DE102014004172A1 - Fender for a camera of a motor car - Google Patents
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Abstract
Schutzvorrichtung (1) für eine Kamera (2) eines Kraftwagens, mit einer transparenten Kamerascheibe (3), mittels welcher die Kamera (2) vor Umwelteinflüssen zu schützen ist, und mit einer Wischeinheit, mittels welcher die Kamerascheibe (3) reinigbar ist, wobei die Kamerascheibe (3) beweglich gelagert und mittels einer Antriebseinheit (4) relativ zu einem fest stehenden Wischelement (5) der Wischeinheit bewegbar ist, um eine Kamera an einer Vielzahl unterschiedlicher Positionen und mit verschiedenen Orientierungen in einem Kraftwagen zu verbauen zu können.Protective device (1) for a camera (2) of a motor vehicle, with a transparent camera pane (3), by means of which the camera (2) is to be protected against environmental influences, and with a wiper unit, by means of which the camera pane (3) can be cleaned, whereby the camera disc (3) is movably mounted and can be moved by means of a drive unit (4) relative to a fixed wiping element (5) of the wiping unit in order to be able to install a camera in a multitude of different positions and with different orientations in a motor vehicle.
Description
Die Erfindung betrifft eine Schutzvorrichtung für eine Kamera eines Kraftwagens gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a protective device for a camera of a motor vehicle according to the preamble of patent claim 1.
Kraftwagen verfügen oftmals über Kamerasysteme. Dabei darf die Sicht der Kamera nicht durch Partikel wie Feuchtigkeit oder Schmutz getrübt werden, damit der Kamera nachgeordnete bildverarbeitende Systeme zuverlässig arbeiten können. Daher müssen Kameras in Autos immer durch eine wischbare Scheibe schauen. Meist werden die Kameras deshalb hinter einem wischbaren Bereich einer Windschutzscheibe angeordnet. Dies ist eine Anbaueinschränkung und kollidiert mit den Sichtwinkelanforderungen bestimmter Kameraassistenzsysteme, welche beispielsweise eine seitliche oder rückwärtige Umgebung des Kraftwagens erfassen sollen.Cars often have camera systems. The view of the camera must not be clouded by particles such as moisture or dirt, so that the camera downstream image-processing systems can work reliably. Therefore cameras in cars always have to look through a wipeable window. Most of the cameras are therefore arranged behind a wipeable area of a windshield. This is an attachment constraint and collides with the viewing angle requirements of certain camera assistance systems that are intended to detect, for example, a lateral or rearward environment of the motor vehicle.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schutzvorrichtung für eine Kamera eines Kraftwagens bereitzustellen, welche es erlaubt eine Kamera an einer Vielzahl unterschiedlicher Positionen und mit verschiedenen Orientierungen in einem Kraftwagen zu verbauen.It is an object of the present invention to provide a protective device for a camera of a motor vehicle, which allows to install a camera in a variety of different positions and with different orientations in a motor vehicle.
Diese Aufgabe wird durch eine Schutzvorrichtung gemäß dem unabhängigen Patentanspruch gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der Beschreibung und den Figuren.This object is achieved by a protective device according to the independent claim. Advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims, the description and the figures.
Eine erfindungsgemäße Schutzvorrichtung für eine Kamera eines Kraftwagens verfügt über eine transparente Kamerascheibe, mittels welcher die Kamera vor Umwelteinflüssen zu schützen ist, und über eine Wischeinheit, mittels welcher die Kamerascheibe reinigbar ist. Wesentlich ist hier, dass die Kamerascheibe beweglich gelagert und mittels einer Antriebseinheit relativ zu einem feststehenden Wischelement der Wischeinheit bewegbar ist. Ist also eine Kamera hinter der Schutzvorrichtung vorhanden und die Antriebseinheit aktiv, so schaut die Kamera durch eine sich bewegende Kamerascheibe. Das hat den Vorteil, dass eine Allwettertauglichkeit einer Kamera eines Kraftwagens erreicht werden kann, welche nicht durch eine bereits aus anderen Gründen wischbare Scheibe, wie eine Windschutzscheibe oder eine Heckscheibe des Kraftwagens schaut. Durch eine derartige Schutzvorrichtung wird Position und Orientierung der Kamera flexibel an jeweils diesbezügliche Bedürfnisse anpassbar, was für bekannte Kraftwagen aber insbesondere auch für autonome Fahrsysteme vorteilhaft ist. Überdies wird eine Anordnung ermöglicht, bei welcher die Scheibenwischmechanik aus einer Umgebung des Kraftwagens nicht sichtbar ist. Es ergeben sich also exzellente Designmöglichkeiten.A protective device according to the invention for a camera of a motor vehicle has a transparent camera screen, by means of which the camera is to be protected from environmental influences, and a wiper unit, by means of which the camera disk can be cleaned. It is essential here that the camera disk is movably mounted and movable by means of a drive unit relative to a stationary wiper element of the wiper unit. So if a camera behind the protection device and the drive unit is active, the camera looks through a moving camera disc. This has the advantage that an all-weather suitability of a camera of a motor vehicle can be achieved, which does not look through a already wipeable for other reasons disc, such as a windshield or a rear window of the motor vehicle. By such a protection device position and orientation of the camera is flexibly adaptable to each respective needs, which is advantageous for known cars but especially for autonomous driving systems. Moreover, an arrangement is made possible in which the windshield wiper mechanism is not visible from an environment of the motor vehicle. So there are excellent design possibilities.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Kamerascheibe mittels des Wischelements nur außerhalb eines Durchsichtbereiches der Kamerascheibe, durch welchen ein Licht aus der Umgebung des Kraftwagens in die Kamera dringen kann, reinigbar ist, wobei der Durchsichtbereich in unterschiedlichen Stellungen der Kamerascheibe durch unterschiedliche Bereiche der Kamerascheibe gebildet ist. Der Durchsichtbereich ist also der Bereich der Kamerascheibe, welcher zwischen einem Objektiv der Kamera und der Umgebung der Kamera vor dem Objektiv angeordnet ist, sodass lediglich das Licht, welches den Durchsichtbereich der Kamerascheibe passiert hat, von der Kamera erfasst und ausgewertet wird. Das hat den Vorteil, dass das Reinigen der Kamerascheibe nicht zu einer vorübergehenden Oklusion des Durchsichtbereichs führt und damit den Betrieb der Kamera beeinträchtigt. Es werden also die Messdaten einer Kamera hinter der Schutzvorrichtung durch den Reinigungsvorgang der Kamerascheibe nicht beeinflusst. Das erhöht die Verfügbarkeit der Kamera.In a preferred embodiment, it is provided that the camera disc can be cleaned by means of the wiper element only outside a viewing region of the camera lens, through which a light from the environment of the motor vehicle can penetrate into the camera, wherein the viewing region in different positions of the camera disc through different areas Camera disc is formed. The see-through area is thus the area of the camera disk which is arranged between a lens of the camera and the surroundings of the camera in front of the lens, so that only the light which has passed through the viewing area of the camera disk is detected and evaluated by the camera. This has the advantage that cleaning the camera lens does not result in a transient occlusion of the viewing area, thereby affecting the operation of the camera. Thus, the measurement data of a camera behind the protection device is not affected by the cleaning process of the camera disk. This increases the availability of the camera.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kamerascheibe mittels der Antriebseinheit translatorisch in einer Scheibenebene der Kamerascheibe zu bewegen ist. Die Kamerascheibe bewegt sich also relativ zu dem feststehenden Wischelement der Wischeinheit hin und her, sodass durch das Wischelement die Kamerascheibe gereinigt wird. Das hat den Vorteil, dass eine Kamerascheibe verwendet werden kann, welche senkrecht zu einer Translationsrichtung besonders kompakt ausgeführt werden kann, sodass die Schutzvorrichtung in dieser Richtung nur wenig Bauraum benötigt.In an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the camera disk is to be moved by means of the drive unit translationally in a disk plane of the camera disk. Thus, the camera disk moves back and forth relative to the fixed wiping element of the wiping unit, so that the camera disk is cleaned by the wiping element. This has the advantage that a camera disc can be used, which can be made very compact perpendicular to a translation direction, so that the protection device requires little space in this direction.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Kamerascheibe mittels der Antriebseinheit rotatorisch zu bewegen ist. Insbesondere kann dies eine gleichmäßige Rotation in einer vorgegebenen Richtung sein. Das hat den Vorteil, dass die Schutzvorrichtung in einer Ebene senkrecht zu der Rotationsachse in zwei zueinander senkrecht stehenden Richtungen ähnlich viel Platz benötigt. Zudem werden so, insbesondere, wenn es sich um eine gleichmäßige Rotation in einer vorgegebenen Richtung handelt, durch die Bewegung geringe mechanischer Anforderungen an die Antriebseinheit gestellt, sodass die Kamerascheibe günstig und wartungsarm bewegt werden kann. Eine hohe Rotationsgeschwindigkeit führt außerdem automatisch zu einem Reinigungseffekt über in diesem Fall auftretende Fliehkräfte. Wenn die Bewegung der Scheibe lediglich in eine Rotationsrichtung erfolgt, ist zudem unabhängig von den Abmessungen nur ein einziges feststehendes Wischelement erforderlich.In a further embodiment, it is provided that the camera disk is to be moved rotationally by means of the drive unit. In particular, this may be a uniform rotation in a given direction. This has the advantage that the protective device in a plane perpendicular to the axis of rotation in two mutually perpendicular directions requires a similar amount of space. In addition, so, in particular, if it is a uniform rotation in a given direction, made by the movement low mechanical demands on the drive unit, so that the camera lens can be moved low and low maintenance. A high rotational speed also automatically leads to a cleaning effect on centrifugal forces occurring in this case. In addition, if the movement of the disk takes place only in a direction of rotation, only a single fixed wiper element is required regardless of the dimensions.
Das translatorische Bewegen der Kamerascheibe bietet sich also an, wenn ein Bauraum für die Schutzvorrichtung in einer bestimmten Richtung sehr beschränkt ist. Das rotatorische Bewegen bietet sich an, wenn der Bauraum in zueinander senkrecht stehenden Richtungen insbesondere in der Scheibenebene der Kamerascheibe liegenden Richtungen ähnlichen Begrenzungen unterliegt. Es kann auch vorgesehen sein, ein translatorisches und ein rotatorisches Bewegen der Kamerascheibe zu kombinieren. Das bringt den Vorteil mit sich, dass die Kamerascheibe in besonders vielfältiger Weise relativ zu dem feststehenden Wischelement bewegt wird, sodass auch hartnäckige Verschmutzungen besonders gut durch das Wischelement beseitigt werden können.The translational movement of the camera screen is therefore appropriate if a space for the protective device is very limited in a certain direction. The rotational movement offers itself when the installation space in mutually perpendicular directions is subject to similar limitations, in particular in the disk plane of the camera disk lying directions. It can also be provided to combine a translatory and a rotational movement of the camera screen. This has the advantage that the camera disk is moved in a particularly versatile manner relative to the fixed wiper element, so that even stubborn dirt can be removed particularly well by the wiper element.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Kamerascheibe gekrümmt, insbesondere kameraseitig konkav gekrümmt, ausgeführt ist. Das hat den Vorteil, dass weniger Bauraum erforderlich ist, als wenn die Kamerascheibe flach ausgeführt ist. Insbesondere kann die Schutzvorrichtung dann auch in Ecken oder Wölbungen eingebaut werden.In a further embodiment, it is provided that the camera disk is curved, in particular concave curved on the camera side. This has the advantage that less space is required than when the camera disc is flat. In particular, the protective device can then be installed in corners or vaults.
Hier kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Kamerascheibe die Form eines Zylinders aufweist und die Kamerascheibe mittels der Antriebseinheit um die Zylinderachse zu rotieren ist. Eine Kamera ist dann im Inneren des Zylinders vorgesehen. Das hat den Vorteil, dass die Schutzvorrichtung auch für Fischaugenkameras geeignet ist. Zudem ist hier im Falle einer einzigen Bewegungsrichtung wieder nur ein feststehendes Wischelement erforderlich.Here it can furthermore be provided that the camera disk has the shape of a cylinder and the camera disk is to be rotated around the cylinder axis by means of the drive unit. A camera is then provided inside the cylinder. This has the advantage that the protection device is also suitable for fish eye cameras. In addition, only one fixed wiping element is required here in the case of a single movement direction again.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Verschmutzungsgrad der Kamerascheibe durch eine Überwachungseinrichtung überprüfbar ist. Dabei verfügt die Überwachungseinrichtung insbesondere über eine Durchleuchtungseinheit, wie beispielsweise multiple Lichtschranken, um Verunreinigungen, die durch einen Wischgang nicht entfernt wurden, zu erkennen und ein nochmaliges Reinigen zu veranlassen. Es kann hier auch ein zusätzlicher Einsatz von Reinigungsflüssigkeit oder Bürsten ausgelöst werden. Die Überwachungseinrichtung kann jedoch insbesondere auch Daten einer durch die Schutzvorrichtung geschützten Kamera auswerten und bei einer Korrelation von auftretenden Bildstörungen oder Artefakten mit der Bewegung der Kamerascheibe auf eine Verschmutzung der Kamerascheibe rückschließen. Die Überwachungseinrichtung kann auch eine plötzlich auftretende Bildstörung zum Anlass nehmen, die Kamerascheibe in Bewegung zu versetzen und die Wischeinrichtung zu betätigen. Das hat den Vorteil, dass die Kamerascheibe bedarfsgesteuert bewegt und gereinigt werden kann, sodass ein Reinigen nur erfolgt, wenn dies auch erforderlich ist. Bei einer Überwachung des Verschmutzungsgrades über Korrelationen zwischen im Kamerabild auftretenden Bildstörungen und der Bewegung der Kamerascheibe ist hier auch kein zusätzlicher Sensor erforderlich, was Kosten und Wartungsaufwand spart. Verschmutzungs- und/oder wetterabhängig kann auch die Geschwindigkeit der Antriebseinheit geregelt werden. Auch die Parameter der Wischeinheit wie Wischwasser- und Feuchtigkeitszufuhr, Wischelementandruck, Rotationsgeschwindigkeit einer Bürste, eines Schwammes oder dergleichen können so bedarfsabhängig gesteuert werden.In an advantageous embodiment, it is provided that the degree of contamination of the camera screen can be checked by a monitoring device. In this case, the monitoring device has in particular a fluoroscopic unit, such as multiple light barriers, to detect impurities that have not been removed by a wiper passage, and to cause a repeated cleaning. It can be triggered here also an additional use of cleaning fluid or brushes. However, the monitoring device can in particular also evaluate data of a camera protected by the protective device and, in the case of a correlation of occurring image disturbances or artifacts with the movement of the camera screen, infer the contamination of the camera screen. The monitoring device can also take a sudden image disturbance as an opportunity to move the camera disc in motion and operate the wiper. This has the advantage that the camera disc can be moved and cleaned on demand, so that cleaning only takes place if this is necessary. When monitoring the degree of contamination via correlations between image interference occurring in the camera image and the movement of the camera lens, no additional sensor is required here, which saves costs and maintenance. Depending on the weather and / or weather, the speed of the drive unit can also be regulated. The parameters of the wiper unit such as wiper water and moisture supply, wiper element pressure, rotational speed of a brush, a sponge or the like can be controlled as needed.
Die Schutzvorrichtung kann auch über eine Heizeinheit in Form eines Miniheizstrahlers oder eines Infrarotstrahlers oder in Form von Heizgeräten verfügen, um die Kamerascheibe temperatur– und/oder feuchtigkeitsabhängig zu erwärmen. Das hat den Vorteil, dass so ein Beschlagen und/oder ein Vereisen der Kamerascheibe verhindert wird.The protective device may also have a heating unit in the form of a mini heater or an infrared radiator or in the form of heaters to heat the camera disc temperature and / or moisture-dependent. This has the advantage that such fogging and / or icing of the camera disk is prevented.
Die Erfindung betrifft auch einen Kraftwagen mit einer Kamera, mit einer Schutzvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche und mit einem Außenverkleidungselement, insbesondere einem Karosserieelement, mittels welchem die Schutzvorrichtung mit Ausnahme eines Durchsichtbereiches der Kamerascheibe überdeckt ist, wobei der Durchsichtbereich wie oben definiert in unterschiedlichen Stellungen der Kamerascheibe durch unterschiedliche Bereiche der Kamerascheibe gebildet ist. Insbesondere kann es sich hier über ein Außenverkleidungselement oberhalb von einer Windschutz-, Heck,- oder Seitenscheibe handeln. Das hat den Vorteil, dass die Scheibenwischmechanik für einen Betrachter in einer Umgebung des Kraftwagens nicht sichtbar ist. Somit wird also eine vielfältige Funktionalität der Kamera im Kraftwagen gewährleistet und gleichzeitig das Design, also der ästhetische Eindruck, des Kraftwagens durch die Kamera nicht gestört. Eine Anordnung über den Scheiben erlaubt einen besonders guten Überblick der Kamera über die Umgebung des Kraftwagens.The invention also relates to a motor vehicle with a camera, with a protective device according to one of the preceding claims and with an outer lining element, in particular a body element, by means of which the protective device is covered with the exception of a see-through range of the camera disc, wherein the see-through range as defined above in different positions of the Camera disc is formed by different areas of the camera disc. In particular, it may be an outer lining element above a windshield, rear, - or side window. This has the advantage that the windshield wiper mechanism is not visible to a viewer in an environment of the motor vehicle. Thus, therefore, a diverse functionality of the camera in the car is guaranteed and at the same time the design, so the aesthetic impression of the motor car by the camera is not disturbed. An arrangement over the discs allows a particularly good overview of the camera on the environment of the motor vehicle.
Ferner kann die der Kraftwagen auch über ein zusätzliches Außenverkleidungselement verfügen, welches als Schutzlid für die Kamerascheibe ausgeführt ist und beweglich vor der Kamerascheibe angeordnet ist. Dieses Schutzlid kann in einer Position auch den Durchsichtbereich der Kamerascheibe verdecken. Das hat den Vorteil, dass die Kamerascheibe bei Nichtgebrauch der Kamera, die auch als Infrarotkamera, Radar oder Lasersystem ausgeführt sein kann, verdeckt sein kann. Dadurch kann die Kamerascheibe vor Beschädigung und Verschmutzung geschützt werden. Auch wird der ästhetische Gesamteindruck des Kraftwagens bei Nichtgebrauch der Kamera, insbesondere bei einem geparkten Kraftwagen, so nicht durch die Schutzvorrichtung oder die Kamera gestört.Furthermore, the motor vehicle can also have an additional outer lining element, which is designed as a protective lid for the camera screen and is movably arranged in front of the camera plate. This protective lid can also cover the viewing area of the camera screen in one position. This has the advantage that the camera disk when the camera is not in use, which can also be designed as an infrared camera, radar or laser system, can be obscured. This can protect the camera screen from damage and dirt. Also, the aesthetic overall impression of the motor vehicle when not in use the camera, especially in a parked cars, so not disturbed by the protective device or the camera.
Weitere Merkmale ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung sowie anhand der Figuren. Further features will become apparent from the following description of preferred embodiment of the invention and from the figures.
Dabei zeigt:Showing:
Gleiche oder funktionsgleiche Elemente sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.Identical or functionally identical elements are provided in the figures with the same reference numerals.
Die Kamerascheibe
Zum Reinigen der Kamerascheibe
Im vorliegenden Beispiel ist das feststehende Wischelement
Um Bauraum zu sparen, könnte es sich bei der Kamerascheibe
In einer Variante könnte die Kamerascheibe
Claims (8)
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