CN104797466A - 装置和具有环境传感器的斜度补偿的车辆 - Google Patents

装置和具有环境传感器的斜度补偿的车辆 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于车辆(1、19、23)、特别是用于机动车的装置(3)，该装置具有：环境传感器系统(4)，该环境传感器系统具有用于无接触地探测至少一个环境区域(11-16)的至少一个环境传感器(5-10)；用于调节待探测的环境区域(11-16)的器件；和用于确定待探测的环境区域(11-16)的器具。设定成，该器具具有探测车辆(1)关于车辆基面(2)的斜度的位置传感器(17)，其中，器件依据车辆(1)的斜度调节待探测的环境区域(11-16)。

Description

装置和具有环境传感器的斜度补偿的车辆
技术领域
本发明涉及一种用于车辆、特别是用于机动车的装置，该装置具有：环境传感器系统，该环境传感器系统具有用于无接触地探测至少一个环境区域的至少一个环境传感器；用于调节待探测的环境区域的器件；和用于确定待探测的环境区域的器具。
此外，本发明涉及一种车辆，特别是机动车，其具有相应的装置。
背景技术
从现有技术中已知上述类型的装置和车辆。由此，例如公开文献DE 10 2005 024 052 A1公开了一种具有环境传感器系统的装置，该环境传感器系统具有多个彼此并排设置在机动车的保险杠处的环境传感器，以探测彼此并排的环境区域。在此，待探测的环境区域取决于机动车的转向角来确定。因此，为了确定待探测的环境区域，所述装置具有探测机动车的转向角的器具。由此实现在转弯行驶时环境传感器系统在转弯方向上取向。
发明内容
具有权利要求1所述特征的根据本发明的装置的优点在于，与车辆的转向角无关地进行被探测的环境区域的匹配。因此，当车辆没有转弯行驶时，那时环境区域也被匹配。因此，所述装置也能有意义地用于与转弯车道无关的环境区域。由此，特别是在车辆的纵向侧面的环境区域可以依据车辆的侧向斜度进行匹配，这特别地有利于单辙车。该装置也可有利地设置在具有可变的、或者说可调的车身的车辆中，对于该车身，例如某个车身区段相对于车辆所在的驾驶路面的斜度可变。根据本发明的装置的特征在于，器具具有探测车辆相对于车辆基面的斜度的位置传感器，并且所述器件依据车辆的斜度调节待探测的环境区域。通过位置传感器能以简单的方式探测车辆的斜度，使得器件可以匹配于车辆的斜度容易地确定待探测的环境区域。
根据本发明的一种有利的改进方案设定成，器件具有致动器装置，该致动器装置依据车辆的斜度使至少一个环境传感器摆动。环境传感器为此有利地支承在可被致动器装置操纵的相应的支架中。致动器装置具有至少一个、优选多个致动器，该致动器例如构造为电磁式、电动式、液压式、机械式和/或气动式工作的致动器。通过传感器的摆动能以简单的方式改变由环境传感器探测的环境区域，更确切地说匹配车辆的斜度。优选地设定成，器件如此调节环境区域，即，环境传感器基本上这样探测环境，就好像车辆相对于车辆基面没有倾斜。因此，环境传感器系统如此构造，即，其优选地始终至少基本上与车辆基面平行地探测环境。
根据本发明的一种有利的改进方案设定成，环境传感器系统具有至少两个、优选三个设置成探测彼此相叠的环境区域的环境传感器。通过设有多个环境传感器消除了使环境传感器摆动的必要性。由此将环境传感器例如如此设置在车辆纵向侧面，即，环境传感器在车辆的侧方探测彼此相叠的环境区域。特别地，彼此相叠的环境区域以一定的角度如此彼此相叠，即，环境区域形成彼此贴靠的或局部相交的区段。用于探测相应的环境区域的传感器中的一个根据车辆相对于侧面的斜度通过器件来激活。在此，环境传感器有利地相互倾斜地取向。
根据本发明的一种替代的实施方式设定成，环境传感器系统具有至少两个、优选三个设置成探测彼此并排的环境区域的环境传感器。在此，环境传感器相应地如此设置，即，其探测彼此并排的、或者说彼此邻接的环境区域。在此，环境区域例如可以重叠，或者可以没有重叠地彼此邻接，或者也可以彼此隔开。在此，环境传感器同样优选地相互倾斜地取向，以探测环境的区段形式的环境区域。
优选地，器件具有控制器，该控制器依据车辆的斜度使环境传感器中的一个或多个工作。控制器使探测期望的环境区域的传感器激活，或者相应地操控致动器装置。控制器优选地同时操控多个传感器。优选地，控制器如此操控多个传感器，即，所述传感器共同探测取决于传感器的操控可变的环境区域。由此，通过所谓的波束成型、特别是利用雷达天线阵列的相移可以改变环境传感器系统的或者具有多个环境传感器的环境传感器组的发射角。如果设有一个或多个环境传感器，那么替代波束成型优选地使所述环境传感器单独或一起摆动。为了优化能量需求，优选地，控制器依据倾角每次只操控环境传感器系统或环境传感器组的传感器中的一个。
根据本发明的一种有利的改进方案设定成，至少一个环境传感器构造为雷达传感器、激光雷达传感器、超声波传感器或相机传感器(Kamerasensor)，或者还构造为所谓的飞行时间传感器(Time-of-flight-Sensor)。各个传感器类型原则上是已知的，从而在此不再详细探究。所述传感器与有利的装置一起实现了稳定可靠的环境探测。
根据本发明的一种有利的改进方案设定成，位置传感器构造为惯性传感器、陀螺仪传感器和/或光学传感器、特别是相机传感器。车辆的倾斜的探测、特别是车辆相对于车道基面的确定的斜度的探测可以很好地借助于惯性传感器或陀螺仪确定。特别是当车道基面不是水平地取向，而是例如呈现为斜坡时，那么位置传感器构造为光学传感器便于位置探测。借助于光学传感器、特别是相机传感器可以光学地探测水平线并且从中得出车辆的位置。特别优选地，位置传感器具有上述传感器的组合，其中相机传感器与惯性传感器或陀螺仪传感器的组合是特别有利的。
具有权利要求8所述特征的根据本发明的车辆的特征在于上述的装置。该车辆具有保证鲁棒且无干扰的环境探测的优点。
根据本发明的一种有利的改进方案设定成，车辆的特征在于构造为单辙车、摆式车辆(Neigefahrzaug)或者配有可变车身的、特别是具有可变轴距的车辆。
优选地，车辆在至少一个车辆侧面、也就是说在至少一个车辆纵向侧面和/或在车辆前侧和/或车辆后侧具有环境传感器系统。有利地，环境传感器系统在车辆侧面中的多个侧面处尤其分别地设置有环境传感器组，其中各自的环境传感器组可以分别通过自己的控制器或者通过与所有的环境传感器组连接的全局控制器运行。
附图说明
接下来可借助附图进一步阐述本发明。附图中：
图1示出了具有用于环境探测的有利的装置的单辙车，
图2示出了在朝侧向倾斜的状态中的单辙车，
图3示出了在朝侧向倾斜的状态中的、具有装置的匹配的环境区域的单辙车，
图4示出了在倾斜状态中的具有装置的摆式车辆，以及
图5A和5B示出了在不同的车身状态中的具有可变车身和装置的车辆。
具体实施方式
图1示出了构造为单辙车1的、更确切地说构造为摩托车的车辆。当前单辙车1位于平衡位置中，在该平衡位置中，单辙车垂直于可行驶的基面2。摩托车具有装置3，该装置尤其是单辙车1的安全装置的一部分并且具有用于无接触地探测摩托车的环境的环境传感器系统4。环境传感器系统4具有设置在摩托车的车辆纵向侧面的六个环境传感器5-10。在此，环境传感器5-7设置在一侧，而环境传感器8-10设置在相对而置的车辆纵向侧面。环境传感器5-10可以构造为雷达传感器、激光雷达传感器、超声波传感器或光学传感器。位于车辆纵向侧面上的环境传感器5-7或8-10分别形成环境传感器组。
在此，各个环境传感器组的环境传感器5-7或8-10如此相互倾斜地取向，即，它们的主轴线设置为相互成大约45°角，从而分别由环境传感器5-7或8-10探测的环境区域11-13或14-16彼此相叠。在此，相邻的环境区域可以重叠、相互隔开或者直接彼此邻接地取向。在当前的实施例中，环境区域11-13或14-16彼此邻接。在此，环境传感器5-10构造成使得各个被探测的环境区域11-16基本上构造成圆弓状。
此外，装置3具有位置传感器17，该位置传感器探测单辙车1相对于可行驶的基面2的位置。在此，位置传感器17确定单辙车1相对于可行驶的基面2的倾角α。当前基于单辙车1的平衡位置的倾角为90°(α＝90°)。此外，位置传感器例如构造为惯性传感器、陀螺仪传感器或光学相机传感器。此外，装置3具有与位置传感器17和环境传感器5-10有效连接的控制器18。
装置3用于提高单辙车1的驾驶员的安全性，特别是为了在紧急情况下可以自动引入驾驶辅助措施(例如显示报警信号)或者安全措施(例如制动过程)。
为此，位置传感器17始终探测所述摩托车的或者可行驶的基面2的位置，其中控制器18依据探测的倾角α操控环境传感器5-10。在此，根据当前的实施例设定成，在根据图1的实施情况中环境传感器6和9被激活并且就此而言探测环境区域12和15，该环境区域基本上平行于车辆基面2取向。
如果例如因为驶过弯道单辙车1朝侧向倾斜，例如如图2所示的那样，则环境传感器6和9相应地也倾斜。这引起环境区域12和15不再平行于可行驶的基面2取向，而是倾斜于基面2取向。现在尤其环境传感器6在很大程度上包围车辆基面2，这导致了干扰值。可驶过的对象被捕捉进信号中。
控制器18有利地如此操控环境传感器系统4，即，在未超出可预定的倾角α时，如在图2中所示的那样，环境传感器5和10被激活并且环境传感器6和9被停用。于是由此探测到的环境区域11和16再次基本上平行于车道基面2，如在图3中所示的那样。在该情况下倾角α小于90°。尽管如此，装置3确保了可靠地探测摩托车的环境。如果摩托车朝相反的方向上倾斜，使得角度α大于90°，那么控制器18优选地如此操控环境传感器系统4，即，现在只有传感器7和8被激活，并且因此环境区域13和14被探测。因此，控制器18为用于调节被探测的环境区域的器件，而位置传感器形成用于确定待探测的环境区域的器具。因此，依据车辆1的斜度始终探测到了在车辆两侧的最佳的环境区域。
替代在各个环境传感器5-10之间的转换，也可考虑借助于波束成型使环境传感器组的发射特性单独地匹配于车辆1的倾角。对此进行相应的环境传感器组的相移，并且通过与距离有关的信号延迟来调节相应的环境传感器组的期望的发射角。
同样可考虑，代替多个环境传感器，在车辆1的每个纵向侧面的分别只设置一个环境传感器，例如环境传感器6和9，其可摆动地被支承。于是可借助于相应的致动器系统使环境传感器6和9摆动，以使相应被探测的环境区域12、15匹配于车辆1的斜度。
图4示出了另一实施例，在该实施例中车辆构造为摆式车辆19。在该情况下，车辆构造为双辙车，其中在车辆的一侧上的车轮相对于在车辆的另一侧上的车轮的高度水平可变，以使车辆“在弯道中”、更确切地说在转弯行驶时倾斜，以提高行驶舒适性。摆式车辆19同样具有装置3，其中在本实施例中在摆式车辆19的前部或者说前侧设有当前包括三个环境传感器20、21、22的环境传感器组，这三个环境传感器彼此并排设置。如果控制器18通过位置传感器17探测到摆式车辆19相对于可行驶的基面2倾斜，那么控制器通过波束成型如此操控环境传感器20-22，即，使由环境传感器20-22探测的环境区域转移，以平行于可行驶的基面2，如在图4中通过曲线所示的那样。由此避免由环境传感器20-22探测的环境区域受到车辆基面2限制，更确切地说避免环境传感器20-22探测到车辆基面2并且在可能的情况下错误地将其评估为障碍物。
图5A和5B示出了装置3的另一实施例，这次其作为具有可变车身24的车辆23的组成部分。车身允许轴距的变化，其中对此车身24的一个部分25相对于另一个部分26倾斜。对此，图5A示出了在初始状态中的车辆23，而图5B示出了当轴距缩减到最小时在最终状态中的车辆23，分别以简化的侧视图示出。
在该情况下装置3同样具有环境传感器组，该环境传感器组设置在车辆25的前侧处并且具有至少两个环境传感器27、28。在根据图5A的初始状态中，探测第一环境区域29的环境传感器27被激活，该环境区域的主轴线平行于车辆基面2取向。
环境传感器28如此取向或者说设置在车身25处，即，当车辆23处于最终状态中时，由环境传感器28探测的环境区域以其主轴线平行于车道基面2取向。因此，如果车身24相应地从初始状态行进到最终状态中，那么控制器18在环境传感器27和28之间进行切换，使得在最终状态中环境传感器28被激活，在初始状态下环境传感器27被激活。在此，同样可借助于位置传感器17探测车身部分25的斜度。
因此，装置3总体上保证了环境探测区域的最佳布局和节约能源，因为优选地每次只有相关的环境传感器被操控/激活。通过如上所述在环境传感器之间转换，防止车道表面或车道基面2本身被探测到，因此防止了干扰并且提高了系统的鲁棒性。因为探测到更少的非相关的对象，所以总体上也减少了用于评估传感器信号的必要的计算功率，使得控制器18可以相对成本低廉并且简单地来构造。

Claims (10)

1.一种用于车辆(1、19、23)、特别是用于机动车的装置(3)，该装置具有：环境传感器系统(4)，该环境传感器系统具有用于无接触地探测至少一个环境区域(11-16)的至少一个环境传感器(5-10)；用于调节待探测的所述环境区域(11-16)的器件；和用于确定待探测的所述环境区域(11-16)的器具，其特征在于，所述器具具有探测所述车辆(1)关于车辆基面(2)的斜度的位置传感器(17)，其中，所述器件依据所述车辆(1)的斜度调节待探测的所述环境区域(11-16)。
2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，所述器件具有致动器装置，该致动器装置依据所述车辆的斜度使所述至少一个环境传感器(5-10)摆动。
3.按照上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述环境传感器系统(4)具有设置成探测彼此相叠的环境区域(11-13)、(14-16)的至少两个环境传感器(5、6)、(8-10)。
4.按照上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述环境传感器系统(4)具有设置成探测彼此并排的环境区域的至少两个环境传感器(20-22)。
5.按照上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述器件具有控制器(18)，该控制器依据所述车辆的斜度使所述环境传感器(5-10)中的至少一个工作。
6.按照上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述至少一个环境传感器(5-10)是雷达传感器、激光雷达传感器、超声波传感器或相机传感器。
7.按照上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述位置传感器(17)是惯性传感器、陀螺仪传感器或光学传感器、特别是相机传感器。
8.一种车辆(1、19、23)，特别是机动车，其具有按照上述权利要求中任一项或多项所述的装置(3)。
9.按照权利要求8所述的车辆，其特征在于所述车辆是单辙车(1)、摆式车辆(19)或具有可变车身的车辆(23)。
10.按照上述权利要求中任一项所述的车辆，其特征在于，所述车辆(1、19、23)至少在车辆的一侧具有环境传感器系统(4)。
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