CN111511605A - 用于机动车辆的基于相机的反射镜替代系统的相机臂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆的基于相机的反射镜替代系统的相机臂（100），该臂具有用于将相机臂（100）连接到机动车辆的第一结构元件（110）和具有至少一个相机（180）的第二结构元件（120），第二结构元件（120）相对于第一结构元件（110）能够枢转。为了给用作机动车辆中反射镜替换装置的相机监视系统的相机提供紧固系统，该紧固系统对紧固件和布置在其上的所有元件、设备和模块(特别是相机)提供了针对外部破坏的改善的保护，并且允许相机具有最佳图像区域，根据本发明第二结构元件（120）和第一结构元件（110）经由枢转机构（150）连接，所述枢转机构包括行星齿轮装置（151）。

Description

用于机动车辆的基于相机的反射镜替代系统的相机臂

技术领域

本发明涉及一种用于机动车辆的基于相机的反射镜替代系统的相机臂，所述相机臂包括具有至少一个行星齿轮装置的枢转机构。

背景技术

允许机动车辆的驾驶员朝向后方观察的后视反射镜在机动车辆中随处可见，并且是法律规定的。在未来，通常的后视反射镜预期将被相机监视系统替代。以这种方式，由于由相机记录的图像在监视器上显示给机动车辆的驾驶员，所以允许朝向后方观察。对于这种用于商用车辆的基于相机的反射镜替代系统，有利的是不将相机直接安装在车身上，而是将相机与车身隔开。已知的后视反射镜距车身一定距离。结果，例如，提供了有利的视场。在这种情况下，常见的是反射镜和车身之间的距离具有5cm到几十厘米的数量级，例如，在大幅度向外摆动的车辆组合、重型运输工具、农业机械、采矿车辆和设备的情况下，为了获得特别宽的视场，距离通常为80cm。对于车辆上基于相机的反射镜替代系统的相机的布置，特别是作为外部反射镜或侧反射镜的替代，因此也希望将相机布置在离车身一定距离处。为此，可以使用相机臂，其可以附接到例如车辆车厢。

相机的刚性布置不能提供机械设计以及对相机和与相机一起布置在相机臂上的另外的模块、元件和设备的足够的保护，以免受到破坏性外部影响，诸如来自四周的力、冲击载荷和冲击荷载。刚性紧固件对机械力施加的潜在破坏作用很敏感。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种用于机动车辆中反射镜替代的相机监视系统的相机的紧固件(呈相机臂的形式)，所述紧固件提供对紧固件或相机臂以及布置在其上的所有元件、设备和模块(特别是相机)的外部破坏性影响的改进保护，并且能够实现相机的最佳图像区域。

所述目的通过如权利要求1所述的相机臂来实现。本发明的概念的改进和发展是从属权利要求的主题。

这里提出的用于机动车辆的基于相机的反射镜替代系统的相机臂包括用于将相机臂连接到机动车辆的第一结构元件和包括至少一个相机的第二结构元件，第二结构元件能够相对于第一结构元件枢转。这里提出的相机臂的特征在于，第二结构元件和第一结构元件通过枢转机构彼此连接，该枢转机构包括行星齿轮装置。以举例的方式，第二结构元件不能相对于第一结构元件围绕位置固定的轴线枢转。优选地，枢转机构被构造成使得第二结构元件相对于第一结构元件的枢转运动遵循摆线曲线。

特定实施例是从属权利要求的主题。

术语图像区域、视觉区域、视野和视场应当被同义地理解：相机的视觉区域代表相机“看到”的区域。所述相机以图像的形式转发所述区域。因此，图像区域由视觉区域产生。然而，所述相机的视觉区域也对应于视野。视场在任何情况下都是视野的同义词。视角可以理解为表示限定视场的角度。视角也是透视角的同义词。

在一个特别有利的实施例中，相机臂的第一结构元件和第二结构元件借助于枢转机构直接彼此连接，也就是说，枢转机构形成相机臂的第一和第二结构元件之间的连接。所述设计特别有利地使得可以节省另外的零件，这能够实现相机臂的低成本、低质量和紧凑结构。

在这里提出的相机臂的另一个特别有利的实施例中，第二结构元件和第一结构元件通过一个以上的枢转机构彼此连接。这样的相机臂因此可以包括例如多个枢转机构。这可能意味着例如两个或更多个行星齿轮装置。或者包括行星齿轮装置和除行星齿轮装置之外的枢转机构的组合，例如具有球形接头或轴向接头的枢转机构。特别有利的是，所述实施例使得这样的相机臂的增强的可移动性成为可能。

在这里提出的相机臂的另一个特别有利的实施例中，第二结构元件和第一结构元件通过枢转机构和附加结构元件彼此连接。附加结构元件的使用特别有利地具有这样的结果，即相机臂可以以更多种方式附接到车辆，并且适用于更大范围的布置位置。

在这里提出的相机臂的另一个特别有利的实施例中，枢转机构被实施为使得相机臂可以围绕至少两个轴线枢转，所述轴线彼此不平行。特别有利的是，这具有这样的结果，即相机臂在三维空间中是可移动的，并且对从三个维度作用的破坏性力的施加不敏感，因为它可以屈服于所述力的施加。如果其从车辆垂直地延伸并且相对于行进方向横向地延伸，所述臂的纵向轴线因此垂直于例如车辆车厢壁，则装备有具有非平行轴线的两个枢转机构的相机臂可以吸收沿着纵向轴线产生的力，因为臂通过至少两个枢转机构整体变形。在这种情况下，这种相机臂最远离车辆且可以位于例如第二结构元件上的点因此更靠近车厢壁。如果第一枢转机构允许围绕竖直轴线或在水平面内枢转运动，则借助于在所述第一枢转机构中枢转的臂，例如能够承受平行于行进方向作用在相机臂的第二结构元件上的外力。第一枢转机构可能不能屈服于相对于所述平面垂直地作用的力。然而，由于第二枢转机构可以围绕不平行于第一机构的枢转轴线的轴线枢转，也就是说，也可以在不平行于第一机构的运动平面的平面中枢转，臂也能够借助于第二枢转机构屈服于在所述方向上作用的力。总的来说，这因此还特别有利地间接导致相机臂相对于各种外力的施加的稳固性提高，外力的破坏性影响因此被最小化。

这里提出的相机臂的另一个特别有利的实施例包括多于一个的相机。首先，这产生了特别的优点，即如果意图覆盖单个视场，则可以获得关于图像内容的附加信息，例如深度信息。其次，在这种情况下，特别有利的是可以将具有不同图像捕获特性的相机组合起来；例如具有远摄特性的相机和具有广角特性的相机。

在这里提出的相机臂的另一个特别有利的实施例中，至少两个相机覆盖至少两个不同的视场。首先，这特别有利地具有这样的结果，即不同的视角可以被来自单个相机臂的相机覆盖。其次，在这种情况下，特别有利的是可以将具有不同图像捕获特性的相机组合起来；例如，对于延伸到远处，可能到达地平线的窄图像区域具有远摄特性的相机，以及对于宽图像区域具有广角特性的相机。

在这里提出的相机臂的另一个特别有利的实施例中，该相机臂包括多于一个的相机，并且其中至少两个相机覆盖至少两个不同的图像区域或者至少部分地覆盖相同的图像区域，第二结构元件包括至少两个相机。首先，这特别有利地导致特别地远离车辆间隔开的相机的布置。其次，这特别有利地还具有这样的结果，即，作为第二结构元件的更换的结果，例如在维护或修理工作的情况下，在一次操作中同时更换至少两个相机。

在这里提出的相机臂的另一个特别有利的实施例中，该相机臂包括多于一个的相机，并且其中至少两个相机覆盖至少两个不同的视场或者至少部分地覆盖相同的视场，第一结构元件包括至少一个相机，并且第二结构元件包括至少一个相机。这具有特别的优点，即，它使得至少两个相机能够覆盖彼此在更大程度是不同的图像区域。

在这里提出的相机臂的另一个特别有利的实施例中，第二结构元件附加包括至少一个反射镜。这特别有利地使得有可能在紧急情况下使用反射镜以确保可视性，例如，如果出现有关反射镜替代系统的电源的问题或者如果发生其他故障。

这里提出的相机臂的另一个特别有利的实施例附加包括传感器。这特别有利地具有这样的结果，即，所述传感器也可以布置在车辆上否则不能到达的位置，因为相机臂突出到车辆本身之外。此外，所使用的传感器可以例如特别有利地使得装备有该传感器的相机臂的功能性改进或增强成为可能，例如借助于布置在这种臂中的距离传感器，例如超声波传感器，并且如果检测到可能与所述臂碰撞的障碍物，这种臂能够借助于控制单元折叠。这种距离报警系统可以例如以超声波距离报警系统的方式提供，该超声波距离报警系统用作客车中的停车辅助装置。

优选地，第二结构元件包括附加的一个或多个传感器。

这里提出的相机臂的另一个特别有利的实施例附加包括通信装置。这特别有利地使得可以利用以这种方式装备的相机臂进行通信。在这种上下文中，通信装置可以是例如灯、光、指示灯和/或扬声器和/或麦克风。

优选地，第二结构元件包括通信装置。

这里提出的相机臂的特别有利的实施例附加包括以下设备中的一个或多个：用于通信的无线电天线、位置灯、加热元件、用于清洁相机镜头或相机盖的清洁设备。相机臂上附加设备的布置根据设备的状况提供了各种优点。以举例的方式，无线电天线的布置可以特别有利地使天线的改善的接收和发射特性成为可能。加热元件可以特别有利地提供免于结冰的自由，并防止水在相机或相机臂上积聚。用于清洁相机镜头或相机盖的清洁设备可以特别有利地改善相机的操作。位置灯可以特别有利地布置在相机臂上，从而特别有利地将注意力吸引到由相机臂占据的位置。

优选地，第二结构元件包括附加设备，诸如无线电天线、位置灯、加热元件等。

无线电天线可以例如用于数字通信，例如用于车辆到车辆的通信或车辆到基础设施的通信，或者用于移动无线电或无线局域网连接，或者用于DSRC或用于NFC或用于移动无线电(例如用于GSM、UMTS、LTE、2G、3G、4G、5G、LTE灯、2.5G等)或用于接收GNSS信号和类似系统的信号(例如伽利略、GPS、格洛纳斯、北斗、QZSS、GAGAN等)或用于数字无线电接收DAB。将天线集成到相机臂中提供了改善接收的特别优势。

用于通信的无线电天线也可以是用于与基础设施或其他车辆例如经由WIMAX、WIFI、NFC或蓝牙进行通信的天线。

这里提出的相机臂的另一个特别有利的实施例可以闩锁在预定的操作位置。这特别有利地具有这样的结果，例如，相机臂可以可靠地闩锁在用于驱动操作的位置。

在这里提出的相机臂的另一个特别有利的实施例中，该相机臂可以被闩锁在预定的操作位置，闩锁装置被设计成使得相机臂能够承受由风和相对风施加的力，但是使得在更大的力的情况下，允许相机臂移动离开操作位置。这特别有利地具有这样的结果，即在正常驾驶操作中，相机臂保持在操作位置，但是如果发生碰撞或其它破坏性的外力施加，则相机臂会屈服，因此破坏性影响被最小化。

附图说明

下面基于附图更详细地解释本发明，其中相同或相似的元件具有相同的附图标记。在附图中：

图1示出了处于第一运动状态的根据本发明的相机臂100的示例性实施例的截面图，

图2示出了根据本发明的相机臂100的与图1相同的示例性实施例的截面图，但是处于第二运动状态(不同于第一运动状态)。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的相机臂100的示例性实施例的截面图，该相机臂100带有具有行星齿轮装置151的枢转机构。

图1示出了处于第一运动状态的根据本发明的相机臂100，其中相机臂位于展开位置，也就是说，处于例如用于驱动其上可以布置相机臂100的机动车辆的操作的操作位置。

在该实施例中，第一结构元件110包括设置有内齿112的切口。此外，第一结构元件110包括第一旋转轴承，也就是说，使得接纳在其中的元件能够围绕第一旋转轴线153旋转的轴承。第一旋转轴承的所述第一旋转轴线153与内齿112同轴地布置。行星齿轮装置151的旋转盘155被接纳在所述第一旋转轴承中，所述盘能够相对于第一结构元件110围绕第一旋转轴线153旋转，并且包括具有第二旋转轴线157的第二旋转轴承。第二旋转轴线157是第二旋转轴承的旋转轴线。第二旋转轴线157偏心地布置在旋转盘155上，也就是说相对于第一旋转轴线153偏移。相机臂100的第二结构元件120包括具有外齿的齿轮122。第二结构元件120布置在旋转盘155上，使得齿轮122的旋转轴线与第二旋转轴线157同轴地定位。同时，具有齿轮122的第二结构元件120、旋转盘155和具有内齿112的第一结构元件110布置成使得齿轮122的齿接合在内齿112中，反之亦然。

换句话说，具有内齿112的第一结构元件110中的切口和同轴地安装在其中的旋转盘155与偏心地安装在旋转盘155上的第二结构元件120以及齿轮122一起形成行星齿轮装置151，该行星齿轮装置151作为枢转机构使得第二结构元件120能够相对于第一结构元件110枢转。

在这种情况下，例如可以将轴布置在旋转盘155上，使得它与第二旋转轴线157同轴地定位，也就是说相对于旋转盘155偏心地定位，并且因此可以用作旋转轴承。在所示的示例性实施例中，齿轮122可以被所述轴接纳在第二旋转轴线157上。

行星齿轮装置151通过齿轮装置部件施加围绕第一旋转轴线153和第二旋转轴线157的组合运动，该齿轮装置部件包括内齿112、具有外齿122的齿轮和旋转盘155。

以举例的方式，第二结构元件120被配置为与齿轮122成一体。在另一个示例中，第二结构元件120和齿轮122可以单独生产，并且在生产之后例如通过焊接、粘合剂结合、螺纹连接或其他常规连接技术固定地连接。

在所示的示例性实施例中，第二结构元件120包括两个相机180。优选地，两个相机180记录不同的视角和/或图像区域。

相机臂100的第一结构元件110包括接触表面111，当相机臂附接到机动车辆时，该接触表面111与机动车辆接触。

图2示出了处于另一第二运动状态的根据本发明的相机臂100的相同实施例。这里，第二结构元件120处于平行于第一结构元件110的接触表面111的位置，接触表面111可以与机动车辆接触。如图2所示的运动状态可以例如从图1所示的相机臂100的运动状态开始，作为作用在第二结构元件120上的外力的结果而获得，如以上部分中概述的。

例如，如果外力作用在第二结构元件120上并导致第二结构元件120相对于第一结构元件在第一旋转方向270上运动，该第一旋转方向270在图1和图2所示的视图中沿顺时针方向延伸，第二结构元件120相对于第一结构元件110的所述运动直接伴随着齿轮122相对于内齿112的运动，因为齿轮122固定地连接到第二结构元件120，并且内齿112布置在第一结构元件110的切口中。因此，齿轮122相对于内齿112的相对旋转运动导致齿轮122在内齿112上的滚动运动，在这种情况下，齿轮122又使旋转盘155相对于第一结构元件110旋转，因为齿轮122在第二旋转轴线157上偏心地布置在旋转盘155上。这意味着，在这种情况下，第二旋转轴线157相对于第一结构元件110沿第二旋转方向277移动，该第二旋转方向277在图1和图2所示的视图中沿逆时针方向延伸。第一旋转方向270总是与第二旋转方向277相反。

第二运动状态对应于根据本发明的相机臂的折叠位置，诸如可以由所述相机臂占据，例如以便在装备有根据本发明的相机臂100的车辆在受限条件下行驶期间避免与障碍物碰撞。该位置是例如折叠操作位置。另一方面，这种运动状态也可以代表具体地不用于操作的位置，例如代表停放的和不操作的车辆。以举例的方式，图2中所示的运动状态也可能由于相机臂与障碍物的碰撞以及随之而来的相机臂的屈服运动而呈现。

Claims (14)

1.一种用于机动车辆的基于相机的反射镜替代系统的相机臂(100)，包括用于将所述相机臂(100)连接到机动车辆的第一结构元件(110)和包括至少一个相机(180)的第二结构元件(120)，所述第二结构元件(120)能够相对于所述第一结构元件(110)枢转，其特征在于，所述第二结构元件(120)和所述第一结构元件(110)通过枢转机构(150)彼此连接，所述枢转机构包括行星齿轮装置(151)。

2.根据权利要求1所述的相机臂(100)，所述第一结构元件(110)和所述第二结构元件(120)借助于所述枢转机构直接彼此连接。

3.根据权利要求1所述的相机臂(100)，所述第二结构元件(120)和所述第一结构元件(110)借助于多于一个的枢转机构彼此连接。

4.根据权利要求3所述的相机臂(100)，所述枢转机构被实施为使得所述相机臂(100)能够围绕至少两个轴线枢转，所述轴线不彼此平行。

5.根据前述权利要求中任一项所述的相机臂(100)，包括多于一个的相机(180)。

6.根据权利要求5所述的相机臂(100)，所述至少两个相机(180)覆盖至少两个不同的图像区域。

7.根据权利要求5或6所述的相机臂(100)，所述第二结构元件(120)包括所述至少两个相机(180)。

8.根据权利要求5或6所述的相机臂(100)，所述第一结构元件(110)包括至少一个相机(180)，并且所述第二结构元件(120)包括至少一个相机(180)。

9.根据前述权利要求中任一项所述的相机臂(100)，所述第二结构元件(120)附加包括至少一个反射镜。

10.根据前述权利要求中任一项所述的相机臂(100)，附加包括传感器。

11.根据前述权利要求中任一项所述的相机臂(100)，附加包括通信装置。

12.根据前述权利要求中任一项所述的相机臂(100)，附加包括以下设备中的一个或多个：用于通信的无线电天线、位置灯、加热元件、用于清洁相机镜头或相机盖的清洁设备。

13.根据前述权利要求中任一项所述的相机臂(100)，所述相机臂能够被闩锁在预定的操作位置。

14.根据权利要求13所述的相机臂(100)，所述闩锁装置被设计成使得所述相机臂(100)能够承受由风和相对风施加的力，但是使得在更大的力的情况下，允许所述相机臂(100)移动离开所述操作位置。

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