DE102005028511A1

DE102005028511A1 - Erfassungseinrichtung eines Fahrzeuges

Info

Publication number: DE102005028511A1
Application number: DE102005028511A
Authority: DE
Inventors: Uwe Dipl.-Ing. Merz
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2005-06-17
Filing date: 2005-06-17
Publication date: 2006-12-21

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Erfassungseinrichtung zur Erfassung einer oder mehrerer Betriebstellungen einer beweglichen Komponente eines Fahrzeuges. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass an der Komponente des Fahrzeugs wenigstens ein RFID-Transponder angeordnet ist, welcher seine positionsrelevanten Messdaten an wenigstens drei räumlich voneinander getrennt am Fahrzeug angeordnete Sende-Empfangseinheiten zur Erfassung der für die Komponente positionsrelevanten Messdaten überträgt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Erfassungseinrichtung eines Fahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Aus der DE 44 09 971 A1 ist eine Vorrichtung zur Erkennung eines auf einem Beifahrersitz eines Kraftfahrzeugs festgeschnallten Kindersitzes bekannt, bei der eine im Beifahrersitz integrierte Basisstation über eine unter der Sitzoberfläche angeordnete Basisantenne ein elektromagnetisches Messfeld abgibt. Ein an dem Kindersitz angebrachter Identifikationsträger verändert das Messfeld bei Annäherung an die Basisantenne in charakteristischer Weise physikalisch. Die Veränderung des Messfeldes wird von der Basisstation registriert und ein entsprechendes Belegungssignal abgegeben, mit welchem ein Auslösesteuergerät für einen Airbag angesteuert wird. Der Identifikationsträger kann insbesondere eine Spule, gegebenenfalls einen Kondensator zur Abstimmung und einen integrierten Schaltkreis, einen so genannten Chip, umfassen. Mit dieser Ausgestaltung kann lediglich das Vorhandensein eines Kindersitzes in einem Fahrzeug in seiner Einbauposition abgefragt werden. Man erhält nur die Information, ob der Kindersitz eingebaut ist oder nicht.

In der noch nicht veröffentlichten Deutschen Patentanmeldung mit dem amtlichen Aktenzeichen 102004043956.7 wird eine Mess anordnung zur Bestimmung einer mechanischen Verformung eines in einem Fahrzeug integrierten Fahrzeugbauteils während eines Crashtests beschrieben. Am Fahrzeugbauteil sind zwei RFID-Transponder (Radio Frequency Identification, d. h. Identifizierung per Funk) mit einem vorgegebenen Abstand angeordnet, welche ihre positionsrelevanten Messdaten an wenigstens drei räumlich voneinander getrennt angeordnete Sende-Empfangseinheiten zur Erfassung der für das Fahrzeugbauteil positionsrelevanten Messdaten übertragen, welche insbesondere außerhalb des Fahrzeugs stationär angeordnet sind. Mit der Messanordnung zur Bestimmung einer mechanischen Verformung eines in einem Fahrzeug integrierten Fahrzeugbauteils wird eine zuverlässige Erfassung der Verformung des Fahrzeugbauteils ermöglicht.

Außerdem ist aus der DE 199 40 403 A1 ein Verfahren zur Identifizierung von Objekten bekannt, bei welchem ein an dem jeweiligen Objekt vorgesehener Transponder zur Abstrahlung von in dem Transponder gespeicherten, das jeweilige Objekt kennzeichnende Transponder-Daten angeregt wird und die abgestrahlten Transponder-Daten erfasst werden. Das Objekt wird zusätzlich durch einen optischen Sensor abgetastet. Mit den Transponder-Daten und den optischen Sensordaten kann die Identifizierung des Objekts und gegebenenfalls eine Positionsbestimmung des Objekts durchgeführt werden. Zur Identifizierung des Objekts wird die mit dem optischen Sensor ermittelte Objektgeometrie mit den im Transponder hinterlegten Geometriedaten des Objekts, den Transponder-Daten, auf eine ausreichende Übereinstimmung verglichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Erfassungseinrichtung zur Erfassung einer oder mehrerer Betriebsstellungen einer beweglichen Komponente eines Fahrzeuges anzugeben, wel che eine permanente und zuverlässige Erfassung der Position der beweglichen Komponente des Fahrzeugs ermöglicht.

Die genannte Aufgabe wird gelöst durch eine Erfassungseinrichtung zur Erfassung einer oder mehrerer Betriebsstellungen einer beweglichen Komponente eines Fahrzeuges mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.

Erfindungsgemäß ist an der Komponente des Fahrzeugs wenigstens ein RFID-Transponder angeordnet, welcher seine positionsrelevanten Messdaten an wenigstens drei räumlich voneinander getrennt am Fahrzeug angeordnete Sende-Empfangseinheiten zur Erfassung der für die Komponente positionsrelevanten Messdaten überträgt. Die Erfassungseinrichtung dient zur Erfassung einer oder mehrerer Betriebsstellungen einer beweglichen Komponente eines Fahrzeuges während der Fahrt oder auch bei einem Stillstand des Fahrzeuges. Die Raumkoordinaten der RFID-Transponder, welche begrifflich auch so genannte RFID-Tags (englisch für „Etiketten") umfassen, werden in einem Rechner berechnet und gespeichert. Mittels der RFID-Technologie können im Gegensatz zu photogrammetrischen Verfahren auch Positionen erfasst werden, welche optisch nicht zugänglich sind, d. h. auf irgendeine Weise abgedeckt sind. Mit den RFID-Transpondern kann für die zu erfassende Komponente des Fahrzeugs automatisch nahezu kontinuierlich eine relative und/oder eine absolute Position in Raum und Zeit bestimmt werden. Die herkömmlichen photogrammetrischen Verfahren sind hingegen nicht für einen Onlinebetrieb geeignet und nur teilautomatisiert. Aufgrund der geringen Baugröße der RFID-Transponder ist eine hohe Ortsauflösung gegeben, wodurch die Genauigkeit der Positionsbestimmung gesteigert werden kann. Eine Verkabelung zu den zu erfassenden beweglichen Komponenten ist nicht notwendig. Ein Einsatz der erfindungsgemäßen Erfassungseinrichtung führt dadurch zu einer Aufwands- und zu einer Kostenreduzierung. Unter den Begriff bewegliche Komponente des Fahrzeugs können die verschiedensten Objekt im Bereich des Fahrzeugs subsumiert werden, insbesondere ein Sitz, eine Kopfstütze, ein Sicherheitsgurt, ein Lenkrad, ein Fenster, ein Schiebedach, eine Fahrzeugtür, eine Kofferraumabdeckung, eine Kühlerhaube und/oder ein einbaubarer Kindersitz. Es kann beispielsweise eine aktuelle Sitzstellung, insbesondere eine Sitzhöhe und eine Lehnenneigung, oder ein Anlegezustand des Sicherheitsgurtes bestimmt werden. Die verschiedenen Positionen lassen sich direkt messen. Auf eine Vielzahl von physikalischen Messprinzipien für die verschiedenen Positionsmessungen kann verzichtet werden.

Es ist von Vorteil wenn die Erfassungseinrichtung vier räumlich voneinander getrennt angeordnete Sende-Empfangseinheiten aufweist. Um eine dreidimensionale Positionsbestimmung zu ermöglichen, muss das Signal eines RFID-Transponders von mindestens vier Sende-Empfangseinheiten ausgewertet werden. Genügt eine zweidimensionale Auflösung, so sind nur drei Sende-Empfangseinheiten erforderlich. Die drei Sende-Empfangseinheiten spannen eine Ebene auf. Da die Sende-Empfangseinheiten nur einen Abstand erfassen, kann mit drei Sende-Empfangseinheiten nicht bestimmt werden, auf welcher Seite der von den drei Sende-Empfangseinheiten aufgespannten Ebene sich ein zu erfassender RFID-Transponder befindet. Eine räumliche Erfassung benötigt daher den Einsatz von wenigstens vier Sende-Empfangseinheiten.

Der RFID-Transponder kann passiv oder aktiv ausgestaltet sein. Die passiven RFID-Transponder, welche im Fahrzeug für die vorliegende Aufgabenstellung vorrangig eingesetzt werden, beziehen ihre Energie zur Übertragung der Informationen aus den empfangenen Funkwellen. Die gespeicherten Daten können nur gelesen werden, wobei die Menge der gespeicherten Daten wesentlich geringer als bei den aktiven RFID-Transpondern ist. Aktive RFID-Transponder sind batteriebetrieben oder verfügen über eine externe Spannungsversorgung und können typischerweise sowohl gelesen als auch beschrieben werden. Sie befinden sich normalerweise im Ruhezustand, d. h. sie senden keine Informationen aus. Nur wenn ein spezielles Aktivierungssignal von den Sende-Empfangseinheiten empfangen wird, aktiviert sich der aktive RFID-Transponder. Die aktiven RFID-Transponder besitzen in der Regel eine höhere Sendereichweite als die passiven RFID-Transponder. Passive RFID-Transponder sind im Vergleich zu den aktiven RFID-Transpondern kleiner und leichter, haben eine geringere Reichweite, eine nahezu unbegrenzte Lebensdauer und benötigen eine stärkere Leseeinheit. Die RFID-Transponder können jeweils ein eindeutiges Identifikationsmerkmal aufweisen, welches von den Sende-Empfangseinheiten gelesen wird. Zudem kann auf diesem Wege ein Abgleich der erfindungsgemäßen Erfassungseinrichtung erfolgen.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist wenigstens ein RFID-Transponder mit einer optischen Marke versehen, welche von wenigstens einem optischen Sensor erfasst werden kann. Dadurch kann die Messgenauigkeit zusätzlich verbessert werden, da die Position zugleich mit dem RFID-Transponder und über die optische Marke bestimmt wird.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels in der Figur näher erläutert, wobei die Figur eine Erfassungseinrichtung zur Erfassung einer Betriebsstellung einer beweglichen Komponente eines Fahrzeuges in einem Ausschnitt in einer schematischen Darstellung zeigt.
Eine Erfassungseinrichtung 1 für ein nicht weiter dargestelltes Fahrzeug zur Erfassung einer oder mehrerer Betriebsstellungen einer beweglichen Komponente 2 des Fahrzeuges umfasst gemäß der Figur einen RFID-Transponder 3, welcher an der Komponente 2 des Fahrzeugs angeordnet ist. Der RFID-Transponder 3 überträgt seine positionsrelevanten Messdaten an vier räumlich voneinander getrennt am Fahrzeug angeordnete Sende-Empfangseinheiten 4 bis 7 zur Erfassung der für die Komponente 2 positionsrelevanten Messdaten. Die Sende-Empfangseinheiten 4 bis 7 können sowohl im Fahrzeug als auch in seinem Außenbereich angeordnet sein. Durch den Einsatz von vier Sende-Empfangseinheiten 4 bis 7 zur Erfassung der für die Komponente 2 positionsrelevanten Messdaten wird eine dreidimensionale Positionsbestimmung der Komponente 2 im Fahrzeugbereich ermöglicht. Für eine zweidimensionale Positionsauflösung in einem vereinfachten Ausführungsbeispiel sind nur drei Sende-Empfangseinheiten 4 bis 7 erforderlich. Für eine eindimensionale Positionsauflösung wird nur eine Sende-Empfangseinheit 4 bis 7 benötigt. Auch eine räumlich funktionale Trennung von Sender und Empfänger der Sende-Empfangseinheiten 4 bis 7 ist denkbar.
Die Erfassungseinrichtung 1 ist besonders für eine parallele Erfassung mehrerer Komponenten 2 des Fahrzeugs geeignet, welche in einem Innenbereich und/oder in einem Außenbereich am Kraftfahrzeug angeordnet sind. Als bewegliche Komponente 2 des Fahrzeuges kann insbesondere ein Sitz, eine Kopfstütze, ein Sicherheitsgurt, ein Lenkrad, ein Fenster, ein Schiebedach, eine Fahrzeugtür, eine Kofferraumabdeckung, eine Kühlerhaube und/oder ein einbaubarer Kindersitz vorgesehen sein. Es sind aber auch andere Objekte als bewegliche Komponente 2 des Fahrzeugs denkbar.
Der RFID-Transponder 3 ist einsatzbedingt aktiv oder passiv ausgestaltet. Die Erfassungseinrichtung 1 kann aktive und passive RFID-Transponder 3 umfassen. Der RFID-Transponder 3 weist ein eindeutiges Identifikationsmerkmal auf, welches an die Sende-Empfangseinheiten 4 bis 7 übertragen wird. Dadurch kann eine bestimmte Komponente 2 des Fahrzeugs eindeutig identifiziert werden.
In dem in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel ist der RFID-Transponder 3 mit einer optischen Marke 8 versehen, welche von einem optischen Sensor 9, insbesondere einer Kamera, erfasst wird. Die Position kann in diesem Ausführungsbeispiel mittels des RFID-Transponders 3 und über die optische Marke 8 zuverlässig bestimmt und zeitlich verfolgt werden. Es erweist sich als vorteilhaft, alle diejenigen RFID-Transponder 3 mit einer optischen Marke 8 zu versehen, welche vom optischen Sensor 9 sensortechnisch erfasst werden können. Es kann auch ein zweiter optischer Sensor 9 oder mehr als zwei optische Sensoren 9 zur Erfassung der optischen Marken 8 vorgesehen sein. Die optischen Sensoren 9 können je nach Ausgestaltung der Erfassungseinrichtung 1 in einem Innenbereich und/oder einem Außenbereich des Fahrzeugs angeordnet sein. Die optische Marke 8 weist in einer weiteren Ausgestaltung der Erfassungseinrichtung 1 eine Kodierung, insbesondere einen Strichcode, auf.
Für den RFID-Transponder 3 wird zu vorgegebenen Zeitpunkten während einer Fahrt oder eines Stillstandes des Fahrzeugs jeweils eine relative und/oder eine absolute Position in Raum und Zeit bestimmt. Dazu wird eine Verarbeitungseinheit 10 von dem RFID-Transponder 3 angesteuert. Ebenfalls steuert der optische Sensor 9 für eine gemeinsame Be- und Verarbeitung seiner Signale mit den positionsrelevanten Messdaten des RFID-Transponders 3 die Verarbeitungseinheit 10 an.
Eine Kalibrierung der Erfassungseinrichtung 1 kann mittels im Fahrzeug ortsfest angeordneter RFID-Transponder 11 durch Vergleichsmessungen durchgeführt werden.
Die Ergebnisse der Verarbeitungseinheit 10 können zur Ansteuerung von aktiven und passiven Sicherheitssystemen für einen Insassenschutz herangezogen werden, insbesondere für die Ansteuerung eines Airbagsystems oder eines Gurtstraffers.
Die erfindungsgemäße Erfassungseinrichtung 1 Fahrzeug zur Erfassung der Betriebsstellung einer beweglichen Komponenten 2 des Fahrzeuges gewährleistet eine zuverlässige Erfassung der absoluten Position der beweglichen Komponenten 2 oder ihrer relativen Positionen. Eine verdeckte Einbauposition oder Positionierung der Komponente 2 ist mit der Erfassungseinrichtung 1 ebenfalls zuverlässig und eindeutig zu erfassen. Aufgrund einer einfachen Handhabung der RFID-Transponder 3 ist die Erfassungseinrichtung 1 mit einem nur geringem Aufwand im Fahrzeug variabel einzusetzen und kostengünstig realisierbar.

Claims

Erfassungseinrichtung (1) zur Erfassung einer oder mehrerer Betriebsstellungen einer beweglichen Komponente (2) eines Fahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, dass an der Komponente (2) des Fahrzeugs wenigstens ein RFID-Transponder (3) angeordnet ist, welcher seine positionsrelevanten Messdaten an wenigstens drei räumlich voneinander getrennt am Fahrzeug angeordnete Sende-Empfangseinheiten (3 bis 7) zur Erfassung der für die Komponente (2) positionsrelevanten Messdaten überträgt.
Erfassungseinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung (1) vier räumlich voneinander getrennt angeordnete Sende-Empfangseinheiten (3 bis 7) aufweist.
Erfassungseinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der RFID-Transponder (3) passiv oder aktiv ausgestaltet ist.
Erfassungseinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der RFID-Transponder (3) ein eindeutiges Identifikationsmerkmal aufweist, welches an die Sende-Empfangseinheiten (4 bis 7) übertragen wird.
Erfassungseinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der RFID-Transponder (3) mit einer optischen Marke (8) versehen ist, welche von wenigstens einem optischen Sensor (9) erfassbar ist.
Erfassungseinrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Marke (9) eine Kodierung, insbesondere einen Strichcode, aufweist.
Erfassungseinrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwei optische Sensoren (9) zur Erfassung der optischen Marke vorgesehen sind.
Erfassungseinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für den RFID-Transponder (3) eine relative und/oder eine absolute Position in Raum und Zeit bestimmt wird.
Erfassungseinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Fahrzeug ortsfest angeordnete RFID-Transponder (11) für eine Kalibrierung der Erfassungseinrichtung (1) vorgesehen sind.
Messanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als bewegliche Komponente (2) des Fahrzeuges ein Sitz, eine Kopfstütze, ein Sicherheitsgurt, ein Lenkrad, ein Fenster, ein Schiebedach, eine Fahrzeugtür, eine Kofferraumabdeckung, eine Kühlerhaube und/oder ein einbaubarer Kindersitz vorgesehen sind.