说明本发明的实施形式。显然，本发明不限制于这些实施形式且所描述的特征也可被组合或修改，而不离开本发明的保护范围，其如在权利要求中所限定的那样。

图1示意性地示出了根据本发明的方法的流程图。首先须测定车辆的位置，其中应执行传感器的清洁。这可例如借助于车辆的导航系统的gps接收器进行。然后车辆将车辆的当前位置数据经由移动数据连接发送给服务站，服务站运行至少一架无人飞行器、优选然而大量这样的飞行器用于清洁车辆传感器。这样的服务站可例如通过车辆制造商自身、用于机动车的车间或专门从事清洁车辆传感器的服务公司来运行。

在此，无人飞行器可尤其是所谓的带有马达驱动的多个旋翼的多轴直升机(multicopter)，例如三轴直升机(带有三个马达)、四轴直升机(带有四个马达)、六轴直升机(带有六个马达)或八轴直升机(带有八个马达)，其设有进一步在下面所描述的用于清洁车辆传感器的清洁单元。

车辆的位置数据于是在方法步骤1中由无人飞行器经由服务站被接收。然而也可能的是，车辆的当前的位置数据经由移动数据连接被直接发送到处在车辆附近的无人飞行器处且由该飞行器直接接收。

服务站接着促使无人飞行器为了清洁传感器移动至车辆，其然后在方法步骤2中飞行至车辆的车辆位置。无人飞行器可处在服务站处且在该处被充电且必要时设有清洁液体或然而还已在飞行中、例如处在从另一车辆的传感器的先前清洁的返航中。在此，服务站可在可供使用的无人飞行器下基于不同标准选出一架。因此，例如当存在关于哪个车辆传感器应被清洁的信息时，发送出带有特别适合用于该车辆传感器的清洁单元的无人飞行器。同样地，在清洁的特别紧急的情形中可选出由于相对较高飞行速度可特别快速地奔赴相关车辆的无人飞行器。同样地，为此或者也为了最小化飞行成本，将已在飞行中处于尽可能靠近相关车辆处的无人飞行器派送至该车辆。

如果可假设如下，即，车辆自位置数据的初始传输起不改变其位置，例如因为车辆在传递位置数据时已在路边停住以便等待传感器的清洁，则所飞向的车辆位置相应于车辆的初始位置数据。对于该车辆位置而言，那么无人飞行器的飞行路线由服务站或由无人飞行器自身来测定。

同样地，车辆然而也可能自位置数据的初始传递起继续移动。在该情况中可设置成，车辆例如以有规律的间隔传递其相应当前的位置，从而使得无人飞行器的飞行路线可被适配。同样地可设置成，在位置数据的初始传递时将数据从车辆的导航装置传递至已被作为程序编入的路线且被用于未来的位置数据的估计。因此，无人飞行器可例如奔赴已被作为程序编入的路线的行驶目的地，以便于在该处进行车辆传感器的清洁。同样地，基于车辆和无人飞行器的路线和预估速度可测定尽可能早的汇合点。

在无人飞行器到达车辆位置之后，在方法步骤3中相对待清洁的车辆传感器取向。为此，可评估待清洁的传感器的方位数据，其可由服务站或由车辆传输给无人飞行器或者然而也可直接存在于无人飞行器的存储器中。同样地，可通过位于无人飞行器处的一个或多个传感器检测车辆传感器。因此，例如可利用摄像机和合适的图像识别算法测定待清洁的传感器的精确方位。也可设置成，借助于摄像机识别出位于附近的人、建筑或其它的空中交通参与者，以便于因此必要时可躲开并且避免碰撞。同样地，为此然而也可使用单独的摄像机。

车辆传感器借助于无人飞行器的清洁单元的清洁然后在方法步骤4中实现，其中，确保如下，即，在清洁过程期间保持无人飞行器相对车辆的相对方位。在此，该清洁可进行预定义的时长，该时长根据本发明足以清洁相应的车辆传感器。同样地然而也可设置成，控制清洁进展，例如通过借助于上述摄像机的光学检测。

在结束清洁过程之后，无人飞行器然后优选根据方法步骤5飞行返回至服务站，以便在该处又可被充电且因此可供用于新的清洁任务。然而同样可设置成，无人飞行器在其返回至服务站之前，为了清洁任务首先还飞向另一车辆。

在此不仅至车辆的飞行而且车辆传感器的清洁可自主地通过无人飞行器进行，尤其在飞行或清洁阶段期间困难的边界条件的情形中这然而也可由服务站来监控和指挥。

除了由于车辆传感器的检测到的污染尽可能立即进行对车辆传感器的清洁之外，也可考虑的是，不取决于经探测的污染地在污染随着时间增加的情形中以定期的服务间隔进行清洁。

根据本发明的无人飞行器的第一种实施形式在图2中被示意性示出。在此，无人飞行器位于示意性描绘的车辆顶部6上方在车辆的传感器7、例如被装配在顶部上的激光雷达传感器之前。

无人飞行器具有带有马达驱动的多个旋翼8的驱动单元，其产生用于无人飞行器的升力和/或推进力。此外设置有用于基于车辆的位置数据导航至车辆且用于基于待清洁的传感器的方位数据在车辆处导航的导航单元9。控制单元10借助于导航单元9的导航数据如此地操控驱动单元，使得无人飞行器可飞行至车辆且可如此地定位在车辆的附近，使得待清洁的传感器7的清洁是可能的。为了在清洁过程期间目的精确的定位，设置有用于光学检测待清洁的传感器的摄像机单元11。摄像机单元11的所产生的图像数据为此被供应给评估单元12，其借助于合适的图像识别算法测定待清洁的传感器的精确方位且将关于此的信息供应给控制单元10。

用于清洁传感器的真正的清洁单元在该实施形式中如下地来设计。设置有被填充以压缩空气的压缩空气罐13。压缩空气罐13在此可以是可取下的，从而能够快速地用已预先填充的压缩空气罐更换空的压缩空气罐，当无人飞行器位于服务站处的地面上时，或者压缩空气罐然而也可固定地与无人飞行器相连接。

压缩空气罐13与可电子操控的阀由减压器和压缩空气清洁器跟随地相连接。在操纵阀时，那么空气经由喷嘴14流出。额外地，清洁液体从用于清洁液体的罐15中被吸收，由此待清洁的表面可被喷射以由清洁液体和空气构成的混合物。在此可设置成，喷嘴的方位在清洁过程中通过为此设置的调节设备(例如伺服马达)来适配或者改变。

用于根据本发明的无人飞行器的第二种实施形式的清洁单元在图3中被示意性地示出。在此，清洁单元可由无人飞行器为了清洁过程通过绞索盘16或伸缩棒被放下且因此被定位在待清洁的传感器之前。为了清洁设置有一个或多个刷子17，其可通过马达被置于旋转中。此外此处也设置有用于清洁液体的罐子15。利用泵将清洁液体经由喷嘴14喷洒到待清洁的传感器上。刷子17接着在待清洁的部位上旋转，其中，需要的压紧力通过相对而置的马达驱动的一个或多个螺旋桨18来产生。在清洁过程之后，清洁单元又被向上输送到初始位置中，以便于在继续飞行或返航至服务站时不造成阻碍。

本发明可被使用于清洁在任意车辆处的任意外部可接近的车辆传感器。

附图标记列表：

1方法步骤，在其中接收车辆的位置数据

2方法步骤，在其中无人飞行器飞行至车辆位置

3方法步骤，在其中无人飞行器相对于传感器取向

4方法步骤，在其中无人飞行器清洁传感器

5方法步骤，在其中无人飞行器飞回至服务站

6车辆顶部

7车辆传感器

8旋翼

9导航单元

10控制单元

11摄像机单元

12评估单元

13压缩空气罐

14喷嘴

15清洁液体罐

16绞索盘

17刷子

18用于压紧力的马达驱动的螺旋桨

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除