DE102017221494A1

DE102017221494A1 - Vorrichtung, ausgebildet zur Umfelderfassung

Info

Publication number: DE102017221494A1
Application number: DE102017221494.5A
Authority: DE
Inventors: Annemarie Holleczek; Tobias Peterseim; Remigius Has
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2017-11-30
Filing date: 2017-11-30
Publication date: 2019-06-06

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (la), die dazu ausgebildet ist ein Umfeld, beispielsweise eines Fahrzeugs (80), zu erfassen. Hierbei weist die erfindungsgemäße Vorrichtung (la) einen Sensor (10) auf, der innerhalb eines Gehäuses (25) angeordnet ist. Zusätzlich weist die Vorrichtung (la) eine Abdeckung auf (20), welche zum Abdecken des wenigstens einen Sensors (10) gegenüber einem äußeren Umfeld des Sensors (10) ausgebildet ist. Die Vorrichtung (la) weist zudem wenigstens ein Antriebsmittel auf, welches dazu ausgebildet ist, die Abdeckung (20) derart anzutreiben, dass die Abdeckung (20) um den Sensor (10) herum zirkuliert. Die Abdeckung (20) ist hierbei als hohlzylinderförmiger, transparenter Körper, wie beispielsweise als ein Glaskörper oder Kunststoffkörper ausgebildet. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Beseitigung einer Verschmutzung (70) einer als hohlzylinderförmiger, transparenter Körper, insbesondere Glaskörper oder Kunststoffkörper, ausgebildeten Abdeckung (20).

Description

Stand der Technik
Die Erfindung beschreibt eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1.
Aus dem Dokument GB 2535862 A ist ein Reinigungsband zum Schutz einer Kameralinse bekannt. Hierbei kann das Reinigungsband um die innerhalb eines Gehäuses angeordnete Kamera herum zirkulieren. Das Reinigungsband wird hierbei mittels einer automatisch betriebenen Rolle angetrieben.
Da das Material des Reinigungsbands bei der im Dokument GB 2535862 A beschriebenen Vorrichtung eine geringe Steifigkeit aufweist, ist eine Aufspannung des Reinigungsbands um Antriebsrollen herum nötig ist, um den Reibkontakt mit den Antriebsrollen und damit auch die Zirkulation zu garantieren. Eine solche Aufspannung birgt beispielsweise das Risiko, dass bei zu starker Aufspannung das Reinigungsband auseinanderreißen kann. Zudem ist das im Dokument GB 2535862 A beschriebene Reinigungsband nicht geschlossen ausgeführt, sondern besitzt zwei offene Enden. Somit ist das Reinigungsband nach einer gewissen Zeit komplett aufgewickelt und muss gewechselt werden.
Der Erfindung liegt davon ausgehend die Aufgabe zugrunde, eine vereinfachte Vorrichtung zu entwickeln.
Offenbarung der Erfindung
Zur Lösung der Aufgabe wird eine Vorrichtung, ausgebildet zur Umfelderfassung vorgeschlagen. Die Vorrichtung ist hierbei insbesondere zur Umfelderfassung eines Fahrzeugs ausgebildet. Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung einen innerhalb eines Gehäuses angeordneten Sensor auf. Bei dem Sensor kann es sich insbesondere um einen Umfeldsensor handeln. Zusätzlich weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Abdeckung auf, welche zum Abdecken des wenigstens einen Sensors gegenüber einem äußeren Umfeld des Sensors ausgebildet ist. Zusätzlich weist die erfindungsgemäße Vorrichtung wenigstens ein Antriebsmittel auf, welches dazu ausgebildet ist, die Abdeckung derart anzutreiben, dass die Abdeckung um den Sensor herum zirkuliert. Somit kann beispielsweise ein Bereich der Abdeckung, welcher verschmutzt oder beschädigt ist, zu einer anderen Position relativ zu dem Sensor bewegt werden, an welcher das Risiko einer weiteren Beschädigung oder Verschmutzung der Abdeckung geringer ist. Erfindungsgemäß ist hierbei die Abdeckung als hohlzylinderförmiger, transparenter Körper ausgebildet. Dadurch wird sichergestellt, dass sich der Sensor, welcher innerhalb des hohlzylinderförmigen, transparenten Körper angeordnet ist, zumindest seitlich vollständig von der äußeren Umgebung des Sensors abgedeckt ist. Transparent bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Abdeckung lichtdurchlässig ausgebildet ist. Solch ein hohlzylinderförmiger, transparenter Körper zirkuliert in einer kreisrunden Bewegungsbahn um den Sensor, was als platzsparend anzusehen ist. Vorzugsweise ist die Abdeckung als hohlzylinderförmiger, transparenter Glaskörper oder transparenter Kunststoffkörper ausgebildet. An den relativ glatten Oberflächen dieser Materialien kann eine mögliche Verschmutzung nur schwer anhaften, wodurch deren Transparenz möglichst gut erhalten bleibt.
Bevorzugt weist das Gehäuse wenigstens eine Öffnung auf, welche als Sendefenster und/oder Empfangsfenster des Sensors ausgebildet ist. In diesem Zusammenhang dient die Abdeckung zusätzlich dazu, das wenigstens eine Sendefenster und/oder Empfangsfenster gegenüber einem äußeren Umfeld des Gehäuses abzudecken. Solch ein Sendefenster und/oder Empfangsfenster lässt die mittels des Sensors versendeten oder empfangenen Signale passieren. Das Sendefenster und/oder Empfangsfenster bildet entsprechend einen für die Verfügbarkeit des Sensors wichtigen Bereich aus. Einflüsse aus dem äußeren Gehäuseumfeld, wie beispielsweise Feuchtigkeit können sich jedoch auf der Abdeckung des Sendefensters und/oder Empfangsfensters absetzen und dieses blockieren. Durch das Zirkulieren der Abdeckung kann eine solche Verschmutzung von dem Sende- und/oder Empfangsfenster wegbewegt werden. Mit einem Sendefenster und/oder Empfangsfenster des Sensors kann beispielsweise bei einem Lidar-Sensor der Bereich gemeint sein, aus dem die Laserstrahlen in die Umgebung gesendet bzw. auch wieder aus der Umgebung heraus empfangen werden. Bei einem als Kamera ausgebildeten Sensor handelt es sich z.B. hierbei um die Kameralinse. Vorzugsweise weist die Vorrichtung zusätzlich wenigstens eine Erfassungseinheit auf, welche eine Verschmutzung der Abdeckung im Bereich der wenigstens einen Öffnung des Sensors detektiert. Das wenigstens eine Antriebsmittel ist hierbei dazu ausgebildet, in Abhängigkeit der detektierten Verschmutzung die Abdeckung anzutreiben. Somit wird sichergestellt, dass sich die Abdeckung nur dann bewegt, falls die Abdeckung im Bereich des Sende- und/oder Empfangsfensters eine Verschmutzung aufweist. Die Verschmutzung der Abdeckung wird dann durch die Zirkulation der Abdeckung von dem Sende- und/oder Empfangsfenster wegbewegt. Unnötig verbrauchte Antriebsleistung der wenigstens einen Antriebsmittels kann somit eingespart werden. Bei der Erfassungseinheit kann es sich beispielsweise um einen optischen Sensor, wie eine Kamera handeln. Alternativ ist das wenigstens eine Antriebsmittel dazu ausgebildet, die als hohlzylinderförmiger, transparenter Körper ausgebildete Abdeckung mit einer konstanten Geschwindigkeit kontinuierlich anzutreiben. Somit wird sichergestellt, dass eine mögliche Verschmutzung einer Oberfläche der Abdeckung sich nur für kurze Zeit vor dem Sende- und/oder Empfangsfenster befindet und dieses nicht dauerhaft blockiert.
Bevorzugt ist der Sensor als Lidarsensor und/oder als Kamera mit einer Rundumsicht ausgebildet. Speziell bei solchen sogenannten 360 Grad Lidarsensoren oder sogenannten LiCAM-Sensoren bietet eine transparente Abdeckung, welche die Sensoren seitlich in Empfangsrichtung und/oder Senderichtung vollständig umgibt, einen optimalen Schutz gegenüber äußeren Umgebungseinflüssen.
Bevorzugt ist auch das Gehäuse zylinderförmig ausgebildet und die als hohlzylinderförmiger, transparenter Körper ausgebildete Abdeckung bildet hierbei zumindest teilweise eine Außenwandung des Gehäuses aus. Durch die Integration der Abdeckung in das Gehäuse ergibt sich eine kompaktere Bauweise der Vorrichtung. In diesem Zusammenhang kann das Antriebsmittel zusätzlich dazu ausgebildet sein, die Abdeckung und das Gehäuse derart anzutreiben, dass die Abdeckung und das Gehäuse um den Sensor herum zirkuliert. In einer Alternative kann die Abdeckung drehbar in dem Gehäuse angeordnet sein, sodass weiterhin nur die Abdeckung um den Sensor herum zirkuliert.
Vorzugsweise umhüllt die als hohlzylinderförmiger, transparenter Körper ausgebildete Abdeckung das Gehäuse in Senderichtung und/oder Empfangsrichtung des Sensors seitlich vollständig. Hierbei zirkuliert die als hohlzylinderförmiger, transparenter Körper ausgebildete Abdeckung um das Gehäuse herum. In diesem Fall wird das Gehäuse seitlich von der Abdeckung vollständig gegenüber einem äußeren Umfeld des Sensors abgedeckt und somit gegenüber z.B. Steinschlägen geschützt. Das Gehäuse muss somit in diesem Bereich nicht so stabil ausgeführt sein, wie es zum Schutz des Sensors ohne Abdeckung nötig wäre.
Vorzugsweise ist das Antriebsmittel als eine mittels einem Motor angetriebene Antriebswelle ausgebildet. Diese angetriebene Antriebswelle ist hierbei derart mit der als hohlzylinderförmigen, transparenten Körper ausgebildeten Abdeckung verbunden, dass die Abdeckung abhängig von einer Drehung der Antriebswelle um den Sensor herum zirkuliert. Dies stellt eine Antriebsmöglichkeit dar, welche vergleichsweise einfach zu realisieren ist. Als Beispiele können hierbei Zahnradantriebe oder Zahnradantriebe genannt werden. Hierbei ist die Antriebswelle mittels einer Übertragungseinheit, insbesondere einem Zahnrad oder einem Zahnriemen, mit der als hohlzylinderförmigen, transparenter Körper ausgebildeten Abdeckung derart verbunden ist, dass ein von der Antriebswelle erzeugtes Drehmoment auf die als hohlzylinderförmigen, transparenter Körper ausgebildeten Abdeckung übertragen wird. Alternativ kann das Antriebsmittel als eine von einer Flüssigkeit durchströmte Leitung, insbesondere Wasserleitung, ausgebildet sein. Hierbei wirkt die von der Flüssigkeit durchströmte Leitung derart mit der als hohlzylinderförmigen, transparenten Körper ausgebildeten Abdeckung zusammen, dass die Abdeckung abhängig von einer Strömungsrichtung der Flüssigkeit um den Sensor herum zirkuliert. Die Leitung kann hierbei beispielsweise derart um die Abdeckung herum angeordnet sein, dass die strömende Flüssigkeit eine Reibkraft auf die Abdeckung erzeugt. Die Flüssigkeit wird hierbei insbesondere mittels Düsen in die Leitung gespritzt, um einen Wasserdruck zu erzeugen, welcher stark genug ist, um die Abdeckung anzutreiben.
Vorzugsweise weist die Vorrichtung zusätzlich wenigstens ein erstes Reinigungsmittel auf, welches dazu ausgebildet ist, eine mögliche Verschmutzung der als hohlzylinderförmiger, transparenter Körper ausgebildeten Abdeckung einseitig oder beidseitig zu entfernen. Somit wird beispielsweise vermieden, dass eine mögliche Verschmutzung einer Oberfläche der Abdeckung das Sende-und/oder Empfangsfenster des Sensors blockiert. Bevorzugt steht das wenigstens eine erste Reinigungsmittel hierbei derart in Reibkontakt mit der als hohlzylinderförmiger, transparenter Körper ausgebildeten Abdeckung, dass eine mögliche Verschmutzung der als hohlzylinderförmiger, transparenter Körper ausgebildeten Abdeckung einseitig oder beidseitig abgestreift wird. Somit muss das Zirkulieren der Abdeckung nicht unterbrochen werden, um die Verschmutzung zu beseitigen, sondern die Verschmutzung kann während der Bewegung der Abdeckung von einem feststehenden Reinigungsmittel beseitigt werden. Bevorzugt handelt es sich bei dem wenigstens einen, ersten Reinigungsmittel um eine Gummilippe, ähnlich wie bei einem feststehenden Scheibenwischer. Durch die Elastizität der Gummilippe wird eine Beschädigung der Abdeckung während des Reibkontakts verhindert. Optional weist die Vorrichtung zusätzlich wenigstens ein zweites Reinigungsmittel auf, welches vorzugsweise als eine Dampfdüse ausgebildet ist. Diese wenigstens eine Dampfdüse ist dazu ausgebildet, die als hohlzylinderförmiger, transparenter Körper ausgebildete Abdeckung einseitig oder beidseitig mit einem Dampf, beispielsweise Wasserdampf, zu bedampfen. Somit ergibt sich in Kombination mit dem zuvor beschriebenen, als Gummilippe ausgebildeten Reinigungsmittel eine sehr effiziente Reinigungsmöglichkeit für die Abdeckung. Der Dampf weicht die Verschmutzung auf der Oberfläche der Abdeckung auf und die Gummilippe streift die Verschmutzung anschließend ab.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Beseitigung einer Verschmutzung einer als hohlzylinderförmiger, transparenter Körper, insbesondere Glaskörper oder Kunststoffkörper, ausgebildeten Abdeckung. Die Abdeckung ist hierbei zum Abdecken wenigstens eines innerhalb eines Gehäuses angeordneten Sensors gegenüber einem äußeren Umfeld des Sensors ausgebildet. In einem ersten Verfahrensschritt wird hierbei die als hohlzylinderförmiger, transparenter Körper ausgebildete Abdeckung mittels wenigstens eines Antriebsmittels derart angetrieben, dass die Abdeckung um den Sensor herum zirkuliert. In einem folgenden Verfahrensschritt wird in Abhängigkeit der Zirkulation der Abdeckung, einseitig oder beidseitig die Verschmutzung mittels wenigstens eines Reinigungsmittels abgestreift. Das Reinigungsmittel steht hierbei in Reinkontakt mit der Abdeckung. Somit wird eine hohe Sensorverfügbarkeit garantiert.
Vorzugsweise wird in einem weiteren Verfahrensschritt eine äußere Oberfläche der als hohlzylinderförmiger, transparenter Körper ausgebildeten Abdeckung erfasst. In einem folgenden Verfahrensschritt wird in Abhängigkeit der erfassten, äußeren Oberfläche der Abdeckung eine Verschmutzung der äußeren Oberfläche der Abdeckung detektiert. Darauf folgend wird die Abdeckung in Abhängigkeit der detektierten Verschmutzung mittels des wenigstens einen Antriebsmittels derart angetrieben, dass die Abdeckung um den Sensor herum zirkuliert. Somit wird sichergestellt, dass die Abdeckung nur zirkuliert, falls eine Verschmutzung auf der äußeren Oberfläche vorliegt.
Figurenliste

1 zeigt eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
2 zeigt die erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, angeordnet an einem Fahrzeug.
3 zeigt eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
4 zeigt einen innerhalb eines Gehäuses angeordneten Sensor der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
5 zeigt eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
6 zeigt eine erste Möglichkeit der Ausbildung einer Antriebseinheit zum Antreiben der Abdeckung.
7 zeigt eine zweite Möglichkeit der Ausbildung einer Antriebseinheit zum Antreiben der Abdeckung.
8 zeigt eine dritte Möglichkeit der Ausbildung einer Antriebseinheit zum Antreiben der Abdeckung.
9 zeigt eine vierte Möglichkeit der Ausbildung einer Antriebseinheit zum Antreiben der Abdeckung.
10 zeigt eine fünfte Möglichkeit der Ausbildung einer Antriebseinheit zum Antreiben der Abdeckung.
11 zeigt eine Ausführungsform eines dritten Reinigungsmittels zur einseitigen oder beidseitigen Reinigung der als hohlzylinderförmiger, transparenter Körper ausgebildeten Abdeckung.
12 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Beseitigung einer Verschmutzung einer als hohlzylinderförmiger, transparenter Körper ausgebildeten Abdeckung.

Ausführungsbeispiele der Erfindung
1 zeigt einen Querschnitt einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1a, die zur Umfelderfassung beispielsweise eines Fahrzeugs ausgebildet ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1a weist hierbei einen Sensor 10 auf, welcher innerhalb eines in diesem Querschnitt nicht dargestellten Gehäuses angeordnet ist. Zudem weist die Vorrichtung 1a eine als hohlzylinderförmiger, transparenter Körper ausgebildete Abdeckung 20 auf, welcher den Sensor gegenüber einer äußeren Umgebung 17 des Sensors 10 abdeckt. Somit wird verhindert, dass seitlich eine Verschmutzung 70, wie beispielsweise Staub oder Schmutz in das Gehäuse 10 gelangen kann. Bei dem hohlyzlinderförmigen, transparenten Körper kann es sich beispielsweise um einen hohlzylinderförmigen, transparenten Glaskörper oder Kunststoffkörper handeln. Zusätzlich weist die Vorrichtung 1a ein in dieser Schnittdarstellung nicht dargestelltes Antriebsmittel auf, welches dazu ausgebildet ist, die Abdeckung derart anzutreiben, dass die Abdeckung 20 um den Sensor 10 in einer Drehrichtung 40 herum zirkuliert.
Der Sensor 10 kann in dieser ersten Ausführungsform als Lidar-Sensor und/oder als Kamera mit einer Rundumsicht ausgebildet sein. Hierzu kann der Sensor 10 beispielsweise in einer Drehrichtung 41 derart rotieren, dass Sensorsignale in einem 360 Grad Winkel empfangen und/oder ausgesendet werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1a weist in dieser ersten Ausführungsform zusätzlich zwei erste Reinigungsmittel 30a und 30b, welche außerhalb der Abdeckung 20 angeordnet sind. Diese zwei ersten Reinigungsmittel 30a und 30b stehen derart in Reibkontakt mit der Abdeckung 20, dass eine mögliche Verschmutzung auf einer äußeren Oberfläche 36 einer Außenseite der Abdeckung 20 abgestreift wird. In dieser ersten Ausführungsform weist die Vorrichtung 1a zwei weitere erste Reinigungsmittel 31a und 31b auf, welche innerhalb der Abdeckung 20 angeordnet sind. Diese zwei ersten Reinigungsmittel 31a und 31b stehen derart in Reibkontakt mit der Abdeckung 20, dass eine mögliche Verschmutzung auf einer äußeren Oberfläche 35 einer Innenseite der Abdeckung 20 abgestreift wird.
Zusätzlich weist die Vorrichtung 1a hierbei zwei zweite Reinigungsmittel 50a und 50b auf, die jeweils die Form einer Dampfdüse aufweisen und außerhalb der Abdeckung 20 angeordnet sind. Diese zwei Dampfdüsen sind dazu ausgebildet ist, eine äußere Oberfläche 36 der Außenseite der Abdeckung 20 mit einem Dampf 55a und 55b, beispielsweise Wasserdampf, zu bedampfen. Der Dampf wird hierbei beispielsweise in einem mit der Dampfdüse verbundenen Dampfdruckkessel erzeugt. In dieser ersten Ausführungsform weist die Vorrichtung 1a zusätzlich zwei weitere zweite Reinigungsmittel 51a und 51b auf, die ebenfalls jeweils die Form einer Dampfdüse aufweisen und hierbei innerhalb der Abdeckung 20 angeordnet sind. Diese zwei weiteren Dampfdüsen sind dazu ausgebildet, eine äußere Oberfläche 35 einer Innenseite der Abdeckung 20 mit einem Dampf 56a und 56b, beispielsweise Wasserdampf, zu bedampfen. Somit kann zunächst eine mögliche Verschmutzung der Abdeckung 30 beidseitig mittels des Dampfs aufgeweicht werden und folgend von den ersten Reinigungsmitteln 30a, 30b, 31a und 31c abgestreift werden.
Die Vorrichtung 1a weist in dieser ersten Ausführungsform zusätzlich zwei Erfassungseinheiten 60a und 60b, wie beispielsweise eine Kamera auf. Diese Erfassungseinheiten 60a und 60b sind dazu ausgebildet, eine Verschmutzung 70 der Abdeckung 20 zu detektieren. In dieser Ausführungsform sind die Erfassungseinheiten 60a und 60b dazu ausgebildet, eine Verschmutzung 70 auf der äußeren Oberfläche 36 der Außenseite der Abdeckung 20 zu detektieren.
Eine solche Verschmutzung 70 kann die Verfügbarkeit des Sensors 10 einschränken. In Abhängigkeit einer detektierten Verschmutzung 70 ist das in dieser Darstellung nicht dargestellte wenigstens eine Antriebsmittel dazu ausgebildet, die Abdeckung 20 entsprechend anzutreiben.
Alternativ ist das in dieser Darstellung nicht gezeigte Antriebsmittel dazu ausgebildet, die Abdeckung 20 mit einer konstanten Geschwindigkeit kontinuierlich anzutreiben.
2 zeigt die erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1a in einer Seitenansicht, angeordnet auf einem Dach 81 eines Fahrzeugs 80. In dieser ersten Ausführungsform ist das Gehäuse 25 zylinderförmig ausgebildet und die als hohlzylinderförmiger, transparenter Körper ausgebildete Abdeckung 20 in das Gehäuse 25 integriert. Die Abdeckung 20 bildet hierbei eine Außenwandlung des Gehäuses 25 aus. Das Gehäuse 25 selbst weist eine obere Deckfläche 25 auf, sodass eine Verschmutzung auch nicht von oben den innerhalb des Gehäuses 25 angeordneten Sensor 10 erreichen kann. Hierbei kann auch das Gehäuse 25 mit der oberen Deckfläche 26 transparent ausgebildet sein. Das Gehäuse 25 rotiert bei einer Zirkulation der Abdeckung 20 um den Sensor 10 ebenfalls in der Drehrichtung 40. Die Abdeckung 20 ist in dieser ersten Ausführungsform derart in das Gehäuse 25 integriert, dass das Gehäuse 25 seitlich vollständig transparent ausgebildet ist. Es ergibt sich somit ein einziges, seitliches 360 Grad Sendefenster und/oder Empfangsfenster des innerhalb des Gehäuses 25 angeordneten Sensors 10.
3 zeigt einen Querschnitt einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1b. Hierbei umhüllt die als hohlzylinderförmiger, transparenter Körper, insbesondere Glaskörper oder Kunststoffkörper ausgebildete Abdeckung 21 im Unterschied zu der ersten Ausführungsform das Gehäuse 12 seitlich vollständig. Die Abdeckung 21 zirkuliert in diesem Fall in der Drehrichtung 40 um das Gehäuse und den innerhalb des Gehäuses angeordneten Sensor 11 herum.
Das Gehäuse weist hierbei eine Öffnung 27 auf, welche als Sendefenster und/oder Empfangsfensters 28 des Sensors 11 ausgebildet ist. Die Abdeckung 21 ist hierbei dazu ausgebildet, das Sendefenster und/oder Empfangsfenster 28 des Sensors 11 gegenüber einem äußeren Umfeld 16 des Gehäuses 12 abzudecken. Die Erfassungseinheit 60a, welche beispielsweise eine Kamera darstellt, ist dazu ausgebildet, eine Verschmutzung 70 einer äußeren Oberfläche 38 einer Außenseite der Abdeckung 30 zu detektieren. In dieser Ausführungsform ist die Erfassungseinheit 60a dazu ausgebildet, eine Verschmutzung auf der Abdeckung 20 vor der Öffnung 27 des Sensors 11 zu detektieren. Eine solche Verschmutzung kann die Verfügbarkeit des Sensors 11 einschränken. In Abhängigkeit einer detektierten Verschmutzung ist das in dieser Darstellung nicht gezeigte wenigstens eine Antriebsmittel dazu ausgebildet, die Abdeckung 30 entsprechend anzutreiben. Eine Verschmutzung würde somit von der Öffnung 27 und damit von dem Sende- und/oder Empfangsfensters 28 des Sensors 10 wegbewegt werden.
Das Gehäuse 12 kann hierbei starr, also nicht bewegbar ausgeführt sein. In diesem Fall besitzt der Sensor 11 nur einen eingeschränkten Sichtbereich, da sich das Sendefenster und/oder Empfangsfenster 28 ebenfalls nicht bewegt. In einer alternativen Ausgestaltung kann das Gehäuse 12 jedoch zusammen mit dem Sensor 11 derart drehbar gelagert sein, dass es mittels eines hier nicht dargestellten Motors angetrieben, in einer Drehrichtung 43 rotieren kann. Somit könnte auch hier eine 360 Grad Rundumsicht für den Sensor 12, welcher als Lidarsensor und/oder Kamera ausgebildet sein kann, erreicht werden.
4 zeigt eine mögliche Ausführung des in der zweiten Ausführungsform verwendeten Sensors 12. Der Sensor 12 ist hierbei innerhalb des Gehäuses 25 angeordnet. Das Gehäuse 25 wiederum ist drehbar oder starr auf einer Plattform 51 gelagert.
5 zeigt einen Querschnitt einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1c. Im Unterschied zu den zuvor beschriebenen Ausführungsformen der Vorrichtung 1a und 1b ist hierbei eine als hohlzylinderförmiger, transparenter Körper ausgebildete Abdeckung 22 zumindest teilweise innerhalb eines Gehäuses 14 angeordnet, innerhalb dessen ein Sensor 13 angeordnet ist. Die Abdeckung 22 ist zumindest teilweise in eine Öffnung 33 des Gehäuses 14 angeordnet, welche als Sendefenster und/oder Empfangsfenster 33 des Sensors 13 ausgebildet ist. Ebenfalls sind im Randbereich der Öffnung 33 zwei erste Reinigungseinheiten 31a und 31b angeordnet und stehen mit der Abdeckung 22 in Reinkontakt. Während der Zirkulation der Abdeckung 22 um den innerhalb des Gehäuses 14 angeordneten Sensor 13 wird somit eine mögliche Verschmutzung abgestreift.
6 zeigt eine erste Möglichkeit der Ausbildung einer Antriebseinheit 83a, welche dazu ausgebildet ist, die Abdeckung 23 derart anzutreiben, dass die Abdeckung um einen hier nicht dargestellten Sensor herum zirkuliert. Die Antriebseinheit 83a ist hierbei als eine mittels einem Motor 52a angetriebene Antriebswelle 65a ausgebildet. Die angetriebene Antriebswelle ist über eine Übertragungseinheit welche hierbei als Zahnriemen ausgebildet ist mit der als hohlzylinderförmigen, transparenten Körper ausgebildeten Abdeckung verbunden. Bei einer Drehung der Antriebswelle wird der Zahnriehmen mitbewegt, sodass die Abdeckung, welche mit dem Zahnriemen verbunden ist, abhängig von einer Drehung der Antriebswelle um den hier nicht dargestellten Sensor herum zirkuliert. Für die Drehung der Abdeckung um eine Mittelachse der Abdeckung, sind bei dieser Ausführung zwei Lagerungen 48a und 48b, beispielsweise als Kugellager ausgebildet, vorgesehen. Um zu verhindern, dass von oben keine Verschmutzung in den inneren Bereich der Abdeckung 23 eindringen kann, ist hierbei eine obere Deckplatte 72 vorgesehen.
7 zeigt eine zweite Möglichkeit der Ausbildung einer Antriebseinheit 83b, welche dazu ausgebildet ist, die Abdeckung 23 derart anzutreiben, dass die Abdeckung 23 um einen hier nicht dargestellten Sensor herum zirkuliert. Im Unterschied zu der Ausführung aus 6 ist hierbei die angetriebene Antriebswelle 65b über eine Übertragungseinheit 61b, welche als Zahnrad ausgebildet ist mit einem weiteren Zahnrad 61a verbunden. Das weitere Zahnrad 61a ist hierbei auf einer Außenseite der Abdeckung 23 angeordnet. Die Zahnräder 61a und 61b stehen hierbei so in Eingriff, dass bei bei einer Drehung der Antriebswelle und somit des Zahnrads 61b auch das weitere Zahnrad 61a bewegt wird.
8 zeigt eine dritte Möglichkeit der Ausbildung einer Antriebseinheit 79, welche dazu ausgebildet ist, die Abdeckung 24 derart anzutreiben, dass die Abdeckung 23 um einen hier nicht dargestellten Sensor herum zirkuliert. Die Antriebswelle 65c verläuft hierbei zentrisch durch eine drehbar gelagerte Plattform 97 und bringt diese zum Rotieren. Auf der Plattform 97 ist mittels drei Stützstellen 73a, 73b und 73 c die Abdeckung 24 befestigt. Dreht sich die Plattform 97, so dreht sich ebenfalls die Abdeckung 24 um ihre Mittelachse 45.
9 zeigt eine vierte Möglichkeit der Ausbildung einer Antriebseinheit 96, welche dazu ausgebildet ist, die Abdeckung 24 derart anzutreiben, dass die Abdeckung 23 um einen hier nicht dargestellten Sensor herum zirkuliert. Hierbei ist eine Welle 99 mittels einer Aufhängung 86a mit einer drehbaren Plattform 83 verbunden. Das andere Ende der Welle 99 ist mittels eines Gelenks 86b in einer Führungsschiene 69 gelagert. Die Welle wird nun über das Gelenk 86b in der Führungsschiene 69 transversal vor- und zurückbewegt, sodass die Plattform 83 gedreht wird. Die Abdeckung 29 ist mit der Plattform 83 befestigt, sodass sich diese ebenfalls dreht.
10 zeigt ein drittes Reinigungsmittel, welches dazu ausgebildet ist, eine mögliche Verschmutzung der als hohlzylinderförmiger, transparenter Körper ausgebildeten Abdeckung 24 einseitig oder beidseitig zu entfernen. Hierbei wird ein stationärer Auslass 47 verwendet, die Abdeckung 24 mit einer Flüssigkeit 46 zu benetzen. Zirkuliert hierbei die Abdeckung um ihre Mittelachse 45, so kommt es zwischen der Abdeckung 24 und den Gummilippen 30c und 30d zu Reibkontakt und die benetzte Abdeckung wird somit gereinigt. Die Flüssigkeit 46 kann in einer zentral angeordneten Hohlwelle 98 zu dem Auslass 47 geleitet werden.
11 zeigt eine sechste Möglichkeit zur Ausbildung einer Antriebseinheit 93. Hierbei wird eine Flüssigkeit 92 mittels Düsen 79 in eine Leitung 94 gespritzt. Innerhalb der Leitung strömt die die Flüssigkeit 92 in einer bestimmten Strömungsrichtung 77. Die Leitung 94 läuft außen um die Abdeckung 24 derart herum, dass die strömende Flüssigkeit in Reinkontakt mit der Abdeckung 24 kommt und somit die Abdeckung 24 antreibt.
12 stellt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Beseitigung einer Verschmutzung einer als hohlzylinderförmiger, transparenter Körper, insbesondere Glaskörper oder Kunststoffkörper, ausgebildeten Abdeckung in Form eines Ablaufdiagramms dar. Die Abdeckung ist hierbei zum Abdecken wenigstens eines innerhalb eines Gehäuses angeordneten Sensors, beispielsweise eines Umfeldsensors, gegenüber einem äußeren Umfeld des Sensors ausgebildet.
In einem Verfahrensschritt 130 wird die Abdeckung mittels wenigstens eines Antriebsmittels derart angetrieben, dass die Abdeckung um den Sensor herum zirkuliert. Während der Zirkulation der Abdeckung kommt es dann im folgenden Verfahrensschritt 150 zu einem Reibkontakt zwischen der Abdeckung und dem wenigstens einen ersten Reinigungsmittel, wobei die Verschmutzung mittels des wenigstens einen ersten Reinigungsmittels einseitig oder beidseitig abgestreift wird.
In einem optionalen Verfahrensschritt 100 wird zunächst eine äußere Oberfläche der als hohlzylinderförmiger, transparenter Körper ausgebildeten Abdeckung erfasst. In einem darauf folgenden Verfahrensschritt 110 wird geprüft, ob eine Verschmutzung der erfassten, äußeren Oberfläche detektiert werden kann. Wird keine Verschmutzung detektiert, so beginnt das Verfahren vor vorne oder wird alternativ beendet. Wird eine Verschmutzung detektiert, so wird in dem folgenden Verfahrensschritt 130 die Abdeckung mittels des wenigstens einen Antriebsmittels derart angetrieben, dass die Abdeckung um den Sensor herum zirkuliert.
Optional wird in einem auf den Verfahrensschritt 110 folgenden Verfahrensschritt 120 zusätzlich Dampf, wie beispielsweise Wasserdampf einseitig oder beidseitig auf die Abdeckung mittels wenigstens eines zweiten Reinigungsmittels gespritzt. Das Reinigungsmittel ist hierbei als Dampfdüse ausgebildet. So kann die Verschmutzung zunächst auf der Abdeckung aufgeweicht werden, bevor sie dann abgestreift wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

GB 2535862 A [0002, 0003]

Claims

Vorrichtung (1a, 1b, 1c), ausgebildet zur Umfelderfassung, insbesondere zur Umfelderfassung eines Fahrzeugs (80), aufweisend - wenigstens einen, innerhalb eines Gehäuses (12, 14, 25) angeordneten Sensor (10, 11, 13), insbesondere einen Umfeldsensor, und - eine Abdeckung (20, 21, 22, 23, 24), ausgebildet zum Abdecken des wenigstens einen Sensors (10, 11, 13) gegenüber einem äußeren Umfeld (17) des Sensors (10, 11, 13), und - wenigstens ein Antriebsmittel (79, 83a, 83b, 93, 96), ausgebildet die Abdeckung (20, 21, 22, 23, 24) derart anzutreiben, dass die Abdeckung (20, 21, 22,23, 24) um den Sensor (10, 11, 13) herum zirkuliert, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (20, 21, 22) als hohlzylinderförmiger, transparenter Körper, insbesondere Glaskörper oder Kunststoffkörper ausgebildet ist.
Vorrichtung (1a, 1b, 1c) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (12, 14, 25) wenigstens eine Öffnung (27, 33) aufweist, welche als Sendefenster und/oder (28, 34) des Sensors (10, 11, 13) ausgebildet ist, wobei die als hohlzylinderförmiger, transparenter Körper ausgebildete Abdeckung (20, 21, 22, 23, 24) zusätzlich dazu ausgebildet ist, das wenigstens eine Sendefenster und/oder Empfangsfenster (28, 34) des wenigstens einen Sensors (10, 11, 13), gegenüber einem äußeren Umfeld (16) des Gehäuses (12, 14, 25) abzudecken.
Vorrichtung (1a, 1b, 1c) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1a, 1b, 1c) zusätzlich wenigstens eine Erfassungseinheit (60a, 60b) aufweist, wobei die wenigstens eine Erfassungseinheit (60a, 60b) dazu ausgebildet ist, eine Verschmutzung (70) der als hohlzylinderförmiger, transparenter Körper ausgebildeten Abdeckung (20, 21, 22, 23, 24) im Bereich der wenigstens einen Öffnung (27, 33) des Gehäuses (12, 14, 25) zu detektieren, wobei das wenigstens eine Antriebsmittel (79, 83a, 83b, 93, 96) dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit der detektierten Verschmutzung (70) die Abdeckung (20, 21, 22, 23, 24) anzutreiben.
Vorrichtung (1a, 1b, 1c) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Antriebsmittel (79, 83a, 83b, 93, 96) dazu ausgebildet ist, die als hohlzylinderförmiger, transparenter Körper ausgebildete Abdeckung (20, 21, 22, 23, 24) mit einer konstanten Geschwindigkeit kontinuierlich anzutreiben.
Vorrichtung (1a, 1b, 1c) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (10, 11, 13) als Lidarsensor und/oder als Kamera mit einer Rundumsicht ausgebildet ist.
Vorrichtung (1a, 1b, 1c) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (12, 14, 25) zylinderförmig ausgebildet ist und die als hohlzylinderförmiger, transparenter Körper ausgebildete Abdeckung (20, 21, 22, 23, 24) zumindest teilweise eine Außenwandung des Gehäuses (12, 14, 25) ausbildet.
Vorrichtung (1a, 1b, 1c) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die als hohlzylinderförmiger, transparenter Körper ausgebildete Abdeckung (20, 21, 22, 23, 24) das Gehäuse (12, 14, 25) in Senderichtung und/oder Empfangsrichtung des Sensors (10, 11, 13) seitlich vollständig umhüllt, und die als hohlzylinderförmiger, transparenter Körper ausgebildete Abdeckung (20, 21, 22, 23, 24) um das Gehäuse (12, 14, 25) herum zirkuliert.
Vorrichtung (1a, 1b, 1c) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsmittel (79, 83a, 83b, 93, 96) als eine mittels einem Motor (52a, 52b) angetriebene Antriebswelle (65a, 65b, 65c) ausgebildet ist, wobei die angetriebene Antriebswelle (65a, 65b, 65c, 93) derart mit der als hohlzylinderförmigen, transparenten Körper ausgebildeten Abdeckung (20, 21, 22, 23, 24) verbunden ist, dass die Abdeckung (20, 21, 22, 23, 24) abhängig von einer Drehung der Antriebswelle (65a, 65b, 65c) um den Sensor (10, 11, 13) herum zirkuliert.
Vorrichtung (1a, 1b, 1c) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsmittel (79, 83a, 83b, 93, 96) als eine von einer Flüssigkeit (92) durchströmte Leitung (94), insbesondere Wasserleitung, ausgebildet ist, wobei die Leitung (94) derart mit der als hohlzylinderförmigen, transparenten Körper ausgebildeten Abdeckung (20, 21, 22, 23, 24) zusammenwirkt, dass die Abdeckung (20, 21, 22, 23, 24) abhängig von einer Strömungsrichtung (77) der Flüssigkeit (92) um den Sensor (10, 11, 13) herum zirkuliert.
Vorrichtung (1a, 1b, 1c) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1a, 1b, 1c) zusätzlich wenigstens ein erstes Reinigungsmittel (30a, 30b, 30c, 31a, 31b) aufweist, wobei das erste Reinigungsmittel (30a, 30b, 30c, 31a, 31c) dazu ausgebildet ist, eine mögliche Verschmutzung (70) der als hohlzylinderförmiger, transparenter Körper ausgebildeten Abdeckung (20, 21, 22) einseitig oder beidseitig zu entfernen.
Vorrichtung (1a, 1b, 1c) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine erste Reinigungsmittel (30a, 30b, 30c, 31a, 31b) derart in Reibkontakt mit der als hohlzylinderförmiger, transparenter Körper ausgebildeten Abdeckung (20, 21, 22, 23, 24) steht, dass eine mögliche Verschmutzung (70) der Abdeckung (20, 21, 22, 23, 24) einseitig oder beidseitig abgestreift wird.
Vorrichtung (1a, 1b, 1c) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine erste Reinigungsmittel (30a, 30b, 30c, 31a, 31b) als feststehende Gummilippe ausgebildet ist.
Vorrichtung (1a, 1b, 1c) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1a, 1b, 1c) zusätzlich wenigstens ein zweites Reinigungsmittel (60a, 60b) aufweist, wobei das wenigstens eine zweite Reinigungsmittel (60a, 60b) als eine Dampfdüse ausgebildet ist, wobei die Dampfdüse dazu ausgebildet ist, die als hohlzylinderförmiger, transparenter Körper ausgebildete Abdeckung (20, 21, 22, 23, 24) einseitig oder beidseitig mit einem Dampf (55a, 55b), insbesondere Wasserdampf, zu bedampfen.
Verfahren zur Beseitigung einer Verschmutzung (70) einer als hohlzylinderförmiger, transparenter Körper, insbesondere Glaskörper oder Kunststoffkörper, ausgebildeten Abdeckung (20, 21, 22, 23, 24), wobei die Abdeckung (20, 21, 22, 23, 24) zum Abdecken wenigstens eines innerhalb eines Gehäuses (12, 14, 25) angeordneten Sensors (10, 11, 13), insbesondere eines Umfeldsensors, gegenüber einem äußeren Umfeld (17) des Sensors (10, 11, 13) ausgebildet ist, wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte aufweist: - Antreiben (130) der als hohlzylinderförmiger, transparenter Körper ausgebildeten Abdeckung (20, 21, 22, 23, 24) mittels wenigstens eines Antriebsmittels (79, 83a, 83b, 93, 96) derart, dass die als hohlzylinderförmiger, transparenter Körper, insbesondere Glaskörper oder Kunststoffkörper ausgebildete Abdeckung (20, 21, 22, 23, 24) um den Sensor (10, 11, 13) herum zirkuliert, - Einseitiges oder beidseitiges Abstreifen (150) der Verschmutzung (70) mittels wenigstens eines ersten Reinigungsmittels (50a, 50b) in Abhängigkeit der Zirkulation der als hohlzylinderförmiger, transparenter Körper ausgebildeten Abdeckung (20, 21, 22, 23, 24), wobei das erste Reinigungsmittel (50a, 50b) hierbei in Reibkontakt mit der Abdeckung (20, 21, 22, 23, 24) steht.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden zusätzlichen Verfahrensschritte aufweist: - Erfassen (100) einer äußeren Oberfläche (35, 36, 38) der als hohlzylinderförmiger, transparenter Körper ausgebildeten Abdeckung (20, 21, 22, 23, 24), und - Detektion (110) einer Verschmutzung (70) der äußeren Oberfläche (35, 36, 38) der Abdeckung (20, 21, 22, 23, 24) in Abhängigkeit der erfassten, äußeren Oberfläche (35, 36, 38) der Abdeckung (20, 21, 22, 23, 24), und - Antreiben (130) der Abdeckung (20, 21, 22) in Abhängigkeit einer detektierten Verschmutzung (70) der äußeren Oberfläche (35, 36, 38) der Abdeckung (20, 21, 22, 23, 24) mittels des wenigstens eines Antriebsmittels (79, 83a, 83b, 93, 96) derart, dass die Abdeckung (20, 21, 22, 23, 24) um den Sensor (10, 11, 13) herum zirkuliert.