DE102010013341A1

DE102010013341A1 - Vorrichtung mit zumindest einem Lasersensor zur Abtastung einer Umgebung eines Fahrzeuges

Info

Publication number: DE102010013341A1
Application number: DE102010013341A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. Dürr (FH)
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2010-03-30
Filing date: 2010-03-30
Publication date: 2011-01-05

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (2) mit zumindest einem Lasersensor (2.1 bis 2.6) zur Abtastung einer Umgebung eines Fahrzeuges (1), wobei der zumindest eine Lasersensor (2.1 bis 2.6) mit einer Datenverarbeitungseinheit (2.7) gekoppelt ist. Erfindungsgemäß ist der zumindest eine Lasersensor (2.1 bis 2.6) derart an dem Fahrzeug (1) angeordnet, dass dieser automatisch von einer Ruheposition in eine Abtastposition und zurück bewegbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit zumindest einem Lasersensor zur Abtastung einer Umgebung eines Fahrzeuges, wobei der zumindest eine Lasersensor mit einer Datenverarbeitungseinheit gekoppelt ist.
Aus der DE 101 14 932 A1 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zur dreidimensionalen Erfassung einer Umgebung eines Fahrzeuges, insbesondere zur Detektion von Parklücken, bekannt. Die Vorrichtung umfasst einen Entfernungssensor, welcher eine Abfolge von zweidimensionalen Entfernungsprofilen erzeugt, eine Datenverarbeitungseinheit und eine Speichereinheit, welche aufeinander folgende Entfernungsprofile verarbeitet, speichert und aus einer Aneinanderreihung einer aufeinander folgenden Menge von Entfernungsprofilen ein dreidimensionales Abbild der Umgebung erzeugt. Weiterhin umfasst die Vorrichtung ein Mittel zur Bestimmung eines zurückgelegten Weges des Fahrzeuges zwischen jedem einzelnen erzeugten Entfernungsprofil.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Vorrichtung zur Abtastung einer Umgebung eines Fahrzeuges anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bei einer Vorrichtung mit zumindest einem Lasersensor zur Abtastung einer Umgebung eines Fahrzeuges ist der zumindest eine Lasersensor mit einer Datenverarbeitungseinheit gekoppelt. Erfindungsgemäß ist der zumindest eine Lasersensor derart an dem Fahrzeug angeordnet, dass dieser automatisch von einer Ruheposition in eine Abtastposition und zurück bewegbar ist.
Dadurch, dass der mindestens eine Lasersensor nur bei Bedarf automatisch bewegbar, insbesondere aus- und einfahrbar ist, kann dieser zumindest in der Ruheposition in besonders vorteilhafter Weise gegenüber Umwelteinflüssen, wie z. B. Wasser und/oder Schmutz, geschützt werden. Dabei ist der mindestens eine Lasersensor vorzugsweise Bestandteil einer Einparkassistenzvorrichtung.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der mindestens eine Lasersensor an einer ausfahrbaren Spritzwasserdüse einer Scheinwerferwaschanlage des Fahrzeuges gekoppelt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigt:
1 schematisch ein Fahrzeug mit einer Vorrichtung zur Erfassung einer Umgebung eines Fahrzeuges.
In der einzigen Figur ist ein Fahrzeug 1 schematisch in einer Draufsicht dargestellt, welches eine Vorrichtung 2 zur Erfassung einer Umgebung des Fahrzeuges 1 aufweist.
Die Vorrichtung 2 weist eine Anzahl von Lasersensoren 2.1 bis 2.6 auf, wobei eine erste vorgebbare Anzahl in einem Frontbereich 1.1 und eine zweite vorgebbare Anzahl in einem Heckbereich 1.2 des Fahrzeuges 1 angeordnet ist. Ferner umfasst die Vorrichtung 2 eine Datenverarbeitungseinheit 2.7, der die von den Lasersensoren 2.1 bis 2.6 mittels einer Empfangseinheit erfassten, insbesondere reflektierten Signale, zuführbar sind. Dabei ist die Vorrichtung 2 vorzugsweise Bestandteil einer Einparkassistenzvorrichtung.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind jeweils drei Lasersensoren 2.1 bis 2.3 im Frontbereich 1.1 und drei Lasersensoren 2.4 bis 2.6 im Heckbereich 1.2 des Fahrzeuges 1 angeordnet. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Lasersensoren 2.1 bis 2.6 automatisch ein- sowie ausfahrbar bewegbar an dem Fahrzeug 1 angeordnet sind. Hierzu können die im Frontbereich 1.1 des Fahrzeuges 1angeordneten Lasersensoren 2.1 bis 2.3 in besonders vorteilhafter Weise an einer oder mehreren ein- und ausfahrbaren Spitzwasserdüsen 1.3.1, 1.3.2 einer an dem Fahrzeug 1 angeordneten Scheinwerferreinigungsanlage angeordnet sein.
Gemäß der 1 ist ein erster Lasersensor 2.1 an einer linken ausfahrbaren Spitzwasserdüse 1.3.1 angeordnet, wobei ein zweiter Lasersensor 2.2 an einer rechten ausfahrbaren Spritzwasserdüse 1.3.2 im Frontbereich 1.1 des Fahrzeuges 1 angeordnet ist. Ein dritter Lasersensor 2.3 kann z. B. in einer vorderen Stoßfängereinheit 1.4 mittig zu dem ersten und dem zweiten Lasersensor 2.1, 2.2 angeordnet, in diese integriert sein, wobei dieser ebenfalls automatisch ein- und ausfahrbar ist. Beispielsweise sind die Lasersensoren 2.1 bis 2.6 pneumatisch, hydraulisch und/oder motorisch ein- und ausfahrbar bewegbar.
Die im Heckbereich 1.2 des Fahrzeuges 1 angeordneten Lasersensoren 2.4 bis 2.6 sind bevorzugt in die hintere Stoßfängereinheit 1.5 integriert.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Vorrichtung 2 sind die Lasersensoren 2.1 bis 2.6 unabhängig von deren Position zumindest in der Ruheposition unterhalb eines nicht näher dargestellten Abdeckelementes angeordnet. Somit sind die Lasersensoren 2.1 bis 2.6 in besonders vorteilhafter Weise vor Umwelteinflüssen, wie z. B. Schmutz und/oder Wasser, geschützt. Beispielsweise sind die Abdeckelemente klappenförmig ausgeführt, wobei sich diese zum Ausfahren der Lasersensoren 2.1 bis 2.6 automatisch öffnen. Insbesondere sind die Lasersensoren 2.1 bis 2.6 bei z. B. von einem Fahrzeugführer aktivierter Einparkassistenzvorrichtung ausfahrbar. Wird die Einparkassistenzvorrichtung deaktiviert, fahren die Lasersensoren 2.1 bis 2.6 in die Ruheposition, wobei sich die Abdeckelemente beispielsweise bei Erreichen der Ruheposition schließen.
In einer möglichen Ausgestaltung der Vorrichtung 2 können die Lasersensoren 2.1 bis 2.6 auch in der Abtastposition von einem Abdeckelement verdeckt sein, wobei das Abdeckelement in besonders vorteilhafter Weise transparent ausgeführt ist.
Weiterhin ist in vorteilhafter Weise vorgesehen, dass die Lasersensoren 2.1 bis 2.6 um einen vorgebbaren Winkel um die Längsachse drehbar sind, wodurch eine dreidimensionale Umgebungserfassung realisierbar ist. Beispielsweise ist mittels einer vorgebbaren Anzahl der am Fahrzeug 1 angeordneten Lasersensoren 2.1 bis 2.6 zusätzlich eine Nickbewegung um die Querachse durchführbar.
Im Betrieb der Vorrichtung 2, insbesondere im Betrieb der Einparkassistenzvorrichtung, wird die Umgebung des Fahrzeuges 1 mittels der ausgefahrenen Lasersensoren 2.1 bis 2.6 abgetastet. Hierzu werden in Abhängigkeit einer Frequenz optische Signale, beispielsweise im Infrarot-Bereich, mittels einer nicht näher dargestellten Sendeeinheit des jeweiligen Lasersensors 2.1 bis 2.6 ausgesendet. Befindet sich ein nicht gezeigtes Objekt in einem Abtastbereich des jeweiligen Lasersensors 2.1 bis 2.6, wird das ausgesendete Signal von dem Objekt im Abtastbereich des jeweiligen Lasersensors 2.1 bis 2.6 reflektiert. Das reflektierte Signal wird von der Empfangseinheit des entsprechenden Lasersensors 2.1 bis 2.6 empfangen und der Datenverarbeitungseinheit 2.7 zugeführt, die die Signale auswertet. Beispielsweise wird ein Abstand des Frontbereiches 1.1 und/oder des Heckbereiches 1.2 zu einem jeweiligen sich vor oder hinter dem Fahrzeug 1 befindenden Objekt anhand einer Laufzeitmessung des reflektierten Signals, anhand einer Phasenverschiebung des reflektierten Signals und/oder anhand einer Lasertriangulation ermittelt.
Anhand der Auswertung ist zumindest ein Abstand zu einem jeweils sich vor und/oder hinter dem Fahrzeug 1 befindenden Objekt präzise erfassbar.
Als Objekt kann es sich beispielsweise um ein weiteres nicht dargestelltes Fahrzeug, ein Geländer oder einen Poller handeln.
Dadurch, dass eine dreidimensionale Umgebungserfassung durchführbar ist, kann in besonders vorteilhafter Weise eine dreidimensionale Form des erfassten Objektes ermittelt werden, wodurch ein minimaler Abstand zwischen Fahrzeug 1 und Objekt bestimmt werden kann.
Darüber hinaus ist vorgesehen, dass in der Datenverarbeitungseinheit 2.7 mindestens ein Algorithmus zur Klassifizierung des in einem jeweiligen Abtastbereich erfassten Objektes hinterlegt ist. Beispielsweise kann anhand des mindestens einen Algorithmus zwischen Fahrzeug, Person und/oder baulichem Hindernis unterschieden werden. Vorzugsweise ist mittels vorgebbarer Algorithmen auch eine situationsangepasste, präzisionsgesteigerte Messung möglich.
Dabei ist der ermittelte Abstand zu dem Objekt anhand einer im Fahrzeuginnenraum angeordneten akustischen und/oder optischen Ausgabeeinheit 2.8 an einen Nutzer der Vorrichtung 2, insbesondere der Einparkassistenzvorrichtung, ausgebbar.
Ferner ist es z. B. möglich, mittels der im Bezug auf das Fahrzeug 1 seitlich ausgerichteten Lasersensoren 2.1, 2.2, 2.4, 2.6 einen nicht gezeigten Bordstein und/oder höher ausgebildete Fahrbahnbegrenzungen zu erfassen und z. B. auch deren Höhe zu ermitteln. Anhand dessen kann der Fahrzeugführer mittels der Ausgabeeinheit 2.8 beispielsweise auf eine Unüberfahrbarkeit des Bordsteines und/oder der höher ausgebildeten Fahrbahnbegrenzung hingewiesen werden.
Wird anhand der Auswertung des empfangenen reflektierten Signals ermittelt, dass sich das Fahrzeug 1 dem Objekt unzulässig annähert, ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen, dass in eine Bremsfunktion des Fahrzeuges 1 automatisch eingegriffen wird, so dass dieses angehalten wird. Ist das Fahrzeug 1 elektrisch angetrieben, kann das Anhalten anhand eines elektrischen Eingriffes ausgelöst werden, wobei auch eine automatisierte Annäherung an das Objekt fein dosiert möglich ist.
Des Weiteren können mittels der Lasersensoren 2.1 bis 2.6 erfassbare Daten auch dazu genutzt werden, eine Parklücke während eines Vorbeifahrens abzutasten, um zu ermitteln, ob die Abmessungen der Parklücke zu den Abmessungen des Fahrzeuges 1 korrespondieren, so dass ein Einparkvorgang des Fahrzeuges 1 in die abgetastete Parklücke realisierbar ist. Hierzu können die Lasersensoren 2.1 bis 2.6 in vorteilhafter Weise auch im Fahrzeuginnenraum, und somit vor Umwelteinflüssen geschützt, angeordnet sein.
In besonders vorteilhafter Weise kann durch die Verwendung von Lasersensoren 2.1 bis 2.6 als Bestandteil der Einparkassistenzvorrichtung ein Abstand von weniger als 30 cm zu dem jeweiligen Objekt präzise erfasst werden, wodurch ein ungenauer Entfernungsbereich weitestgehend vermieden ist. Dadurch kann ein Vertrauen eines Nutzers der Vorrichtung 2, insbesondere der Einparkassistenzvorrichtung, in besonders vorteilhafter Weise erhöht werden.
Parkierschäden werden durch den präzise ausgegebenen Abstand zu dem Objekt nahezu ausgeschlossen, wodurch Kosten hinsichtlich Reparaturen für einen Fahrzeugführer und/oder einen Fahrzeughalter verringerbar sind.
Weiterhin kann mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung 2 eine Parkraumausnutzung wenigstens im öffentlichen Raum verbessert werden.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
1.1: Frontbereich
1.2: Heckbereich
1.3.1: linke Spritzwasserdüse
1.3.2: rechte Spritzwasserdüse
1.4: vordere Stoßfängereinheit
1.5: hintere Stoßfängereinheit
2: Vorrichtung
2.1 bis 2.6: Lasersensor
2.7: Datenverarbeitungseinheit
2.8: Ausgabeeinheit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 10114932 A1 [0002]

Claims

Vorrichtung (2) mit zumindest einem Lasersensor (2.1 bis 2.6) zur Abtastung einer Umgebung eines Fahrzeuges (1), wobei der zumindest eine Lasersensor (2.1 bis 2.6) mit einer Datenverarbeitungseinheit (2.7) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Lasersensor (2.1 bis 2.6) derart an dem Fahrzeug (1) angeordnet ist, dass dieser automatisch von einer Ruheposition in eine Abtastposition und zurück bewegbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Lasersensor (2.1 bis 2.6) in der Abtastposition um einen vorgebbaren Winkel drehbar bewegbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Lasersensor (2.1 bis 2.6) pneumatisch, hydraulisch und/oder motorisch ein- und ausfahrbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Lasersensor (2.1 bis 2.6) in der Ruheposition und/oder in der Abtastposition von einem Abdeckelement verdeckt ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Lasersensor (2.1 bis 2.6) bei Aktivierung einer Einparkassistenzvorrichtung in die Abtastposition bewegbar ist.