DE102009017742A1

DE102009017742A1 - Stereokameraeinheit

Info

Publication number: DE102009017742A1
Application number: DE102009017742A
Authority: DE
Inventors: Satoshi Katahira; Nobuo Namiki
Original assignee: Fuji Jukogyo KK; Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2008-04-25
Filing date: 2009-04-16
Publication date: 2009-11-12
Anticipated expiration: 2029-04-17
Also published as: US8120645B2; DE102009017742B4; US20090268013A1; JP2009280195A; JP5324946B2

Abstract

Eine Justierplatte (5) ist zwischen einer vorderen Schiene (26) und einem Kameraeinheit-Körper (2) vorgesehen, der Kameras aufweist. Vordimensionierte Positionierstifte (34, 35) ragen von einer oberen und einer unteren Oberfläche der Justierplatte (5) weg. Die von der oberen Oberfläche der Justierplatte (5) wegragenden Positionierstifte (35) werden dadurch positioniert, dass sie in Stifteinpassöffnungen eingepasst werden, die in der vorderen Schiene vorgesehen sind. Die von der unteren Oberfläche der Justierplatte (5) wegragenden Positionierstifte (34) werden dadurch positioniert, dass sie in Stifteinpassöffnungen eingepasst werden, die in dem Kameraeinheit-Körper (2) vorgesehen sind. Selbst bei einer Veränderung der Positionen der Stifteinpassöffnungen in der vorderen Schiene (26) besteht die Möglichkeit, dieser Änderung durch bloßes Verändern der Positionen Rechnung zu tragen, an denen die Positionierstifte (34, 35) wegstehen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Stereokameraeinheit, bei der ein Kameraeinheit-Körper mit einem Paar Videokameras in einer vorbestimmten Position an einem Befestigungsbereich angebracht ist.
2. Beschreibung des einschlägigen Standes der Technik
Als eine dreidimensionale Meßtechnik, die von Bildern Gebrauch macht, ist eine sogenannte stereoskopische Bildverarbeitung bekannt. Bei der stereoskopischen Bildverarbeitung wird ein Paar Bilder von einem Zielobjekt mittels einer linken und einer rechten Videokamera (Stereokameras) von unterschiedlichen Positionen aufgenommen, und es wird die Korrelation zwischen den Bildern ermittelt.
Die Distanz zwischen den Stereokameras und dem Zielobjekt wird anhand der Parallaxe in bezug auf dasselbe Objekt nach dem Triangulationsprinzip unter Verwendung vorgegebener Parameter ermittelt, wie z. B. der Distanz (Kamarabasislänge) zwischen Lichtempfangsflächen von in den Videokameras vorhandenen Bildsensoren, wie z. B. CCDs (ladungsgekoppelten Vorrichtungen), und der Brennweite.
Bei dieser stereoskopischen Bildverarbeitung werden zwei von dem Stereokameras gebildete Bildsignale einander überlagert und nach und nach verschoben, und es wird die Position ermittelt, in der die beiden Bildsignale übereinstimmen.
Die Genauigkeit der durch die Stereoskopie gemessenen Distanz hängt von der Genauigkeit der Befestigungspositionen der Videokameras, genauer gesagt von der Positionsgenauigkeit zwischen den Lichtempfangsflächen, ab. Wenn die Lichtempfangsflächen der rechten und der linken Videokamera verschoben werden, ändert sich die Kamerabasislänge, und dies verursacht Fehler zwischen der gemessenen Distanz und der tatsächlichen Distanz. In ähnlicher Weise reduziert auch ein Kippen der Lichtempfangsfläche jeder Videokamera die Meßgenauigkeit.
Aus diesem Grund wird die Kamerabasislänge definiert, indem die rechte und die linke Videokamera an Stellen in dem Kameraeinheit-Körper festgelegt werden, die die vorgegebene Kamerabasislänge gewährleisten.
Selbst wenn die Kamerabasislänge zwischen den Videokameras exakt definiert ist, kommt es jedoch dann, wenn die Befestigungsposition des Kameraeinheit-Körpers durch das Zusammenwirken einer Schraube und einer Schraubenöffnung verlagert wird, wenn der Kameraeinheit-Körper nur mittels einer Schraube befestigt wird, zu einer translationsmäßigen Verlagerung in der vertikalen Richtung und der Rotationsrichtung bei den Videokameras.
Als Maßnahme gegen das vorstehend geschilderte Problem offenbart die Anmelderin eine Technik zum Gewährleisten der positionsmäßigen Genauigkeit zwischen den beiden Videokameras (ungeprüfte japanische Patentanmeldungsveröffentlichung JP-A-2001-88623 ). Bei dieser Technik stehen Stifte an zwei Stellen im Zentrum eines Chassis (Kameraeinheit-Körper) vor, Einpaßöffnungen, in die die Stifte eingepaßt werden, sind in einer vorderen Schiene (Befestigungsbereich) des Fahrzeugs vorgesehen, und die Positionsgenauigkeit zwischen den Videokameras ist durch das Einpassen der Stifte in die Einpaßöffnungen gewährleistet.
In der genannten Veröffentlichung ist ein Abstandselement zwischen dem Chassis und der vorderen Schiene vorhanden, und die Stifte sind durch das Abstandselement hindurch in die Einpaßöffnungen eingesetzt. Durch Einstellen der Dicke usw. des Abstandselements kann somit der Kameraeinheit-Körper ohne jeglichen Einfluß einer Neigung des Chassis, die bei den verschiedenen Fahrzeugtypen unterschiedlich ist, exakt angebracht werden.
Wenn bei der in der vorstehend genannten Veröffentlichung offenbarten Technik der Kameraeinheit-Körper an dem Befestigungsbereich angebracht wird, so wird er durch das Einpassen der Stifte, die von dem Kameraeinheit-Körper wegragen, in die in dem Befestigungsbereich vorgesehenen Einpaßöffnungen positioniert. Wenn sich die Positionen der Einpaßöffnungen in der vorderen Schiene verändern, müssen somit auch die Positionen der von dem Chassis wegragenden Stifte verändert werden.
Wenn jedoch die Positionen der von dem Kameraeinheit-Körper wegragenden Stifte in Abhängigkeit von den Positionen der Einpaßöffnungen in dem Befestigungsbereich geändert werden, besteht die Notwendigkeit, einen Kameraeinheit-Körper für jeden Typ von Befestigungsbereich bereitzustellen. Dies erschwert die Nutzung von Teilen in universeller Weise und erlaubt keine vielseitige Verwendung.
Wenn ein Kameraeinheit-Körper für jeden Befestigungsbereichs-Typ bereitgestellt wird, dann wird ferner auch die Teileverwaltung aufwendig, und die Kosten für die Teileverwaltung steigen.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist somit in Anbetracht der vorstehend geschilderten Umstände erfolgt, und ein Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung einer Stereokameraeinheit, die eine Änderung bei einer in einem befestigten Bereich vorgesehenen Einpaßöffnung ohne eine Veränderung bei der Befestigungsposition eines Kameraeinheit-Körpers berücksichtigen kann, wenn der Kameraeinheit-Körper an dem befestigten Bereich befestigt wird, so daß eine universelle Nutzung von Teilen ermöglicht ist und sich die Produktkosten reduzieren lassen.
Zum Erreichen des vorstehend geschilderten Ziels weist eine Stereokameraeinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung folgendes auf:
eine Justierplatte; und einen Kameraeinheit-Körper, der über die Justierplatte an einem befestigen Bereich festzulegen ist, wobei der Kameraeinheit-Körper ein Paar Videokameras aufweist, die mit einer vorbestimmten Beabstandung voneinander angeordnet sind.
Ein vordimensionierter Positionierstift ragt von einem von dem befestigten Bereich und einer Oberfläche der Justierplatte für die Berührung mit dem befestigten Bereich weg, und eine vordimensionierte Stifteinpaßöffnung ist in dem jeweils anderen Element vorgesehen und dient zum passenden Aufnehmen des Positionierstifts.
Ein vordimensionierter Positionierstift ragt von einem von dem Kameraeinheit-Körper und einer Oberfläche der Justierplatte für die Berührung mit dem Kameraeinheit-Körper weg, und eine vordimensionierte Stifteinpaßöffnung ist in dem jeweils anderen Element vorgesehen und dient zum passenden Aufnehmen des Positionierstifts.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ragt ein vordimensionierter Positionierstift von einem von dem befestigten Bereich und einer Oberfläche der Justierplatte für die Berührung mit dem befestigten Bereich weg, und eine vordimensionierte Stifteinpaßöffnung ist in dem jeweils anderen Element vorgesehen und dient zum passenden Aufnehmen des Positionierstifts. Ein vordimensionierter Positionierstift ragt von einem von dem Kameraeinheit-Körper und der Oberfläche der Justierplatte für die Berührung mit dem Kameraeinheit-Körper weg, und eine vordimensionierte Stifteinpaßöffnung ist in dem jeweils anderen Element vorgesehen und dient zum passenden Aufnehmen des Positionierstifts.
Selbst wenn die Position des Positionierstifts oder der Stifteinpaßöffnung, der bzw. die in dem befestigten Bereich vorgesehen ist, verändert wird, kann somit der Veränderung Rechnung getragen werden, indem lediglich die Position des entsprechenden Positionierstifts oder der entsprechenden Stifteinpaßöffnung verändert wird.
Infolgedessen besteht keine Notwendigkeit, die Montageposition des Kameraeinheit-Körpers zu verändern, und der Kameraeinheit-Körper läßt sich universell verwenden, so daß die vielseitige Nutzbarkeit verbessert ist. Da der Kameraeinheit-Körper universell verwendet werden kann, ist ferner die Teileverwaltung vereinfacht, und die Produktkosten lassen sich reduzieren.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den Zeichnungen zeigen:
1 eine Perspektivansicht einer Stereokameraeinheit gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
2 eine Perspektivansicht zur Erläuterung eines Zustands, in dem ein Kameraeinheit-Körper und eine Justierplatte bei dem ersten Ausführungsbeispiel voneinander getrennt sind;
3 eine Schnittdarstellung entlang der Linie III-III in 1;
4A, 4B und 4C Darstellungen der Justierplatte bei dem ersten Ausführungsbeispiel, wobei
4A eine Draufsicht auf die Justierplatte zeigt,
4B eine Schnittdarstellung entlang der Linie IVB-IVB in 4A zeigt und
4C eine Bodenansicht der Justierplatte zeigt;
5 eine Perspektivansicht einer Stereokameraeinheit gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
6A, 6B und 6C Darstellungen der Justierplatte bei dem zweiten Ausführungsbeispiel, wobei
6A eine Draufsicht auf die Justierplatte zeigt,
6B eine Schnittdarstellung entlang der Linie VIB-VIB in 6A zeigt und
6C eine Bodenansicht der Justierplatte zeigt;
7 eine der 3 entsprechende Schnittdarstellung einer Stereokameraeinheit gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel; und
8A, 8B und 8C Darstellungen der Justierplatte bei dem dritten Ausführungsbeispiel, wobei
8A eine Draufsicht auf die Justierplatte zeigt,
8B eine Schnittdarstellung entlang der Linie VIIIB-VIIIB in 8A zeigt und
8C eine Bodenansicht der Justierplatte zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Erstes Ausführungsbeispiel
Die 1 bis 4 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 1 zeigt eine Perspektivansicht einer Stereokameraeinheit, 2 zeigt eine Perspektivansicht unter Darstellung eines Zustands, in dem ein Kameraeinheit-Körper und eine Justierplatte voneinander getrennt sind, 3 zeigt eine Schnittdarstellung entlang der Linie III-III in 1, und die 4A, 4B und 4C zeigen Darstellungen der Justierplatte, wobei 4A eine Draufsicht auf die Justierplatte, 4B eine Schnittdarstellung entlang der Linie IVB-IVB in 4A und 4C eine Bodenansicht der Justierplatte zeigen.
Eine Stereokameraeinheit 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel wird an dem in Breitenrichtung gelegenen Zentrum einer Kamerastrebe 4, die im folgenden noch erläutert wird, an dem in Fahrzeugbreitenrichtung gelegenen Zentrum einer Bodenfläche einer als Befestigungsbereich dienenden vorderen Schiene 26 befestigt (vgl. 3). Die vordere Schiene 26 ist an der vorderen Oberseite des Innenraums des Fahrzeugs vorgesehen und erstreckt sich in Fahrzeugbreitenrichtung.
In 3 bezeichnet das Bezugszeichen 27 eine Frontscheibe des Fahrzeugs. In der nachfolgenden Beschreibung entsprechen die Richtungen (vorn, hinten, rechts, links, oben und unten) der Stereokameraeinheit 1 (vorn, hinten, rechts, links, oben und unten) den Richtungen (vorn, hinten, rechts, links, oben und unten) des Fahrzeugs, in dem die Stereokameraeinheit 1 installiert wird.
Die Stereokameraeinheit 1 beinhaltet einen Kameraeinheit-Körper 2 und eine Justierplatte 5. Der Kameraeinheit-Körper 2 weist eine Hauptvideokamera 3a und eine Nebenvideokamera 3b, die in Rechts-Links-Richtung mit einer festen Beabstandung voneinander angeordnet sind, sowie eine Kamerastrebe 4 auf. Die Videokameras 3a und 3b sind auf der rechten und der linken Seite in gleichen Abständen von der in Breitenrichtung verlaufenden Mittellinie S der Kamerastrebe 4 vorgesehen. Die Kamerastrebe 4 weist die in Breitenrichtung verlaufende Mittellinie S als Referenzposition auf.
Eine obere Oberfläche 4b der Kamerastrebe 4 ist an der in Breitenrichtung verlaufenden Mittellinie S über die Justierplatte 5 an der vorderen Schiene 26 befestigt. Da die Videokameras 3a und 3b die gleiche Ausbildung aufweisen, wird im folgenden nur die Ausbildung der Hauptvideokamera 3a beschrieben. Gleiche Komponenten der Nebenvideokamera 3b sind mit den gleichen Bezugszeichen wie bei der Hauptvideokamera 3a bezeichnet, wobei eine Beschreibung von diesen weggelassen ist.
Wie unter Bezugnahme auf 3 ersichtlich, ist ein Kamerakörper 11 der Hauptvideokamera 3a (Nebenvideokamera 3b) an einer unteren Oberfläche 4a der Kamerastrebe 4 vorgesehen. Der rechte und der linke Kamerakörper 11 sowie die Kamerastrebe 4, die bei dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet werden, sind aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gebildet. Nach der separaten Herstellung unter spanender Bearbeitung werden die Kamerakörper 11 und die Kamerastrebe 4 an einer vorbestimmten Position vereinigt. Alternativ hierzu können die Kamerakörper 11 und die Kamerastrebe 4 durch Druckgießen oder andere Verfahren in integraler Weise durch Formen hergestellt werden.
Wie in 3 gezeigt, ist der Querschnitt der Kamerastrebe 4 im wesentlichen wie ein Keil ausgebildet, der von der Vorderseite zur Rückseite nach oben geneigt ist. Wie im folgenden beschrieben wird, ist der Neigungswinkel der Kamerastrebe 4 entsprechend dem standardmäßigen Neigungswinkel einer Kontaktfläche der vorderen Schiene 26 vorgegeben, so daß die optischen Achsen der Videokameras 3a und 3b in eine vorgegebene Richtung weisen.
Der Kamerakörper 11 beinhaltet einen Sensoraufnahmebereich 11a zum Aufnehmen eines Bildsensors 12. Der Bildsensor 12 ist quaderförmig ausgebildet, und seine Außenabmessungen sind innerhalb einer vorbestimmten Toleranz vorgegeben. Obwohl als Bildsensor 12 ein CCD-Bildsensor (Bildsensor mit ladungsgekoppelten Komponenten), ein CMOS-(komplementärer Metalloxid-Halbleiter-)Sensor usw. verwendet werden können, ist der bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendete Bildsensor 12 nicht darauf beschränkt.
Der Sensoraufnahmebereich 11a ist konkav derart ausgebildet, daß er vorn offen ist und einen Boden aufweist. Der Bildsensor 12 wird in dem Sensoraufnahmebereich 11a korrekt positioniert und aufgenommen. Leitungen 12a, die sich von der Rückseite des Bildsensors 12 weg erstrecken, erstrecken sich durch Freiraumöffnungen (nicht gezeigt) hindurch, die in der Bodenfläche des Sensoraufnahmebereichs 11a ausgebildet sind, und laufen von der Rückseite des Kamerakörpers 11 weg.
Die von der Rückseite des Kamerakörpers 11 weg verlaufenden Leitungen 12a erstrecken sich weiter durch ein isolierendes elastisches Flächenkörpermaterial 18 hindurch, das aus Schaumstoff, Silikongummi oder dergleichen gebildet ist, und sind mit einer Leiterplatte 19 verlötet. Der Bildsensor 12 und die Leiterplatte 19 sind durch die Federkraft des elastischen Flächenkörpermaterials 18 in Richtung voneinander weg vorgespannt. Die Rückseite des Bildsensors 12 ist durch die Federkraft des elastischen Flächenkörpermaterials 18 in Kontakt mit einer Bodenfläche des Sensoraufnahmebereichs 11a gebracht.
Die beiden Seitenwände und die Bodenfläche des Sensoraufnahmebereichs 11a, die zueinander orthogonal sind, sind durch spanende Nachbearbeitung, wie z. B. Schleifen, auf Dimension gebracht und eben ausgebildet. An den beiden Seitenwänden und der Bodenfläche werden die diesen entsprechenden beiden Seiten und eine Rückseite des Bildsensors 12 in Berührung mit diesen festgelegt. Somit ist der Bildsensor 12 in Richtung nach vorn, hinten, rechts, links, oben und unten unter Verwendung der Seitenwände und der Bodenfläche des Sensoraufnahmebereichs 1la als Bezugsebenen positioniert. Weiterhin ist ein Objektivtubus 20, in dem eine Bildaufnahmelinse usw. untergebracht sind, an einer vorderen Fläche des Kamerakörpers 11 angebracht, und eine Sonnenblende 21 ist an dem vorderen Ende des Objektivtubus 20 angebracht.
Wie in 2 gezeigt, ist eine plattenunterseitige Kontaktfläche 41, mit der die Justierplatte 5 in Kontakt tritt, in dem in Breitenrichtung befindlichen Zentrum der oberen Oberfläche der Kamerastrebe 4, d. h. der Mitte zwischen den optischen Achsen der Videokameras 3a und 3b vorgesehen. Eine Schraubeneinführöffnung 41a ist in dem in Breitenrichtung befindlichen Zentrum der Rückseite der plattenunterseitigen Kontaktfläche 41 vorgesehen. Ein Paar aus einer rechten und einer linken Stifteinsetzbzw. Stifteinpaßöffnung 41b ist vor der Schraubeneinführöffnung 41a vorgesehen.
Ferner ist ein Paar aus einer rechten und einer linken Schraubeneinführöffnung 41c vor der plattenunterseitigen Kontaktfläche 41 vorgesehen. Schraubenkopf-Freiraumaussparungen 41d befinden sich zwischen den Schraubeneinführöffnungen 41c und den dahinter vorhandenen Stifteinpaßöffnungen 41b. Positionierstifte 35, die von der im folgenden beschriebenen Justierplatte 5 wegragen, sind in die Stifteinpaßöffnungen 41b eingepaßt.
Die Stifteinpaßöffnungen 41b sind auf der Basis des in Breitenrichtung gelegenen Zentrums der Kamerastrebe 4 korrekt dimensioniert und weisen vorbestimmte Einpaßabmessungen in bezug auf die Positionierstifte 35 auf. Die plattenunterseitige Kontaktfläche 41 insgesamt ist durch spanende Nachbearbeitung, wie z. B. Schleifen, angemessen eben ausgebildet.
Wie unter Bezugnahme auf 3 ersichtlich, ist eine plattenoberseitige Kontaktfläche 26a in dem in Breiterichtung gelegenen Zentrum der Bodenfläche der vorderen Schiene 26 des Fahrzeugs vorgesehen. Die plattenoberseitige Kontaktfläche 26a ist der vorstehend beschriebenen plattenunterseitigen Kontaktfläche 41 zugewandt angeordnet, wobei die Justierplatte 5 dazwischen angeordnet ist. Die plattenoberseitige Kontaktfläche 26a weist eine Schraubendurchgangsöffnung an der gleichen Stelle wie die Schraubeneinführöffnung 41a auf, die in der plattenunterseitigen Kontaktfläche 41 vorgesehen ist.
Eine Schweißmutter 38a ist mit der Oberseite der Schraubendurchgangsöffnung verschweißt. Ferner sind Schraubeneinführöffnungen an den gleichen Stellen vorgesehen wie die Schraubenkopf-Freiraumaussparungen 41d, und Schweißmuttern 38b sind mit der Oberseite der Schraubeneinführöffnungen verschweißt. Außerdem sind schienenseitige Stifteinpaßöffnungen 38c an den gleichen Stellen wie die Stifteinpaßöffnungen 41b vorgesehen.
Wie unter Bezugnahme auf 4 ersichtlich, weist die Justierplatte 5 eine Schraubendurchgangsöffnung 31 in der in der Breitenrichtung (vertikale Richtung in 4A) gelegenen rechten Mitte auf. Ein Paar vertikale Positionierstifte 34 (35), Schraubeneinführöffnungen 32a und Schweißschrauben 33 sind in bezug auf das in Breitenrichtung gelegene Zentrum der Justierplatte 5 symmetrisch angeordnet.
Wie in 3 gezeigt, ist die Schraubendurchgangsöffnung 31 auf der Achse vorgesehen, die die Schraubeneinführöffnung 41a der plattenunterseitigen Kontaktfläche 41 und die mit der plattenonerseitigen Kontaktfläche 26a verschweißte Schweißmutter 38a miteinander verbindet. Die unterseitigen Positionierstifte 34, die als weitere Positionierstifte dienen, ragen von einer unteren Oberfläche 5a der Justierplatte 5 derart weg, daß sie sich in die Stifteinpaßöffnungen 41b in der Kamerastrebe 4 einpassen lassen. Die oberseitigen Positionierstifte 35 ragen von der oberen Oberfläche 5b der Justierplatte 5 an Stellen weg, daß sie sich in die schienenseitigen Einpaßöffnungen 38c in der vorderen Schiene 26 einpassen lassen.
Schraubenkopf-Freiraumaussparungen 32b sind an den Schraubeneinführöffnungen 32a vorgesehen, die sich in die untere Oberfläche 5a der Justierplatte 5 öffnen. Die Schraubeneinführöffnungen 32a sind auf Achsen vorgesehen, die die an der oberen Oberfläche der Kamerastrebe 4 vorgesehenen Schraubenkopf-Freiraumaussparungen 41d und die mit der vorderen Schiene 26 verschweißten Schweißmuttern 38b miteinander verbinden.
Ferner ragen Gewindebereiche der Schweißschrauben 33 von der unteren Oberfläche 5a der Justierplatte 5 nach unten, und die Mittelachsen der Schweißschrauben 33 sind koaxial mit den in der Kamerastrebe 4 vorgesehenen Schraubeneinführöffnungen 41c. Darüber hinaus sind die Köpfe der Schweißschrauben 33 derart spanend bearbeitet, daß sie mit der oberen Oberfläche 5b der Justierplatte 5 bündig sind.
Positionierflächen 36 und 37 sind an der unteren Oberfläche 5a bzw. der oberen Oberfläche 5b der Justierplatte 5 um die Schraubendurchgangsöffnung 31 und die Positionierstifte 34 und 35, um die Gewindebereiche der von der unteren Oberfläche 5a wegragenden Schweißschrauben 33 sowie um die Schraubeneinführöffnungen 32a herum vorgesehen, die sich in die obere Oberfläche 5b öffnen.
Die Positionierflächen 36 und 37 sind angemessen dimensioniert und durch spanende Nachbearbeitung, wie z. B. Schleifen, derart ausgebildet, daß sie geringfügig höher sind als die Umgebung. Die Positionierflächen 36 und 37 der Justierplatte 5 stehen somit in Berührung mit der Kontaktfläche 41 der Kamerastrebe 4 und der Kontaktfläche 26a der vorderen Schiene 26.
Die von der unteren Oberfläche 5a der Justierplatte 5 wegragenden Positionierstifte 34 und die Stifteinpaßöffnungen 41b, die in der Kamerastrebe 4 zum passenden Aufnehmen der Positionierstifte 34 vorgesehen sind, sind angemessen dimensioniert sowie mit vorgegeben Einpaßabmessungen ausgebildet. Ferner sind die von der oberen Oberfläche 5b wegragenden Positionierstifte 35 und die in der vorderen Schiene 26 vorgesehenen schienenseitigen Stifteinpaßöffnungen 38c zum passenden Aufnehmen der Positionierstifte 35 geeignet dimensioniert sowie mit vorgegebenen Einpaßabmessungen ausgebildet.
Wie in den 3 und 4 gezeigt, ist eine Durchgangsschraube 39, die sich durch die Schraubeneinführöffnung 41a der Kamerastrebe 4 und die Schraubendurchgangsöffnung 31 der Justierplatte 5 hindurch erstreckt, in die mit der vorderen Schiene 26 verschweißte Schweißmutter 38a eingeschraubt, so daß die Kamerastrebe 4 und die Justierplatte 5 zusammen an der vorderen Scheine 26 befestigt sind. Ferner sind Schrauben 40, die sich durch die Schraubeneinführöffnungen 32a der Justierplatte 5 hindurch erstrecken, in die mit der vorderen Schiene 26 verschweißten Schweißmuttern 38b eingeschraubt, so daß die Justierplatte 5 an der vorderen Schiene 26 befestigt ist.
Die von der Justierplatte 5 in Richtung auf die untere Oberfläche 5a vorstehenden Schweißschrauben 33 sind durch die Schraubeneinführöffnungen 41c der Kamerastrebe 4 hindurchgeführt und mittels Muttern 42 befestigt. In diesem Zustand befinden sich die Positionierflächen 36 und 37, die sich an der unteren Oberfläche 5a bzw. der oberen Oberfläche 5b der Justierplatte 5 befinden, in Berührung mit der Kontaktfläche 41 der Kamerastrebe 4 bzw. der Kontaktfläche 26a der vorderen Schiene 26 und sind dadurch in der vertikalen Richtung positioniert.
Es folgt nun eine Beschreibung eines Vorgangs zum Montieren der Stereokameraeinheit mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration. Als erstes wird ein Paar von Positionierstiften 35, die von der oberen Oberfläche 5b der Justierplatte 5 wegragen, in ein Paar schienenseitige Einführöffnungen 38c eingepaßt, die in der plattenoberseitigen Kontaktfläche 26a der vorderen Schiene 26 des Fahrzeugs vorgesehen sind.
Die von der oberen Oberfläche 5b der Justierplatte 5 vorstehenden Positionierstifte 35 und die in der vorderen Schiene 26 vorgesehenen Stifteinpaßöffnungen 38c sind geeignet positioniert und mit vorgegebenen Einpaßabmessungen ausgebildet. Somit kann die Justierplatte 5 in bezug auf die vordere Schiene 26 in Rechts-Links-Richtung sowie in Tiefenrichtung exakt positioniert werden, indem einfach die Positionierstifte 35 in die schienenseitigen Stifteinpaßöffnungen 38c eingesetzt bzw. eingepaßt werden.
Als nächstes werden die Schrauben 40 in die Schraubeneinführöffnungen 32a der Justierplatte 5 von der Seite der unteren Oberfläche 5a her eingeführt und in die mit der vorderen Schiene 26 verschweißten Schweißmuttern 38b eingeschraubt, so daß die Justierplatte 5 an der vorderen Schiene 26 festgelegt ist. Danach sind die an der oberen Oberfläche 5b der Justierplatte 5 vorgesehenen Positionierflächen 37 mit der Kontaktfläche 26a der vorderen Schiene 26 in Berührung gebracht, und die Justierplatte 5 ist an der vorderen Schiene 26 in der vertikalen Richtung exakt positioniert und festgelegt. Da die Schraubeneinführöffnungen 32a lediglich zum Hindurchführen der Schrauben 40 verwendet werden, ist der Durchmesser von diesen relativ größer ausgebildet als der Schraubendurchmesser.
Infolgedessen ist die Justierplatte 5 in bezug auf die vordere Schiene 26 in Rechts-Links-Richtung, Tiefenrichtung sowie in der vertikalen Richtung einfach durch ihre Befestigung an der vorderen Schiene 26 exakt positioniert. Aus diesem Grund ist ein Justieren der Position nach der Befestigung nicht notwendig.
Als nächstes wird die einstückig ausgebildete Kamerastrebe 4 in der Kameraeinheit 2 an der unteren Oberfläche 5a der Justierplatte 5 angebracht. Für diese Befestigung wird zuerst ein Paar Schweißschrauben 33, die von der unteren Oberfläche 5a der Justierplatte 5 wegragen, in ein Paar Schraubeneinführöffnungen 41c in der Kamerastrebe 4 eingeführt. Da die Schraubeneinführöffnungen 41c lediglich zum Hindurchführen der Schweißschrauben 33 verwendet werden, ist deren Durchmesser größer als der Schraubendurchmesser.
Während die Schweißschrauben 33 in die Schraubeneinführöffnungen 41c eingeführt werden, wird ein Paar Positionierstifte 34, die von der unteren Oberfläche 5a der Justierplatte 5 wegragen, in ein Paar Stifteinpaßöffnungen 41b in der Kamerastrebe 4 eingesetzt.
Die von der unteren Oberfläche 5a der Justierplatte 5 vorstehenden Positionierstifte 34 und die in der Kamerastrebe 4 vorgesehenen Stifteinpaßöffnungen 41b sind geeignet positioniert sowie mit vorgegebenen Einpaßabmessungen ausgebildet. Auf diese Weise wird der Kameraeinheit-Körper 2 in bezug auf die Justierplatte 5 in der Rechts-Links-Richtung und der Tiefenrichtung durch bloßes Einpassen der Positionierstifte 34 in die Stifteinpaßöffnungen 41b exakt positioniert.
Anschließend werden die Muttern 42 auf die Schweißschrauben 33 aufgeschraubt, die sich durch die Schraubeneinführöffnungen 41c hindurch erstrecken und von der unteren Oberfläche 4a der Kamerastrebe 4 wegragen, so daß die Kamerastrebe 4 an der Justierplatte 5 festgelegt ist. Die Positionierfläche 36 an der unteren Oberfläche 5a der Justierplatte 5 ist dann mit der Kontaktfläche 41 der Kamerastrebe 4 in Kontakt gebracht, so daß die Kamerastrebe 4 in der vertikalen Richtung exakt positioniert und an der Justierplatte 5 festgelegt ist.
Somit wird durch bloßes Befestigen der Kamerastrebe 4 an der Justierplatte 5 der Kameraeinheit-Körper 2 in bezug auf die Justierplatte 5 in der Rechts-Links-Richtung, der Tiefenrichtung und der vertikalen Richtung exakt positioniert. Da hierbei die Justierplatte 5 an der vorderen Schiene 26 bereits exakt positioniert und festgelegt ist, so ist auch der Kameraeinheit-Körper 2 in bezug auf die vordere Schiene 26 exakt positioniert. Daher ist es nicht notwendig, eine Positionseinstellung, wie z. B. ein Justieren der optischen Achsen der Videokameras 3a und 3b, nach der Befestigung vorzunehmen.
Im Anschluß daran wird die Durchgangsschraube 39 in die Schraubeneinführöffnung 4a in der unteren Oberfläche 4a der Kamerastrebe 4 sowie in die Schraubendurchgangsöffnung 31 der Justierplatte 5 eingeführt sowie in die mit der vorderen Schiene 26 verschweißte Schweißschraube 38a eingeschraubt, um dadurch die Kamerastrebe 4 und die Justierplatte 5 sowie die vordere Schiene 26 aneinander zu befestigen. Damit ist die Befestigung des Kameraeinheit-Körpers 2 an der vorderen Schiene 26 abgeschlossen.
Wie vorstehend beschrieben, ragen bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Positionierstifte 34 und 35 von der oberen und der unteren Oberfläche 5a und 5b der Justierplatte 5 weg, und der Kameraeinheit-Körper 2 ist über die Positionierstifte 34 und 35 in bezug auf die vordere Schiene 26 in der horizontalen Richtung und der Tiefenrichtung positioniert. Ferner sind die Positionierflächen 36 und 37 an der oberen und der unteren Oberfläche 5a und 5b der Justierplatte 5 zum Zweck der Positionierung in der vertikalen Richtung ausgebildet.
Somit kann der Kameraeinheit-Körper 2 in bezug auf die vordere Schiene 26 durch einfaches Festlegen des Kameraeinheit-Körpers 2 an der vorderen Schiene 26 über die Justierplatte 5 in der dreidimensionalen Richtung exakt positioniert werden. Infolgedessen ist ein Justieren nach der Montage nicht notwendig, und dadurch kann wiederum die Arbeitseffizienz beträchtlich gesteigert werden.
Da die Justierplatte 5 an der vorderen Schiene 26 und der Kamerastrebe 4 separat befestigt ist, besteht selbst dann, wenn die Positionen der schienenseitigen Stifteinpaßöffnungen 38c z. B. aufgrund der Anbringung an einem anderen Fahrzeugtyp verändert werden, die Möglichkeit, dieser Veränderung durch bloßes Ändern der Formgebung der Justierplatte 5 sowie der Stelle, an der die Positionierstifte 35 wegstehen, Rechnung zu tragen.
Es ist daher nicht notwendig, die Positionen der Stifteinpaßöffnungen 41b der Kamerastrebe 4 zu ändern, und der Kameraeinheit-Körper 2 läßt sich universell verwenden. Infolgedessen ergeben sich Verbesserungen hinsichtlich der vielseitigen Verwendbarkeit, und die Teileverwaltung ist vereinfacht. Da der Kameraeinheit-Körper 2 bei verschiedenen Arten von Fahrzeugen universell verwendet werden kann, lassen sich darüber hinaus auch die Produktkosten reduzieren.
Zweites Ausführungsbeispiel
Die 5 und 6 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dabei zeigt 5 eine der 3 entsprechende Schnittdarstellung einer Stereokamera, und die 6A, 6B und 6C veranschaulichen eine Justierplatte. Dabei zeigen 6A eine Draufsicht auf die Justierplatte, 6B eine Schnittdarstellung entlang der Linie VIB-VIB in 6A und 6C eine Bodenansicht der Justierplatte.
Während bei dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel der Kameraeinheit-Körper 2, die Justierplatte 5 und die vordere Schiene 26 durch die Durchgangsschraube 39 zusammengeklemmt werden, sind bei dem zweiten Ausführungsbeispiel eine vordere Schiene 26 und ein Kameraeinheit-Körper 2 über eine Justierplatte 5 separat festgelegt. Dabei sind Komponenten, die denen des ersten Ausführungsbeispiels entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine erneute Beschreibung von diesen verzichtet wird. Videokameras 3a und 3b, die an einer unteren Oberfläche 4a einer Kamerastrebe 4 befestigt sind, sind wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet.
Wenn z. B. eine Frontscheibe 27 mit Abstand von der vorderen Schiene 26 in Richtung nach vorn vorgesehen ist, wie dies in 5 gezeigt ist, so ist es bevorzugt, den Kameraeinheit-Körper 2 vor die vordere Schiene 26 zu verlagern, um dadurch das Gesichtsfeld der Videokameras 3a und 3b zu gewährleisten.
Die 6A bis 6C veranschaulichen eine Justierplatte 5, die bei Verlagerung des Kameraeinheit-Körpers 2 in Richtung nach vorn verwendet wird. Positionierstifte 34, die von einer unteren Oberfläche 5a der Justierplatte 5 wegstehen, und Positionierstifte 35, die von einer oberen Oberfläche 5b wegstehen, sind an vorbestimmten Stellen angeordnet, die den in der Kamerastrebe 4 vorgesehenen Stifteinpaßöffnungen 41b und den in der vorderen Schiene 26 vorgesehenen schienenseitigen Stifteinpaßöffnungen 36c entsprechen.
In ähnlicher Weise sind das Zentrum der Justierplatte 5 in Breitenrichtung (der vertikalen Richtung in 6) sowie Schweißschrauben 46, 33 und 33, die an drei Stellen symmetrisch zu dem in Breitenrichtung gelegenen Zentrum wegstehen, an Stellen vorgesehen, die den in der Kamerastrebe 4 vorgesehenen Schraubeneinführöffnungen 41a und 41c entsprechen.
Da bei dieser Konstruktion die vordere Schiene 26 und der Kameraeinheit-Körper 2 durch die Justierplatte 5 vollständig voneinander getrennt sind, ist es selbst bei einer Verlagerung der Kameraeinheit-Körpers 2 an eine Stelle vor die vordere Schiene 26 möglich, dieser Verlagerung in einfacher Weise Rechnung zu tragen, indem lediglich die Spezifikationen der Justierplatte 5 verändert werden, wobei keine Notwendigkeit besteht, die Konstruktion des Kameraeinheit-Körpers 2 zu verändern.
Wenn der Kameraeinheit-Körper 2 an eine Stelle rückwärts von der vorderen Schiene 26 verlagert wird, kann dem ebenfalls durch bloße Änderung der Spezifikationen der Justierplatte 5 Rechnung getragen werden. Infolgedessen kann der Kameraeinheit-Körper 2 noch universeller eingesetzt werden.
Drittes Ausführungsbeispiel
Die 7 und 8 zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 7 veranschaulicht eine Schnittdarstellung einer Stereokamera, und die 8A, 8B und 8C veranschaulichen eine Justierplatte. Dabei zeigen 8A eine Draufsicht auf die Justierplatte, 8B eine Schnittdarstellung entlang der Linie VIIIB-VIIIB der 8A und 8C eine Bodenansicht der Justierplatte.
Während die Positionierstifte 34 und 35 bei den beiden vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen jeweils von beiden Oberflächen der Justierplatte 5 wegstehen, ragen bei dem dritten Ausführungsbeispiel Positionierstifte 34 und 35 von einer Kamerastrebe 4 bzw. einer vorderen Schiene 26 weg, und Stifteinpaßöffnungen 43a und 43b, in die die Positionierstifte 34 und 35 eingepaßt werden, sind in der Justierplatte 5 vorgesehen. Dabei sind Komponenten, die Komponenten des zweiten Ausführungsbeispiels entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine erneute Beschreibung von diesen verzichtet wird.
Wie unter Bezugnahme auf 7 ersichtlich, stehen die vorderen Enden eines Paares von Positionierstiften 34 von einer oberen Oberfläche 4b der Kamerastrebe 4 vor. Die Positionierstifte 34 sind an den gleichen Stellen wie die Stifteinpaßöffnungen 41b bei dem vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel geeignet positioniert. Köpfe 34a der Positionierstifte 34 sind z. B. durch Schweißen an den Böden von Aussparungen 41e festgelegt, die in einer Bodenfläche der Kamerastrebe 4 vorgesehen sind und eine vorbestimmte Tiefe aufweisen.
Andererseits ragt ein Paar oberer Positionierstifte 35 von einer plattenoberseitigen Kontaktfläche 26a der vorderen Schiene 26 nach unten weg. Die oberen Positionierstifte 35 sind geeignet positioniert und stehen an vorbestimmten Stellen weg, die den schienenseitigen Stifteinpaßöffnungen 38c bei dem zweiten Ausführungsbeispiel entsprechen. Köpfe 35a an den hinteren Enden der oberen Positionierstifte 35 sind z. B. durch Schweißen an einer oberen Oberfläche der vorderen Schiene 26 festgelegt.
Wie in den 8A, 8B und 8C gezeigt, weist die Justierplatte 5 geeignet positionierte Stifteinpaßöffnungen 43a und 43b auf, in die die Positionierstifte 34 und 35 eingepaßt werden. Die vorstehenden Höhen der Positionierstifte 34 und 35 sind geringer als die Dicke der Justierplatte 5. Wenn die Kamerastrebe 4 und die vordere Schiene 26 mittels der Justierplatte 5 festgelegt sind, stehen die vorderen bzw. freien Enden der Positionierstifte 34 und 35 nicht von den Oberflächen der Justierplatte 5 hervor.
Da bei dieser Konstruktion die Positionierstifte 34 und 35 von der Kamerastrebe 4 bzw. der vorderen Schiene 26 wegragen, braucht die Justierplatte 5 nur die Stifteinpaßöffnungen 43a und 43b aufzuweisen, in die die Positionierstifte 34 und 35 eingepaßt werden. Ferner können die in der Justierplatte 5 vorgesehenen Stifteinpaßöffnungen 43a und 43b durch spanende Nachbearbeitung entsprechend den von der vorderen Schiene 26 und der Kamerastrebe 4 wegragenden Positionierstiften 34 und 35 gebildet werden, wobei dies eine hohe Positioniergenauigkeit ermöglicht.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise können die Positionierstifte 34 von der Justierplatte 5 vorstehen, die Stifteinpaßöffnungen 41b zum passenden Aufnehmen der Positionierstifte 34 können in der Kamerastrebe 4 vorgesehen sein, die Positionierstifte 35 können von der vorderen Schiene 26 vorstehen, und die Stifteinpaßöffnungen 43b zum passenden Aufnehmen der Positionierstifte 35 können in der Justierplatte 5 vorgesehen sein. Die Ausführungen können auch in umgekehrter Weise erfolgen.
Anstatt einer versenkten Anordnung in der Kamerastrebe 4, der Justierplatte 5 und der vorderen Schiene 26 können die Positionierstifte 34 und 35 in integraler Weise von den Elementen 4, 5 und 26 wegstehen. Durch Ändern der Dicke der Justierplatte 5 oder Abschrägen der Justierplatte 5 in Richtung von vorn nach hinten können ferner die Neigungswinkel des Kameraeinheit-Körpers 2 in der Höhenrichtung und der Richtung von vorn nach hinten frei vorgegeben werden.
Der Befestigungsbereich ist nicht auf die vordere Schiene in einem Fahrzeug beschränkt, und es kann sich beispielsweise auch um einen hinteren Rahmen in einem Fahrzeug handeln. Wenn der Kameraeinheit-Körper 2 an dem hinteren Rahmen ange bracht wird, ist die in den 3 und 5 dargestellte Frontscheibe 27 durch eine Heckscheibe zu ersetzen.
Während die Stereokameraeinheit 1 die Kamerastrebe 4 sowie ein Paar Kamerakörper 11 aufweist, die bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen in integraler Weise an beiden Seiten der Kamerastrebe 4 vorgesehen sind, ist die vorliegende Erfindung auch in einem Fall anwendbar, in dem drei oder mehr Kameras verwendet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 2001-88623 A [0008]

Claims

Stereokameraeinheit, die folgendes aufweist: – eine Justierplatte (5); – einen Kameraeinheit-Körper (2), der über die Justierplatte (5) an einem befestigen Bereich festzulegen ist, wobei der Kameraeinheit-Körper (2) ein Paar von Videokameras (3a, 3b) aufweist, die mit einer vorbestimmten Beabstandung voneinander angeordnet sind; – einen vordimensionierten Positionierstift (35), der von einem von dem befestigten Bereich und einer Oberfläche der Justierplatte (5) für die Berührung mit dem befestigten Bereich wegragt; – eine vordimensionierte Stifteinpaßöffnung, die in dem jeweils anderen Element derart vorgesehen, daß sie den Positionierstift (35) in passender Weise aufnehmen kann; – einen vordimensionierten Positionierstift (34), der von einem von dem Kameraeinheit-Körper (2) und einer Oberfläche der Justierplatte (5) für die Berührung mit dem Kameraeinheit-Körper (2) wegragt; und – eine vordimensionierte Stifteinpaßöffnung, die in dem jeweils anderen Element derart vorgesehen ist, daß sie den Positionierstift (34) in passender Weise aufnehmen kann.
Stereokameraeinheit nach Anspruch 1, wobei die Positionierstifte (34, 35) an mindestens zwei Stellen auf jeder Oberfläche der Justierplatte (5) vorgesehen sind.
Stereokameraeinheit nach Anspruch 1, wobei die Positionierstifte (34, 35) an mindestens zwei Stellen jeweils an einer Oberfläche des Befestigungsbereichs und einer Oberfläche des Kameraeinheit-Körpers (2) für die Berührung mit der Justierplatte (5) vorgesehen sind.
Stereokameraeinheit nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Justierplatte (5) in getrennter Weise an dem befestigten Bereich und dem Kameraeinheit-Körper (2) festgelegt ist.