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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Eigenschaft eines Rades und/oder eines Reifens an einem Fahrzeug, ein Fahrzeug mit einer solchen Vorrichtung und ein Verfahren zur Erfassung einer Eigenschaft des Rades bzw. des Reifens an dem Fahrzeug. Das Rad, das vorzugsweise einen Reifen und/oder eine Felge aufweist, wird dabei mittels eines optischen Sensors und insbesondere mit einer Kamera abgetastet. Der optische Sensor erfasst ein Bild des Rades und/oder des Reifens.
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Ziel der Erfindung ist es, automatisiert einen Zustand eines Rades und/oder Reifens zu bestimmen. Das von dem optischen Sensor erfasste Bild wird einer Steuereinheit zugeführt, die das Bild auswertet. Auf Basis der Auswertung kann die Steuereinheit dann ein Signal ausgeben. Das Signal kann dann zur Beeinflussung einer Fahrzeugsteuerung bzw. zur Ausgabe eines akustischen und/oder optischen Hinweises verwendet werden.
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Die Erfindung stellt daher eine Vorrichtung, ein Fahrzeug, und ein Verfahren gemäß der unabhängigen Ansprüche bereit. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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In einem ersten Aspekt wird eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Eigenschaft eines Rades und/oder eines Reifens eines Fahrzeugs an dem Fahrzeugbereitgestellt, aufweisend wenigstens einen optischen Sensor, der wenigstens mit einer Steuereinheit gekoppelt ist, und der dazu eingerichtet ist, ein Bild des Rades und/oder des Reifens des Fahrzeugs zu erfassen und an die Steuereinheit auszugeben, wobei die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, das Bild auszuwerten und ein Signal auszugeben, das die Eigenschaft des Rades und/oder Reifens des anzeigt.
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Der Sensor ist dazu eingerichtet, ein Bild einer Seite eines Rades und/oder einer Seitenwand des Reifens zumindest dann zu erfassen, wenn das Rad eingeschlagen ist, wobei die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, das erfasste Bild hinsichtlich eines Geschwindigkeitsindexes des Reifens auszuwerten und eine mit dem Geschwindigkeitsindex assoziierte maximale zulässige Fahrgeschwindigkeit für den Reifen zu bestimmen. So kann die Steuereinheit bspw. auf einen Speicher zugreifen, in dem für jeden Geschwindigkeitsindex eine Höchstgeschwindigkeit in Zuordnung gespeichert ist, die angibt, wie schnell mit dem Reifen gefahren werden darf. Der Speicher kann dabei bspw. als Datenbank, Look-up-Tabelle und/oder in Form eines flüchtigen oder nichtflüchtigen Speichers vorgesehen sein.
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Die Steuereinheit ist dazu eingerichtet, die bestimmte zulässige Fahrgeschwindigkeit mit einer aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu vergleichen. Die Steuereinheit ist weiter dazu eingerichtet, ein Signal auszugeben, wenn die aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs die bestimmte zulässige Fahrgeschwindigkeit erreicht und/oder überschreitet.
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Die Steuereinheit kann das erfasste Bild hinsichtlich einer Beschädigung der Seitenwand des Reifens und/oder einer Seite des Rades auswerten. Die Steuereinheit kann ein Signal ausgeben, wenn die Auswertung eine Beschädigung ergibt.
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Die Steuereinheit kann das erfasste Bild auswerten und eine Reifenbreite des Reifens bestimmen. Die Steuereinheit kann die bestimmte Reifenbreite mit einer für das Fahrzeug zulässigen Reifenbreite vergleichen. Dazu kann die Steuereinheit auf den Speicher zugreifen, in dem die zulässigen Reifenbreiten hinterlegt sein können. Die Steuereinheit kann ein Signal ausgeben, wenn die Reifenbreite einer und/oder keiner zulässigen Reifenbreite entspricht.
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Der Sensor kann einen Abstand zu dem Rad, und insbesondere einer Lauffläche des Reifens, bestimmen. Die Steuereinheit kann auf Basis des Abstands eine Größe des Rades und/oder des Reifens bestimmen. Die bestimmte Größe kann mit einer zulässigen Größe für das Rad und/oder den Reifen zu verglichen werden. Das Signal kann ausgegeben werden, wenn der die Größe einer und/oder keiner entsprechenden zulässigen Größe für das Rad und/oder den Reifen entspricht. Die Größe kann ein Felgendurchmesser und/oder eine Flankenhöhe bzw. Seitenwandhöhe des Reifens sein.
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Der optische Sensor kann den Abstand und/oder das Bild zu verschiedenen Zeitpunkten insbesondere während einer Geradeausfahrt des Fahrzeugs erfassen. Die Steuereinheit kann ein Signal ausgeben, wenn eine Abweichung der erfassten Abstände über/unter einem Schwellenwert liegt, wobei das Signal insbesondere eine Unwucht des Rades bzw. des Reifens anzeigt.
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Der optische Sensor kann den Abstand bestimmen und die Steuereinheit kann aus dem Abstand eine Lage des Sensors zu dem Rad ermitteln und daraus eine Beladung und/oder ein Gesamtgewicht des Fahrzeugs bestimmen. Die Steuereinheit kann ein Signal ausgeben, wenn die Beladung/das Gesamtgewicht über einem zulässigen Wert liegt. Dazu kann die Steuereinheit auf den Speicher zugreifen, in dem eine Zulässige Beladung und/oder ein zulässiges Gesamtgewicht hinterlegt ist.
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Der optische Sensor kann die Lauffläche des Reifens erfassen. Die Steuereinheit kann auf Basis der erfassten Lauffläche einen Winkel zwischen einer Radmittelebene des Rades und eine Fahrebene bestimmen. Die Steuereinheit kann ein Signal ausgeben, wenn eine Abweichung des Winkels von einer Vorgabe für den Winkel über oder unter einem Schwellenwert liegt, wobei das Signal insbesondere eine fehlerhafte Sturzeinstellung des Radsturzes anzeigt.
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Der optische Sensor kann ein Bild der Lauffläche und/oder der Seitenwand des Rades/Reifens erfassen und an die Steuereinheit ausgeben. Die Steuereinheit kann das Bild hinsichtlich eines Profils des Reifens und/oder einer Herstellerangabe auf der Seitenwand auswerten. Auf Basis des Profils und/oder der Herstellerangabe kann die Steuereinheit einen Hersteller des Reifens bestimmen und ein Signal ausgeben, wenn der Hersteller des Reifens von einem empfohlenen Hersteller abweicht. Empfohlene Hersteller könnten in dem Speicher hinterlegt sein. Die Steuereinheit kann zur Überprüfung, ob ein empfohlener Reifen verwendet wird, auf den Speicher zugreifen.
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Das Signal kann ein optisches und/oder akustisches Signal sein und vorzugsweise als Warnsignal ausgegeben werden. Insbesondere kann angezeigt werden, dass eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu verringern ist. Die Steuereinheit kann das Signal insbesondere an eine Fahrzeugsteuereinheit ausgeben, die dann abhängig von dem Signal einen Fahrparameter des Fahrzeugs verändert und insbesondere eine Beschleunigung des Fahrzeugs verhindert, eine Geschwindigkeit einstellt und/oder ein Navigationsziel vorschlägt. Das Signal kann die Information des Bildes umfassen. Die Steuereinheit kann das Signal zur Anzeige des Bildes auf einer Anzeigeeinheit des Fahrzeugs ausgeben. So kann der Benutzer durch Überprüfung der Anzeige auf der Anzeigeeinheit einen Zustand des Reifens und/oder des Rades überprüfen.
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Eine optische Achse des optischen Sensors ist kann Wesentlichen parallel zu einer Fahrebene ausgerichtet sein. Der Sensor kann in einem Radkasten des Fahrzeugs angeordnet sein. Der Sensor kann parallel zu der Fahrebene verfahrbar sein, vorzugsweise im Radkasten. Anstelle eines Radkastens kann auch ein Schutzblech als Träger des Sensors vorgesehen sein.
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Die Steuereinheit kann Bildbereiche des Bildes auswerten, die ein Umfeld des Fahrzeugs zeigen, insbesondere hinsichtlich einer Fahrbahnmarkierung und/oder einer Wetterbedingung. So kann diese Information zur Umfelderkennung verwendet werden und zur Ausgabe von Warnhinweisen bei nassen oder vereisten Straßen. Spiegelungen sind aufgrund der Nähe des Sensors zum Boden bzw. zur Fahrebene bei vereisten oder nassen Straßen gering.
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In einem weiteren Aspekt wird ein Fahrzeug mit einer Vorrichtung, wie sie vorstehend beschrieben ist, bereitgestellt.
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In einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur Erfassung einer Eigenschaft eines Reifens und/oder eines Rades eines Fahrzeugs gestellt, wobei ein optischer Sensor mit wenigstens einer Steuereinheit gekoppelt ist, ein Bild des Reifens und/oder des Rades des Fahrzeugs erfasst und an die Steuereinheit ausgibt, wobei die Steuereinheit das Bild auswertet und ein Signal ausgibt, das eine Eigenschaft des Reifens und/oder des Rades anzeigt, wobei der Sensor ein Bild von einer Seite des Rades zumindest dann erfasst, wenn das Rad eingeschlagen ist, wobei die Steuereinheit das erfasste Bild hinsichtlich eines Geschwindigkeitsindexes eines Reifens des Rades auswertet und eine mit dem Geschwindigkeitsindex assoziierte zulässige Fahrgeschwindigkeit bestimmt, und wobei die Steuereinheit die bestimmte zulässige Fahrgeschwindigkeit mit einer aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeugs vergleicht und zumindest das Signal (S) ausgibt, wenn die aktuelle Geschwindigkeit die bestimmte zulässige Fahrgeschwindigkeit erreicht und/oder überschreitet.
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Die Erfindung wird nunmehr auch mit Blick auf die Figuren beschrieben:
- 1 illustriert ein Fahrzeug mit einer Vorrichtung gemäß der Erfindung.
- 2a bis 2c illustrieren schematisch und exemplarisch eine Anwendung der Vorrichtung.
- 3a bis 3e illustrieren weitere Anwendungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
- 4a bis 4c illustrieren noch eine exemplarische Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
- 5 illustriert noch eine weitere exemplarische Anwendung der Erfindung.
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Alle Anwendungen und Ausführungsbeispiele und Anwendungen der Erfindung können miteinander kombiniert oder einzeln vorgesehen sein. Während in 1 ein optischer Sensor lediglich an einem Vorderrad gezeigt ist, kann die Vorrichtung gemäß der Erfindung auch bei einem Motorrad am Vorderrad und am Hinterrad bzw. an einem Auto an allen oder einzelnen Rädern vorgesehen sein. Je Rad kann eine oder können mehrere Vorrichtungen vorgesehen sein.
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1 zeigt zunächst schematisch ein Fahrzeug 10 mit einem optischen Sensor 11. Der optische Sensor 11 ist mit einer Steuereinheit 12 gekoppelt, die ggf. ein Signal S basierend auf von dem optischen Sensor gelieferten Daten ausgeben kann. Durch gestrichelte Linien an dem optischen Sensor 11 ist ein Erfassungswinkel des optischen Sensors 11 angedeutet, der bspw. zwischen 45 und 180°, vorzugsweise zwischen 90 und 120° betragen kann. Das Fahrzeug 10 ist weiter mit einem Rad 20 dargestellt. In diesem Fall ist das Rad 20 als Vorderrad auf einer Seite des Fahrzeugs gezeigt ist. Das Rad 20 ist weiter mit einem Reifen 21 versehen, der auf einer Felge 22 angebracht ist. Der Pfeil von dem optischen Sensor 11 zu dem Reifen 21 zeigt dabei eine Ausrichtung des Erfassungsbereichs des optischen Sensors 11 an.
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Während der optische Sensor 11 im dargestellten Beispiel an einem Vorderrad angeordnet ist, kann der optische Sensor auch in Zuordnung zu einem Hinterrad bzw. einem nicht dargestellten weiteren Rad des Fahrzeugs angebracht sein. Insbesondere kann für mehr als ein Rad 20 ein entsprechender optischer Sensor 11 vorgesehen sein. In 1 ist daher für das Hinterrad 30 ein weiterer optischer Sensor 31 angedeutet. Dieser kann ebenfalls mit der Steuereinheit 12 oder mit einer separaten Steuereinheit, die im Wesentlichen der Steuereinheit 12 entsprechen kann, gekoppelt sein. Die Kopplung kann drahtgebunden oder auch drahtlos bspw. durch eine Funkverbindung erfolgen.
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Die Steuereinheit 12 oder eine entsprechende Steuereinheit kann das Signal S drahtgebunden oder drahtlos ausgeben. Das Fahrzeug 10 steht oder bewegt sich, bspw. in einer Bewegungsrichtung V, bspw. vorwärts, auf einer (Fahr-)Ebene 40. Der optische Sensor 11, der insbesondere als Kamera (z.B. CCD, CMOS, oder andere Kamera) ausgestaltet sein kann, dient dabei insbesondere dazu, ein Bild des Rades 20, des Reifens 21 und/oder der Felge 22 zu erfassen und an die Steuereinheit 12 auszugeben. Die Steuereinheit 12 wertet nun das empfangene Bild aus, um eine Eigenschaft des Reifens bzw. des Rades zu ermitteln. Dies erfolgt bspw. auf Basis von im Wesentlichen bekannten Bildverarbeitungsverfahren bzw. Bildanalyseverfahren. Bilder, Informationen und Daten können in einem Speicher 13 gespeichert sein/werden, der als flüchtiger oder nichtflüchtiger Speicher ausgelegt sein kann.
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In 2a bis 2c ist in einem Beispiel eine Erfassung einer Eigenschaft des Rades 20 veranschaulicht. Dabei ist insbesondere das Rad 20 in einer Aufsicht von oben gezeigt. Ein mit einer gepunkteten Umrandung versehener Kasten stellt einen Teil des Fahrzeugs 10 dar. Ebenso ist die Steuereinheit 12 dargestellt sowie der optische Sensor 11. Bei dem Fahrzeug 10 handelt es sich nicht notwendigerweise um ein zweispuriges Fahrzeug 10, wie bspw. einen Personenkraftwagen oder einen Lastkraftwagen. Die beschriebene Vorrichtung kann auch für einspurige Fahrzeuge wie Motorräder eingesetzt werden. Weiter kann die Vorrichtung selbstverständlich auch für Fahrzeuge mit mehr als zwei Spuren eingesetzt werden.
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Wie in 2a zu erkennen ist, ist der Sensor 11 an dem Fahrzeug 10 insbesondere so angeordnet, dass sein Erfassungsbereich das Rad 20 erfasst und insbesondere eine Lauffläche des Reifens 21. Vor allem bei einer Bewegung in einer Bewegungsrichtung V bzw. in eine dazu entgegengesetzte Richtung, d.h. z.B. bei einer Vorwärtsausfahrt und/oder einer Rückwärtsfahrt, nimmt der Sensor 11 wenigstens ein Bild der Lauffläche auf. Beschädigungen oder Abnutzungserscheinungen an der Lauffläche lassen sich z.B. dadurch feststellen, dass die Steuereinheit 12 entweder einen Bildvergleich mit historischen Daten, d.h. Bildern, die vor einer bestimmten Zeit in der Vergangenheit aufgenommen wurden, mit Bildern durchführt, die der optische Sensor 11 aktuell liefert. Die Historischen Daten können in dem Speicher 13 gespeichert sein. Weiter können bspw. durch die Auswertung von Reflektionen auf der Lauffläche oder von Unterschieden in dem durch den optischen Sensor gelieferten Bildern (Schwarzweiß- oder Farbbilder) Beschädigungs- und/oder Abnutzungserscheinungen an der Lauffläche erkannt werden.
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Die Steuereinheit 12 kann ein Signal S ausgeben, das entweder weiter durch eine Fahrzeugsteuereinheit (nicht gezeigt) ausgewertet wird, oder das direkt als Warnung als optisches und/oder akustisches Signal ausgegeben wird. Der Sensor 11 kann insbesondere so eingerichtet sein, dass er einen Einschlag eines Rades 20, bspw. zur Ausführung einer Lenkoperation des Fahrzeugs 10 erkennt und dann, bei Einschlagen des Rades 20, wenigstens ein Bild von einer Seitenansicht des Rades 20 bzw. des Reifens 21 aufnimmt. Das wenigstens eine Bild kann auch auf ein Signal von einem anderen Signalgeber hin aufgenommen werden.
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In 2b ist gezeigt, wie der optische Sensor 11 eine dem optischen Sensor 11 naheliegende Partie des Rades 20 erfasst, und insbesondere einen Flankenabschnitt des Reifens 21, der in dem Erfassungsbereich des Sensors 11 liegt.
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Je nach Anordnung des Sensors 11 kann, wie in 2c gezeigt, bei Einschlag des Rades auch alternativ oder zusätzlich ein größerer Bereich des Rades 20 bzw. des Reifens 21 erfasst werden. Exemplarisch ist durch einen gestrichelten Pfeil gezeigt, dass bspw. auch ein Flankenabschnitt, der auf der gegenüberliegenden/entfernten Seite des Rades 20 bzw. des Reifens 21 angeordnet ist, erfasst werden kann. Eine Erfassung durch den optischen Sensor 11 kann dabei sowohl im Stand als auch bei Fahrt des Fahrzeugs erfolgen. Insbesondere ist die Steuereinheit 12 dazu ausgelegt, eine Beschriftung auf einer Seitenflanke bzw. Seitenwand des Reifens 21 zu erfassen und auszuwerten. Dazu kann die Steuereinheit 12 bspw. ein durch den Sensor 11 erfasstes Bild zunächst entzerren und dann durch Anwendung von Bildanalyseverfahren einen Geschwindigkeitsindex 23 (siehe 1, z.B. N, P, Q, R, S, T, U, H, V, W, Y, ZR) des Reifens erkennen. Zudem kann alternativ oder zusätzlich eine Dimensionierung des Reifens bzw. eine Durchmesserangabe für das Rad 20 bzw. den Reifen 21 erfasst werden (z.B. 195 / 40 R16 für 16 Zoll Räder, einer Reifennennbreite von 195 mm und einem Höhen und Breitenverhältnis (in %) von 40 für einen Radialreifen („R“)).
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Im Falle eines erkannten Geschwindigkeitsindexes 23, kann die Steuereinheit 12 nun Für eine Geschwindigkeitsprüfung verwendet werden, bspw. durch Zugriff auf den Speicher 13 der z.B. als Nachschlagetabelle (Look-Up-Table oder als Datenbank) als flüchtiger oder nichtflüchtiger Speicher ausgestaltet sein kann, In dem Speicher 13 kann zu jedem Geschwindigkeitsindex 23 eine zulässige Geschwindigkeit für den Reifen 21 gespeichert sein (z.B. im Bereich von 140 bis 300 km/h). Aus diesen Informationen kann die Steuereinheit 12 dann vorzugsweise eine erlaubte Fahrgeschwindigkeit für den Reifen 21 bestimmen. Die Steuereinheit 12 kann nun bspw. das Signal S ausgeben, wenn sie durch einen Vergleich der aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeugs 10 mit der zulässigen Fahrgeschwindigkeit ergibt, dass die zulässige Fahrgeschwindigkeit für den Reifen 21 erreicht oder überschritten wird oder wurde. Das Signal S kann dann als akustisches oder optisches Signal ausgegeben werden, um bspw. einen Nutzer des Fahrzeugs darüber zu informieren, dass die zulässige Fahrgeschwindigkeit für den Reifen 21 überschritten wird. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinheit 12 das Signal S auch an eine Fahrzeugsteuereinheit ausgeben, die dann bspw. eine Geschwindigkeit für das Fahrzeug auf Basis der maximal zulässigen Fahrgeschwindigkeit festlegt, die durch den Fahrer ohne weitere Einstellungen an dem Fahrzeug nicht überschritten werden kann. Insbesondere kann dies in Form einer Geschwindigkeitsbegrenzung erfolgen.
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Erfasst die Steuereinheit 12 auf Basis des Bildes, das durch den optischen Sensor 11 geliefert wird, bspw. eine Dimensionierung des Rades 20, z.B. eine Radgröße, wie einen Raddurchmesser, eine Breite des Reifens, eine Flanken- und/oder Seitenwandhöhe, so kann die Steuereinheit 12 diese Information auswerten. Insbesondere kann in dem Speicher 13 eine Information darüber gespeichert sein, welche Reifendimensionierung für das Fahrzeug 10 zugelassen und/oder verwendbar ist. Die Steuereinheit 12 kann dann das Signal S ausgeben, wenn bspw. eine Dimensionierung des Rades 20 bzw. des Reifens 21 einer Dimensionierung entspricht, die für das Fahrzeug 10 nicht zugelassen oder verwendbar ist. Beispielsweise kann das Signal S ausgegeben werden, wenn eine zu große Reifenbreite oder Radgröße detektiert wird. Die Steuereinheit 12 kann das Signal direkt optisch und/oder akustisch an einen Nutzer ausgeben, oder indirekt, z.B. durch Ansteuerung einer Fahrzeugsteuereinheit.
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Die Steuereinheit 12 kann auf Basis des von dem Sensor 11 erfassten Bildes einen Hersteller des Reifens 21 erkennen. Durch Zugriff auf den Speicher 13 kann die Steuereinheit 12 feststellen, ob der Reifen 21 von einem für das Fahrzeug präferierten Hersteller entspricht. Der typischerweise ist der Reifenhersteller auf wenigstens einer Reifenflanke bzw. Seitenwand des Reifens 21 kenntlichgemacht, z.B. durch einen Namen, ein Logo, oder ein Signet. Entspricht der Hersteller des Reifens 21 einem anderen Hersteller als einem präferierten Hersteller, so kann ein Nutzer des Fahrzeugs 10 bspw. durch eine optische und/oder akustische Signalisierung durch das Signal S darauf hingewiesen werden, dass das verwendete Reifenfabrikat nicht von einem präferierten Hersteller stammt. Insbesondere kann die Steuereinheit 12 Informationen ausgeben, die auf Angebote eines für das Fahrzeug 10 präferierten Herstellers hinweist. Dazu kann die Steuereinheit 12 bspw. über eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle des Fahrzeugs 10 eine Anfrage an ein entferntes Rechensystem stellen. Bei dem Entfernten Rechensystem können dann aktuelle Angebote abgefragt und zur Anzeige an einen Nutzer aufbereitet werden.
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Da der Sensor 11 insbesondere ein Profil der Lauffläche des Reifens 21 aufnimmt und somit die Steuereinheit 12 eine Profiltiefe des Profils der Lauffläche ermitteln kann, kann, wenn eine Profiltiefe durch die Steuereinheit 12 als unzureichend beurteilt wird, das Signal S ausgegeben werden. Das Signal S kann einerseits auf eine mangelnde Profiltiefe hinweisen und andererseits auf Reifenangebote des präferierten Herstellers. Ebenso kann ein Hinweis auf Reifenangebote des präferierten Herstellers bei einer Beschädigung des Reifens erfolgen. Diese Information kann mit weiteren Informationen, die bspw. über die drahtlose Kommunikationsschnittstelle des Fahrzeugs 10 bei dem entfernten Rechensystem und/oder aus dem Speicher 13 abgerufen werden, angereichert werden. So können bspw. Händler, Adressen, Navigationsziele für Reifenhändler und/oder Preise für Reifen eines für das Fahrzeug präferierten Herstellers abgerufen, bestimmt und/oder ausgegeben werden.
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Die Steuereinheit 12 kann basierend auf den von dem Sensor 11 gelieferten Informationen bzw. Bildern auch eine Beschädigung besonders der Seitenwand des Reifens 21 überprüfen. So können bspw. Schäden, die durch ein Auffahren des Fahrzeugs 10 auf eine Bordsteinkante an dem Reifen 21 verursacht werden durch die Steuereinheit 12 erfasst, erkannt und bewertet werden. Das Signal 12 kann dann einen Nutzer des Fahrzeugs darauf hinweisen, dass eine Seitenwand des Reifens 21 beschädigt ist.
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Eine Reifenbreite des Reifens 21 kann auch dadurch erfasst werden, dass durch die Steuereinheit 12 eine Auswertung des von dem optischen Sensor 11 gelieferten Bildes insbesondere bei einem Geradeauslauf des Fahrzeugs 10 erfolgt. In einem Bildverarbeitungsverfahren kann dann die Breite des Reifens 21 mit einer gewissen Genauigkeit bestimmt werden. Wenn die Breite des Reifens 21 außerhalb eines Breitenbereiches liegt, der für das Fahrzeug 10 definiert ist, oder diesen unterschreitet, so kann ebenfalls ein Signal S durch die Steuereinheit 12 ausgegeben werden. Die optische und/oder akustische Signalisierung kann dann darauf hinweisen, dass eine unzulässige Reifenbreite verwendet bzw. ein Reifen 21 einer unzulässigen Breite an dem Fahrzeug montiert ist.
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Der Sensor 11 kann ebenso einen Abstand zu dem Reifen 21 und insbesondere eine Lauffläche des Reifens 21 bestimmen. Dies ist in 3a exemplarisch dargestellt. Der Sensor 11 erfasst hier einen Abstand d1 von dem Sensor 11 zu dem Reifen 21 des Rades 20. Aus dem Abstand d1 zu dem Rad 20 bzw. einer Lauffläche des Reifens 21 kann auch ein Felgendurchmesser und/oder eine Flankenhöhe des Reifens 21 bestimmt werden. So kann in dem Speicher 13 eine Information darüber hinterlegt sein, welcher Abstand welchem Raddurchmesser entspricht. Im Speicher 13 kann zudem eine Information über den Felgendurchmesser hinterlegt sein. Wenn durch eine Erkennung durch die Steuereinheit 12 Reifenparameter von der Seitenwand des Reifens 21 bekannt sind, insbesondere die Reifennennbreite und das Höhen- und Breitenverhältnis, so kann auch die Felgengröße bestimmt werden. Somit kann durch die Messung des Abstands d1 auch eine Flankenhöhe des Reifens 21/des Rades 20 bestimmt werden.
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Wie in den 3b und 3c dargestellt ist, kann der optische Sensor durch die Abstandsmessung auch eine Unwucht eines Rades bzw. Reifens 21 erkennen. Wird bspw. bei einer Fahrt des Fahrzeugs sequenziell eine Abstandsmessung durch den Sensor 11 vorgenommen, so kann bestimmt werden, ob eine Distanz d2 bzw. eine Distanz d3 so weit voneinander oder von dem Abstand d1 abweichen, dass die Abweichung über einem Schwellenwert liegt. Ist dies der Fall, so kann die Steuereinheit 12, die in den 3a bis 3e nicht dargestellt ist, das Signal S als akustisches oder optisches Signal und/oder an eine Fahrzeugsteuereinheit ausgeben, um den Fahrer auf eine Unwucht des Reifens hinzuweisen.
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Wie mit Blick auf die 3d bis 3e veranschaulicht ist, kann der Sensor 11 in Verbindung mit der Steuereinheit 12 dazu verwendet werden, ein Gesamtgewicht bzw. eine Beladung des Fahrzeugs 10 zu prüfen. Insbesondere unterscheidet sich eine Distanz d4 abhängig von einer Beladung des Fahrzeugs 10 von einer Distanz d5. Die Distanz d4, für die ein Referenzwert auch in dem Speicher 13 hinterlegt sein kann, kann dann ein zulässig oder nicht beladenes Fahrzeug anzeigen. Eine Distanz d5 kann hingegen ein überladenes Fahrzeug 10 anzeigen. Insbesondere kann die Distanz d4, die durch die Steuereinheit 12 auf Basis der Abstandsmessung des optischen Sensors 11 erfasst wird, geringer sein, als die Distanz d5, die durch die Steuereinheit 12 auf Basis der Abstandsmessung erfasst wird. In dem Speicher 13 kann ein Schwellenwert hinterlegt sein, der eine Distanz vorgibt, die nicht über-/unterschritten werden sollte. Wird der Schwellenwert über- oder unterschritten, so kann ebenfalls ein Signal S Steuereinheit 12 ausgegeben werden, das den Nutzer des Fahrzeugs direkt oder indirekt darüber informiert, dass das Fahrzeug zu schwer beladen oder überladen ist. So kann ermittelt werden, ob ein zulässiges Gesamtgewicht des Fahrzeugs über einem zulässigen Gesamtgewicht liegt.
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Mit Blick auf 4a bis 4c ist nun veranschaulicht, dass mittels des optischen Sensors 11 und der Steuereinheit 12 auch eine Sturzeinstellung eines Rades überprüft werden kann. In 4a ist der Reifen 21 dargestellt. Die optische Achse des Sensors 11 liegt im Wesentlichen parallel zu der Fahrebene 40 und ist in die Bildebene gerichtet. Weiter ist eine Mittelebene 25 des Rades 20 schematisch illustriert. Der Sensor 11 kann nun durch Aufnahme des Bildes in dem Erfassungsbereich 50 (gestrichelter Kasten) und insbesondere z.B. durch Auswertung der in den Erfassungsbereich fallenden Seitenränder des Rads 20 und/oder durch Auswertung eines Reifenprofils die Radmittelebene 25 bestimmen. Auch durch Auswertung von dem Reifenumfang folgende Rillen des Profils kann ein Verlauf der Radmittelebene 25 bestimmt werden. Die Steuereinheit 12 kann so bestimmen, in welchem Winkel die Radmittelebene 25 und somit das Rad 20 auf der Fahrebene 40 oder einer dazu parallelen Ebene steht (Winkel zwischen Radmittelebene 25 und Fahrebene 40). Es kann ein Intervall in dem Speicher 13 hinterlegt sein, das angibt, in welchem Winkelbereich sich dieser Winkel bewegen sollte. Wird ein Winkel bestimmt, der davon soweit abweicht, dass die Abweichung über- oder unterhalb eines Schwellenwerts liegt, der für diesen Winkel bestimmt ist, so kann wiederum ein Signal S durch die Steuereinheit 12 ausgegeben werden. Das Signal S zeigt dann eine Information über eine fehlerhafte Sturzeinstellung des Rades 20 an.
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Es kann vorgesehen sein, dass der Speicher 13 eine Anzahl von Profildaten für Reifen speichert. Durch Auswertung des von dem Sensor 11 gelieferten Bildes des Reifenprofils kann, ähnlich wie bei einem Fingerabdruck, durch einen Vergleich der Profildaten ein Hersteller des Reifens identifiziert werden. Dabei können, wie für einen Fingerabdruck auch, biometrische Verfahren zum Einsatz kommen, die signifikante Merkmale eines Profils bestimmen. Insofern muss in dem Speicher 13 lediglich ein Datum mit den jeweiligen Profildaten abgelegt sein. Auch durch diese Bestimmung kann der Hersteller des Reifens dann identifiziert werden, insbesondere dann, wenn eine Herstellerangabe auf einer Seitenwand des Reifens durch den Sensor 11 bzw. die Steuereinheit 12 nicht eindeutig bestimmt werden kann.
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Wie in 5 veranschaulicht ist (exemplarisch bei Aufsicht auf die Fahrebene 40), kann der Sensor 11 auch verfahrbar gelagert sein. Der Sensor 11 kann im Wesentlichen parallel zu der Fahrebene 40 zu einem gewissen Grad um das Rad 20 bzw. den Reifen 21 beweglich sein, was in 5 durch die durchgehenden Pfeile bzw. den gestrichpunkteten Pfeil angedeutet ist. 5 angedeutet ist. Der Sensor 11 kann so andere Teile des Rad 20 des Fahrzeugs 10 erfassen. So können auch Lager- und/oder Befestigungspunkte des Rades 20 am Fahrzeug 10 durch den Sensor 11 erfasst werden.
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Die Steuereinheit 12 kann, vorzugsweise auf eine Eingabe eines Nutzers hin, die von dem optischen Sensor 11 erfassten Bilder direkt dem Nutzer bspw. durch eine oder mittels einer Anzeigeeinheit ausgeben. Der Benutzer kann so den Zustand des Reifens 21 bzw. Rades 20 durch visuelle Rückmeldung überprüfen. Insbesondere kann dies bei den Fahrzeugen sinnvoll sein, die bei hohen Geschwindigkeiten eine Belastung vor allem im Bereich der Reifen ausgesetzt sind.
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Da, wie in 5 nochmals angedeutet, der Erfassungsbereich des Sensors über den Bereich des Rades hinausgehen kann, kann der Sensor auch Teile des Fahrzeugumfelds erfassen. Dies kann insbesondere dazu dienen, eine Fahrbahnmarkierung zu erfassen. Die von dem optischen Sensor 11 erfassten Teile der Fahrbahnmarkierung können dann insbesondere verwendet werden, um Fahrerassistenzsystemen wie bspw. einem Spurhaltesystem, zusätzliche Informationen über das Fahrzeugumfeld bereit zu stellen. Auch kann bspw. der Einfluss von Witterungsbedingungen, bspw. eine vereiste Fahrbahn oder eine nasse Fahrbahn erkannt werden. Entsprechend kann durch Ausgabe des Signals S eine Rückmeldung an einen Nutzer des Fahrzeugs erfolgen, der auf nachteilige Fahrbahnbedingungen hinweist.
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Durch die Überwachung des Rades 20 bzw. Reifens 21 durch den Sensor 11, und insbesondere bei einem verfahrbaren Sensor 11, kann eine Überwachung der Achsenmanschetten, aber auch eine Überprüfung einer Montage eines Rades 20 bspw. bei/nach einem Radwechsel überprüft werden. Durch die Abstandsmessung mittels des Sensors 11 kann auch ein Reifendruckverlust erfasst werden, da sich bei einem Druckverlust die Geometrie des Reifens 21 verändert. Dies kann bspw. durch die Abstandsmessung mittels des Sensors 11 erkannt werden. Ebenso kann eine Beschädigung des Reifens 21 dann erfasst werden. Dies kann dann erfolgen, wenn die Geometrie des Reifens 21, insbesondere während der Fahrt von für den Reifen 21 definierten Parametern, die bspw. in dem Speicher 13 abgelegt sein können, abweicht, obwohl der Reifendruck bspw. mittels Drucksensoren als zulässig angenommen und angezeigt wird.
