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Technisches Gebiet
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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum reproduzierbaren Testen
einer Umfeldsensorik, die von mindestens einem Fahrzeug umfasst
wird.
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Umfeldsensoren
sind beispielsweise optische Sensoren oder Strahlsensoren (Ultraschall-,
Infrarotsensoren) und basieren auf einer Entfernungs-/Abstandsmessung.
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Stand der Technik
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Eine
Umfeldsensorik kann beispielsweise in Fahrzeugassistenzsysteme,
beispielsweise adaptive Abstandskontrolle, Spurhalte- oder Spurwechselassistent,
Fernlichtassistent oder Verkehrszeichenerkennung, eingebunden werden.
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Die Überprüfung
der Funktionsweise der Umfeldsensorik kann unter realen Bedingungen
mittels Testfahrten oder in der virtuellen Umgebung mittels einer
Softwaresimulation erfolgen.
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In
der Zeitschrift Automotive Engineering Partners ist in Heft
7–8/2005 auf den Seiten 32 bis 35 eine Software
zum Testen von virtuellen Fahrzeugen, die mit einer Umfeldsensorik
ausgestattet sind, beschrieben.
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Mittels
einer Software können das Testfahrzeug, Fremdfahrzeuge
und Hindernisse verschieden parametriert werden.
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Ein
virtuelles Testen einer Umfeldsensorik bietet sich insbesondere
in deren frühen Entwicklungsstadium an.
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Aufgabe der Erfindung
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe der Bereitstellung einer Vorrichtung
zugrunde, mittels der ein reproduzierbares Testen von Umfeldsensorik
unter realen Bedingungen gewährleistet wird.
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Lösung der Aufgabe
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Aufgabe
wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Vorteile der Erfindung
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Mittels
der erfindungsgemäßen Vorrichtung können
reproduzierbare Fahrversuche unter realen Bedingungen, die virtuellen
Bedingungen nicht zwangsläufig entsprechen müssen,
da beispielsweise vorhersehbare oder nicht vorhersehbare reale Störgrößen/Umweltbedingungen
nicht berücksichtigt werden, durchgeführt werden.
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Dabei
verfügt jedes Fahrzeug und jedes Hindernis über
eine eigene Spur. Der Spurverlauf ist im Vorfeld oder während
des Tests variierbar, so dass verschiedene Rundkurse und Spurabstände
realisiert werden können.
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Erfindungswesentlich
ist, dass der Spurverlauf definiert ist, so dass mittels der Steuer-
bzw. Regeleinheit, die die Antriebsparameter des Fahrzeugs und des
Hindernisses steuert bzw. regelt, ein reproduzierbares Testergebnis
erhalten werden kann.
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Mit
der erfindungsgemäßen Vorrichtung können
somit Testzyklen, die beispielsweise für die Zulassung
einer Umfeldsensorik erforderlich sind, durchgeführt werden.
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Der
Abstand zwischen der Spur des Fahrzeugs, dessen Umfeldsensorik zu
testen ist, und der Spur des Hindernisses kann konstant oder variabel sein.
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Die
Spur kann beispielsweise ein Schienensystem oder ein Oberleitungssystem
bilden. Die Spur umfasst keinen Antrieb für das Fahrzeug
oder das Hindernis, über die Spur kann gegebenenfalls die Stromzuführung
für einen in dem Fahrzeug oder Hindernis angeordneten Elektroantrieb
erfolgen, so dass in dem Fahrzeug bzw. Hindernis keine separate
Batterie anzuordnen ist.
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Das
Fahrzeug verfügt über einen eigenen Antrieb, beispielsweise
Elektro- oder Verbrennungsmotor.
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Das
Hindernis kann entweder über einen eigenen Antrieb verfügen
oder es umfasst einen Schlitten, welcher einen eigenen Antrieb umfasst.
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Vorteilhafterweise
sind auf dem Schlitten eine oder mehrere Komponenten angeordnet,
die die Funktion des durch die Umfeldsensorik zu detektierende Hindernis übernehmen
können. Die Komponente kann beispielsweise ein Fahrzeug,
wobei hierbei kein eigener Antrieb erforderlich ist, eine Front- oder
Heckpartie eines Fahrzeugs oder einer der Form einer Front- oder
Heckpartie eines Fahrzeugs ähnlichen Körpers sein.
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Die
Verbindung zwischen der Komponente und dem Schlitten kann derart
gewählt werden, dass im Falle einer Kollision die Lage/Ausrichtung
der Komponente auf dem Schlitten verändert, beispielsweise
Umklappen der Komponente, oder die Komponente sich vom Schlitten
löst, so dass die durch die Kollision auftretenden Beschädigungen
am Schlitten und/oder an der Komponente reduziert werden.
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Weiterhin
kann die Verbindung zwischen Schlitten und Komponente derart ausgebildet
sein, dass ein leichter und schneller Wechsel von verschiedenen
Komponenten auf dem Schlitten möglich ist. Somit können
für den Test verschiedene Hindernisarten, beispielsweise
Motorrad, Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, Bus oder Personen
simuliert werden. Diese Komponenten weisen einheitliche Verbindungsstücke
auf, um so alternativ oder kumulativ auf ein und demselben Schlitten
montiert werden zu können.
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Weiterhin
kann ein definierter Spurverlauf mittels eines Fahrroboters, der
in einem Fahrzeug, Hindernis oder Schlitten angeordnet ist, realisiert werden.
Die Programmierung des Fahrroboters kann vor oder während
des Tests erfolgen.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung kann das
zu testende Fahrzeug und/oder das Hindernis vergleichbar dem Prinzip
eines Autoskooters betrieben werden, so dass die Stromversorgung
für den elektrischen Antrieb des Fahrzeugs, des Hindernisses
oder des Schlittens von oben über ein aufgespanntes Gitternetz
und an dem Fahrzeug, Hindernis oder Schlitten angebrachten Stromabnehmern erfolgt.
Diese Art der Stromversorgung ermöglicht eine vielfältige
Variation der Spurverläufe.
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Der
Spurverlauf kann so gewählt werden, dass sich aufgrund
des Spurabstands das Fahrzeug und das Hindernis nicht oder teilweise überdecken. Bei
keiner oder einer unzureichenden Funktionsweise der Umfeldsensorik
kann es daher zu einer Kollision von Fahrzeug und Hindernis kommen.
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Um
die Funktionsweise bzw. das Ansprechverhalten der Umfeldsensorik
zu testen, können Beinahekollisionen oder Kollisionen simuliert
werden. Die hier beschriebenen Kollisionen sind jedoch nicht mit
den Crash-Tests vergleichbar, da bei Crash-Tests beschleunigungssensible
Komponenten, beispielsweise Airbags, getestet werden. Bei den hier
beschriebenen Kollisionen kann eine Gefährdung für
einen Menschen bei ausgeschlossen werden, da eine Bedienung/Fahren
des Fahrzeugs und des Hindernisses nicht durch einen Menschen erfolgen
muss, sondern von der Steuer- bzw. Regeleinheit oder eines Fahrroboters
vollständig übernommen werden kann.
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Die
Fahrtrichtungen von Fahrzeug und Hindernis bzw. Schlitten können
sowohl gleichläufig als auch gegenläufig sein.
Weiterhin kann ein Annähern oder Zusammentreffen von Fahrzeug
und Hindernis bzw. Schlitten von sämtlichen Seiten, beispielsweise frontseitig,
heckseitig oder seitlich, erfolgen.
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Zeichnungen
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Es
zeigen:
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1:
einen schematischen Aufbau einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung;
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2:
eine prinzipielle Darstellung eines einen Schlitten umfassenden
Hindernisses.
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In
der 1 ist ein schematischer Aufbau einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung 1 dargestellt. Ein Fahrzeug 2 ist
sowohl front- als auch heckseitig mit zu testender Umfeldsensorik 3 versehen.
Als Umfeldsensorik 3 können beispielsweise Radar-,
Lidar-, Kamera- oder Infrarotsysteme eingesetzt werden, um eine
Entfernungs- und/oder Abstandsmessung vorzunehmen.
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Zum
Testen der Umfeldsensorik 3 ist das Fahrzeug 2 auf
einer dem Fahrzeug 2 zugeordneten Spur 4 in einer
Fahrtrichtung 5 verfahrbar. Die Spur 4 ist endlos,
so dass ein Rundkurs gebildet wird.
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Ebenfalls
auf einer eigenen Spur 6 ist ein Hindernis 7 in
einer Fahrtrichtung 8 verfahrbar. Die Fahrtrichtung 5 und
die Fahrtrichtung 8 können auch so gewählt
werden, so dass das Fahrzeug 2 und das Hindernis 7 aufeinander
zufahren.
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Das
Fahrzeug 2 und das Hindernis 7 sind von einer
Steuer- bzw. Regeleinheit 9 steuerbar bzw. regelbar. Mittels
der Steuer- bzw. Regeleinheit 9 können beispielsweise
die jeweiligen Fahrrichtungen 5, 8, Geschwindigkeiten
und Beschleunigungen beeinflusst werden.
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Die
Steuerung bzw. Regelung kann individuell für jedes Fahrzeug 2 und
jedes Hindernis 7 erfolgen. Weiterhin besteht die Möglichkeit,
dass mittels der Steuer- bzw. Regeleinheit 9 keine, eine
teilweise oder eine vollständige Interaktion zwischen Fahrzeug 2 und
Hindernis 7 erfolgt.
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Beispiele
für Steuer- bzw. Regelgrößen können
die Zeitdauer der Testaktion, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 2,
die Geschwindigkeit des Hindernisses 7, die relative Geschwindigkeit
des Fahrzeugs 2 zu dem Hindernis 7, die Beschleunigung bzw.
Verzögerung des Fahrzeugs 2, die Beschleunigung
bzw. Verzögerung des Hindernisses 7, der X-Abstand
des Hindernisses 7 zu dem Fahrzeug 2 (frontaler
Abstand) und der Y-Abstand des Hindernisses 7 zu dem Fahrzeug 2 (seitlicher
Versatz) sein.
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Der
jeweilige Verlauf der Spuren 4, 6 kann beliebig
gewählt werden, so dass entlang der Rundkurse der Abstand 10 zwischen
den Spuren 4, 6 konstant oder verschieden ist.
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Durch
die Wahl des Verlaufs und des Abstands 10 kann es zu keiner
oder einer teilweisen Überdeckung von Fahrzeug 2 und
Hindernis 7 kommen, so dass reale Szenarien mittels der
Vorrichtung 1 darstellbar sind.
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Das
Fahrzeug 2 weist einen eigenen Antrieb auf.
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Das
Hindernis 7 weist entweder einen eigenen Antrieb auf oder
ist mit einem einen eigenen Antrieb umfassenden Schlitten verbindbar.
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Handelt
es sich bei den Antrieben um Elektroantriebe, so kann die Stromzuführung über
die Spur 4, 6 erfolgen.
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Die
Spur 4, 6 kann beispielsweise ein Schienensystem,
welches vorteilhafterweise aus verbindbaren Einzelteilen (Segmenten)
besteht, ein stromleitendes Oberleitungssystem oder ein mit dem
Prinzip eines Autoskooters vergleichbares stromleitendes Gitternetz
sein. Die Einzelteile (Segmente) sind derart flach ausgebildet,
dass sie von dem Fahrzeug 2 und dem Hindernis 7 beschädigungsfrei
und ohne aus der Spur 4, 6 geworfen zu werden
befahrbar sind.
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Sofern
keine durch die Spur 4, 6 vorgegebener fester
Verlauf gegeben ist, beispielsweise Oberleitung oder Prinzip Autoskooter,
ist das Fahrzeug 2, das Hindernis 7 oder Schlitten
mit einem Fahrroboter zu versehen, der die definierte Führung
entlang der Spur 4, 6 übernimmt.
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In
der 2 ist ein prinzipieller Aufbau eines Hindernisses 7,
welches einen Schlitten 11 umfasst, dargestellt.
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Eine
oder mehrere Komponenten 12 können auf einem Schlitten 11 angeordnet
werden. Ein oder mehrere Komponenten 12 können
mittels einer oder mehreren Verbindungen 13 fest oder lösbar
mit dem Schlitten 11 verbunden werden.
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Die
Komponente 12 kann als Fahrzeug 2, als Einzeiteile
eines Fahrzeugs 2, beispielsweise Heck- oder Frontpartie,
ausgebildet sein.
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Zur
Reduzierung des Gewichts/Masse des Schlittens 11 kann nur
eine Komponente 12 auf dem Schlitten 11 angeordnet
werden und/oder das Gewicht der Komponente(n) 12 durch
eine geeignete Materialwahl reduziert werden.
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Die
Höhe des Schlittens 11 wird vorteilhafterweise
derart gewählt, dass lediglich die auf dem Schlitten 11 angeordnete
Komponente 12 und nicht der Schlitten 11 von der
zu testenden Umfeldsensorik 3 nicht erfasst wird.
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Weiterhin
kann die Verbindung 13 einen Mechanismus, beispielsweise
ein Umklappmechanismus, welches ein über einen kleinen
mechanischen Rast-Widerstand in mindestens zwei Richtungen frei bewegliches
Gelenk umfasst, enthalten, mit dem die räumliche Ausrichtung
der Komponente 12 im Vergleich zum Schlitten 11 veränderbar
ist, so dass beispielsweise bei einer Kollision die Komponente 12 umklappt,
um die Beschädigungen zu reduzieren.
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Der
Schlitten 11 kann derart flach ausgebildet sein, so dass
im Falle einer Kollision die Komponenten 12 mittels der
Verbindung 13 sich lösen oder umklappen und das
Fahrzeug 2 annähernd unbeschädigt über
den Schlitten 11 hinweg fahren kann.
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Ebenfalls
besteht die Möglichkeit, dass die Komponente 12 aus
einem Material besteht, welches von der zu testenden Umfeldsensorik 3 erfassbar
ist, beispielsweise Metall/Metallfolie bei einem Radarsystem oder
Holz oder Kunststoff bei einem optischen System. Vorteilhafterweise
ist das Material leicht, stabil und verwindungssteif.
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Diese
Art der Ausbildungen ermöglichen ein im Vergleich zum Fahrzeug 2 sehr
kostengünstiges Hindernis 7 bzw. Komponente 12.
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Fahrzeug
- 3
- Umfeldsensorik
- 4
- Spur
- 5
- Fahrtrichtung
- 6
- Spur
- 7
- Hindernis
- 8
- Fahrtrichtung
- 9
- Steuer-
bzw. Regeleinheit
- 10
- Abstand
- 11
- Schlitten
- 12
- Komponente
- 13
- Verbindung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- - Zeitschrift
Automotive Engineering Partners ist in Heft 7–8/2005 auf
den Seiten 32 bis 35 [0005]