DE102010023160A1

DE102010023160A1 - Intelligenter Spiegel

Info

Publication number: DE102010023160A1
Application number: DE201010023160
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Anton Strahilov
Current assignee: STRAHILOV, ANTON, DE
Priority date: 2010-06-04
Filing date: 2010-06-04
Publication date: 2011-12-08

Abstract

Das intelligente Fahrzeugspiegelsystem dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung der Spiegel in Folge der Kopf- bzw. Augenposition des Fahrers gemacht wird.

Description

1.1 Thema
Ein intelligentes Rück- und Seitenspiegelsystem im Fahrzeugbereich, das sich selbst nach der Fahrerkopf- und Fahreraugenposition ausrichtet. Die Einstellung diese System erfolgt mit der genauen Messung der Kopf- und Augenposition des Fahrers im Kraftfahrzeug.
(Es bleibt die Möglichkeit, dass der Fahrer das System statisch, dynamisch sowie inaktiv einstellt.)
1.2 Umfeld
Durch die unterschiedliche Fahrerposition im Innenraum des Fahrzeugs entsteht die Problematik der Einstellung der Rück- und Seitenspiegel. Diese Ausrichtung ist für die Person nicht sofort erkennbar und ergibt sich als aufwendige Umstellung der Spiegel. Dabei ist zu beachten, dass die möglichst optimale Ausrichtung für das entsprechende Fahrzeug vielleicht nicht erreicht worden ist. Die Abweichung von den Soll-Positionen der Spiegel führt zu einer begrenzten Rück- und Seitensicht, was zum Nachteil des Fahrers werden kann. Diese Schwachstelle kann zu weiteren unerwünschten Schwierigkeiten beim Einparken führen. Durch die Einstellung der Spiegel in Abhängigkeit von der Position des Kopfes bzw. Augen des Fahrers würde sich eine optimale Spiegelorientierung ergeben, die für das bestimmte Fahrzeugmodel als „ideal” angesehen wird.
1.3 Stand der Technik
Automatische Lösungsansätze für Rück- und Seitenspiegelsysteme sind aus den DE 69406427 T2 , DE 19936578 A1 , DE 19729170 B4 , DE 19729170 B4 , DE 4342168 A1 sowie EP 0973658 bekannt. Dabei wurden unterschiedliche Methoden zur Einstellung der Rückspiegel in Abhängigkeit von Größen benutzt, die einen Einfluss auf der Sicht des Fahrers haben. Dabei unterscheiden sich die Techniken zum Erfassen der Einflussgrößen voneinander. Diese Methoden haben als Ziel die Isolierung des „toten Winkels”, Sichtverbesserung bei Änderung der Fahrtrichtung sowie beim Anschließen eines Anhängers.
1.4 Nachteile der Stand der Technik
Nachteil bei diesen Systemen heutzutage ist, dass bei der Einstellung der Rück- und Seitenspiegel nur die Einflussgrößen der Umgebung und Fahrtrichtung berücksichtigt werden und dabei die Fahrerposition vernachlässigt wird. Weiterhin wurde indirekt die Fahrerposition durch eine manuelle Rückspiegeleinstellung vom Fahrer aufgenommen und als Basis für die Einstellung der Beiden Seitenspiegel im Fahrzeug verwendet. Dabei bleibt immer noch der Unsicherheitswert bei der manuelle Einstellung, was auf Grund der mangelnden Kenntnissen des KFZ von dem Fahrer mit sich bringt. Soweit der Fahrer mit dem Fahrzeug vertraut ist, wird nur einmal diese Spiegeleinstellung durchgeführt und wird ohne die Einmischung von dem Fahrer nicht wiederholt. Unter Wiederholung versteht man hier das Implementieren der Kopf- bzw. Augenposition als Einflussgröße für die Seiten- und Rückspiegeleinstellung. Wenn eine andere Person das Fahrzeug fährt und die Sitzstellung verändert, ändern sich auch die Höhe der Kopfposition, die einen Einfluss auf die Spiegelausrichtung bewirkt. Ein weiterer Parameter, der die Kopfposition beeinflusst, ist die Körpergröße des Fahrers. Diese Einflüsse werden von keinem in oben erwähnten 1.3 Lösungsansätze benutzt, was sich als ein großer Nachteil erweist, da der Fahrer nicht als Variabel berücksichtigt wird. Außerdem wird der Aufwand zur Justierung der Spiegel in einem unbekannten Fahrzeug deutlich größer sein und als Last von dem Fahrer empfunden. Die Aufgabe der Erfindung ist ein Seiten- und Rückspiegelsystem zu erschaffen, das die Kopf- bzw. Augenposition folgt und die Einstellung der Spiegel ohne die Einmischung de Fahrers durchführt. Dabei soll der Fahrer eine Wahlmöglichkeit zwischen einmalige, dynamische oder Ausgeschaltete Spiegeleinstellung haben. Die Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen gekennzeichneten Maßnahmen gelöst.
1.5 Beispielhafte Beschreibung
Dieser Lösungsansatz ist für die optimale Orientierung der Seiten und Rückspiegel infolge der Kopf- bzw. Augenpositionsänderung des Fahrers. Auf dieser Art werden die Nachteile, die in der Erklärung angesprochen wurden, auf eine neue Weise gelöst. Dabei wird der Komfort des Fahrers nicht beeinträchtigt und die optimale Spiegelposition immer aufrechterhalten. Weiterhin soll auch der Wunsch des Fahrers in Betracht gezogen werden, wie er dieses Automatische Auto-Spiegelsystem betreiben möchte. Dafür werden ihm die drei Möglichkeiten zur Verfügung gestellt – dynamisch, statisch oder inaktiv. Dabei soll unter dynamisch die ständige Kopf- bzw. Augenposition verfolgt werden, und dabei immer eine korrigierende Einstellung vollzogen werden (nur bei größeren und längeren Positionsänderungen soll es eingreifen). Im Modus statisch wird nur bei Begin der Fahrt eine Einstellung gemacht. Um den Fahrer ein Signal zur Aufnahme seiner Position in diesem Betrieb zu geben, wird er durch ein Licht/Geräuschsignal darauf aufmerksam gemacht. Im Modus inaktiv werden die Spiegel nicht geregelt und übernehmen die zuletzt eingestellte Position an.
Weitere genauere Erklärungen und Zeichnungen werden in dem Kapitel 1.6 vorgeführt.
1.6 Figurenliste
Die eigentliche Aufnahme und Berechnung der Einstellwinkel der Spiegel für den Fahrer werden durch geometrische Zusammenhänge durchgeführt zurückgeführt. Diese werden in den folgenden Erklärungen gründlich behandelt. Für bessere Verständlichkeit werden die geometrischen Zusammenhänge als ebene Probleme behandelt. Wird der Fahrer von der Spiegelseite betrachtet, kann seine Kopfposition in der Frontalebene X-Y dargestellt werden. Dabei wird als Koordinatenursprung der Rückspiegel angenommen und als Ausgangsposition für die weitere Beschreibung festgesetzt. Das Betrachtungsblickfeld wurde hier beispielhaft eingegrenzt. Von dieser Sicht wird die vertikale und horizontale Kopf- bzw. Augenposition (x, y) aufgenommen und der weiteren Berechnungen zur Verfügung gestellt.
Abb. 1 X/Y-Ebene
Mit den Koordinaten der Kopf- bzw. Augenposition kann der Drehwinkel des Spiegels um die X- und Y-Achse bestimmt werden. Dafür ist es notwendig den Zusammenhang zwischen der „idealen” Spiegelposition, die erreicht werden kann, und den Positionskomponente X und Y festzustellen. Diese „ideale” Spiegelposition wird für jedes Fahrzeug experimentell ermittelt. Dabei wird die X-Koordinate von dem entsprechenden Fahrzeug dadurch festgelegt, dass sich die Spiegel und Fahrersitz nicht in der X-Richtung zueinander verschieben lassen. Die einzige Möglichkeit wäre, dass sich der Abstand des Kopfes des Fahrers zum Spiegel verändert. Die Seitenspiegel werden auch mit den erfassten Koordinaten in der X/Y-Ebene eingestellt. Dabei sind auch die Zusammenhänge geometrisch bestimmbar.
Abb. 2 Horizontale und Vertikale Position der Seitenspiegel
Diese Beschreibung ist für ein Koordinatensystem ausgerichtet, in dem sich das Bildaufnahmesystem nicht im Ursprung des gewählten Koordinatensystems befindet. Dann wird eine Umrechnung von den Aufgenommenen X- und Y-Werte durchgeführt und in die Steuerung der Rück- und im Seitenspiegelaktoren integriert. Der nächste wichtige Zusammenhang wird in der nachfolgenden Beschreibung und Abbildung vorgestellt. Ein weiterer Einfluss, der sich auf die Vertikalkomponente ausübt, ist die Sitzneigung vom Fahrer. Diese Größe ist wichtig für die Einstellung des Spiegels, aber kann mit der Höhe direkt in Verbindung gesetzt werden und es ist nicht notwendig diese als zusätzliche Größe zu ermitteln. Die zeigt wie die Sitzneigung von der Y-Koordinate abhängt. Daraus ist ersichtlich, dass diese Änderung in Folge der Neigung des Fahrersitzes schon bei der Messung der Vertikalen Kopf- bzw. Augenposition mitgemessen wird. Es ist auch in diesem Bild erkennbar, wie die Winkeleinstellung des Rückspiegels um die X-Achse mit der Y-Koordinate in Verbindung gebracht werden kann.
Abb. 3 Zusammenhang zwischen Sitzneigung und Y-Koordinate
Als letzte Abhängigkeit wird die X-Koordinate mit der Fahrerposition erklärt. Für bessere Übersicht wird diese Abhängigkeit in der X/Z Ebene betrachtet. Dabei wird dasselbe Koordinatensystem verwendet, das schon am Anfang definiert wurde. Die zeigt wie eine Kopfverschiebung in die X Richtung den Winkel des Rückspiegels beeinflusst. Diese vereinfachte Darstellung verdeutlicht das Grundprinzip, das für diesen Lösungsansatz von Bedeutung ist. Es wird darauf hingewiesen, dass in dem Bild die Winkel deutlich größer dargestellt sind, damit man eine bessere Vorstellung bekommen kann. Weiterhin ergibt sich, dass die Kopf- bzw. Augenpositionsänderung in die X-Richtung einen geringeren Verstellwinkel von dem Rückspiegel zur Folge hat, der aber geregelt werden muss. Dies führt wiederum dazu, dass eine große Änderung durch eine geringe Winkelverschiebung erzielt werden kann. Dabei wird die für die Regelung benötigte Zeit deutlich verkürzt. Damit kann die geregelte Größe schneller den Sollwert erreichen, was als Vorteil angesehen werden kann. Dies wäre nur dann von Bedeutung, wenn der Fahrer die dynamische Steuerung als Modus auswählt.
Abb. 4 Zusammenhang zwischen Kopfposition und Rückspiegeldrehung um Y.
Die Zusammenhänge zwischen den Seitenspiegeln und dem Fahrer werden in dem Schaubild ( ) verdeutlicht. Dabei ist zu beachten, dass beide Spiegel nicht die gleichen Einstellungen haben (spiegelsymmetrisch betrachtet), sondern die Positionierung für jeden einzelnen separat berechnet werden muss. Das ist notwendig, da der horizontale Abstand des Kopfes bzw. der Augen bis zu dem jeweiligen Spiegel nicht derselbe ist. Beide Abstände sind Größen, die vom Fahrzeugmodel und der momentanen horizontalen Verschiebung des Kopfes bzw. der Augen abhängen. Wie bei dem Rückspiegel, ist auch hier bemerkbar, dass eine kleine Verschiebung zu einer geringen Winkeländerung führt. Diese Abhängigkeit ist von Vorteil für die Dynamik und ist somit auch für die schnelle Justierung der Seitenspiegel zu beachten.
Abb. 5 Zusammenhang zwischen Kopfposition und Seitenspiegeldrehung um X
Abb. 6 Zusammenhang zwischen Kopfposition und Seitenspiegeldrehung um Z
In der angegebenen Zeichnung ( ) sind die wichtigsten Winkel, die für die Verknüpfung der Seitenspiegelpositionen mit den Kopf- bzw. Augenposition benötigt werden, angegeben. Erwähnenswert ist hier, dass beide Spiegel getrennt voneinander betrachtet werden, da sonst der Zusammenhang zwischen linken und rechten Spiegeln schwer ableitet werden kann. Durch die Verknüpfungen der oben vorgestellten geometrischen Abhängigkeiten, wird eine optimale Orientierung der Seiten und Rückspiegel infolge der Kopf- bzw. Augenposition des Fahrers verfolgt. So werden die Nachteile, die in der Erklärung angesprochen wurden, auf eine neue Weise gelöst. Dabei wird der Komfort des Fahrers nicht beeinträchtigt und die optimale Spiegelposition immer behalten. Des Weiteren sollte auch der Wunsch des Fahrers, wie er dieses automatische Fahrzeug-Spiegelsystem betreiben möchte, in Betracht gezogen werden. Dafür werden ihm drei Möglichkeiten zur Verfügung gestellt – dynamisch, statisch oder inaktiv.
Unter dem Modus dynamisch wird die Kopf- bzw. Augenposition ständig verfolgt und dabei wird immer eine Korrektion der Einstellung durchgeführt (einen Eingriff erfolgt nur bei größeren und längeren Positionsänderungen).
Im Modus statisch wird nur bei Begin der Fahrt eine Einstellung gemacht. Um den Fahrer ein Signal zur Aufnahme seiner Position in diesem Betrieb zu geben, wird er durch ein Licht/Geräuschsignal darauf aufmerksam gemacht
Der Modus inaktiv bewirkt keine Aufnahme der Kopf- bzw. Augenposition und die Spiegeln nehmen die zu letzt eingestellten Winkel ein.
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 69406427 T2 [0003]
DE 19936578 A1 [0003]
DE 19729170 B4 [0003, 0003]
DE 4342168 A1 [0003]
EP 0973658 [0003]

Claims

Das intelligente Fahrzeugspiegelsystem dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung der Spiegel in Folge der Kopf- bzw. Augenposition des Fahrers gemacht wird.
Nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung der Neigung, Höhe und Verschiebung vom Fahrersitz, bei der Einstellungsberechnung der Spiegelpositionierung mitberücksichtigt wird.
Nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Kopf- bzw. Augenposition mit Bildaufnahmekamera oder mit jeglichen Sensoren aufgenommen wird, unabhängig von der Art des Aufnahmeprinzips.
Nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung der Seiten- und Rückspiegel sowie getrennt, als auch in Abhängigkeit voneinander eingestellt werden können.
Nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das intelligente Fahrzeugspiegelsystem in drei Modi betrieben werden kann- statisch, dynamisch und inaktiv. Deren Benennung ist frei wählbar.
Nach Anspruch 1 und 5 dadurch gekennzeichnet, dass im Statischen betrieb ein Licht- bzw. Geräuschsignal für den Fahrer als Vorwarnung zur Aufnahme seiner Kopf- bzw. Augenposition dient.
Nach Anspruch 1, 5 und 6 dadurch gekennzeichnet, dass sich die Geräusch- bzw. Lichtsignalquelle im Fahrzeuginnenraum vorne befindet.
Nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das System selbständig beim Rückwärtsgangschalten eine Änderung der Spiegelpositionen vornimmt.
Nach Anspruch 1 und 5 dadurch gekennzeichnet, dass der Auswahlschalter sich im Vorderteil des Fahrzeuginnenraumes befindet.
Nach Anspruch 1, 5 und 9 dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigung durch Kipp-, Wipp-, Druck-, Rast-, Schiebe-, Dreh- und Tastprinzip durchgeführt werden kann.