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Technisches Gebiet
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Die Offenbarung betrifft Beschränkung der Bewegung einer Tür eines Fahrzeugs.
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Hintergrund
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Insbesondere in Garagen und anderen Innenparkumgebungen kann ein Kofferraumdeckel bzw. eine Hecktür eines Fahrzeugs mit einem motorgetriebenen Hecktüröffnungsmechanismus beschädigt werden, wenn die Hecktür beispielsweise mit einem Hindernis, z. B. einem Objekt, das von der Decke abgehängt ist, kollidiert. Dies kann auch die Hecktür und/oder den motorgetriebenen Hecktüröffnungsmechanismus beschädigen.
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Die Offenbarung der Patentveröffentlichung der Vereinigten Staaten von Amerika mit der Nummer
US20130314503A1 offenbart ein Verfahren und ein System zur Verhinderung einer Türöffnung auf Grundlage der Detektion eines bewegten Objekts. Insbesondere offenbart das Dokument ein Visionssystem, das einen sich am Heck und an der Seite befindlichen und sich dem Heck und der Seite des geparkten oder bewegungslosen Testfahrzeugs annähernden Fahrradfahrer detektiert. Das System kann den Fahrer und/oder Passagier des Fahrzeugs warnen, die Tür an der Seite des Fahrzeugs nicht zu öffnen oder kann zeitweilig die Fahrzeugtür verriegeln oder Öffnen von dieser an der Seite des Fahrzeugs beschränken, bis das detektierte Objekt die Tür passiert hat und keine potentielle Aufprallbedrohung mehr vorliegt.
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Allerdings lässt das oben erwähnte Dokument eine Lösung vermissen, da die obige Offenbarung das Öffnen der Tür vollkommen beschränkt oder verhindert. Dies kann für einen Benutzer eines Fahrzeugs besonders frustrierend sein, wenn eine motorgetriebene Tür bei Vorhandensein eines Hindernisses an jeglicher Öffnung gehindert wird. Daher besteht Bedarf an einem Verfahren und einem System, welches zumindest das teilweise Öffnen einer Tür eines Fahrzeugs zulässt, selbst wenn ein Hindernis detektiert wird. Das heißt, dass die Tür in dem Maße teilweise geöffnet wird, dass die Tür nicht mit dem Hindernis kollidiert.
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Es ist eine Aufgabe, ein System und ein Verfahren zur Steuerung einer automatischen Türöffnung zum Überwinden von mindestens einem der oben erwähnten Probleme bereitzustellen.
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Kurzdarstellung
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung richten sich auf ein Verfahren und ein System zur Beschränkung der Bewegung einer Tür eines Fahrzeugs, wie sie in den angehängten Ansprüchen dargelegt sind. Bei einer Ausführungsform beginnt das Verfahren zur Beschränkung der Bewegung einer Tür eines Fahrzeugs mit Empfangen eines Signals, die Tür des Fahrzeugs zu öffnen. Als Reaktion auf das Signal in Betrieb setzen eines Aktuators, um die Tür des Fahrzeugs zu öffnen. Sobald der Aktuator in Betrieb gesetzt ist, kontinuierliches Überwachen der Position der Tür relativ zu einer dreidimensionalen Karte entlang des Bewegungswegs der Tür des Fahrzeugs. Ferner umfasst das Verfahren Vorhersagen einer Kollision der Tür mit einem detektierten Hindernis entlang des Bewegungswegs der Tür auf der Grundlage der dreidimensionalen Karte und außer Betrieb nehmen des Aktuators, um die Kollision zu verhindern oder Einsetzen einer Türbremse, um die Kollision zu verhindern. Das obige Überwachen der Position der Tür und die Vorhersage einer Kollision umfassen Bestimmen eines Maximalausmaßes, bis zu dem die Tür geöffnet werden könnte, ohne mit einem Objekt auf der dreidimensionalen Karte zu kollidieren, unter Verwendung von simultanen Lokalisierungs- und Kartierungstechniken/-algorithmen.
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Die oben erwähnte Erstellung der dreidimensionalen Karte basiert auf Bildern, die durch mindestens eine Fischaugenkamera aufgenommen wurden. Auch wird die dreidimensionale Karte durch Nachschlagen von zuvor gespeicherten dreidimensionalen Karten, die auf der Position und Orientierung des Fahrzeugs basieren, erstellt.
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Das System zur Beschränkung der Bewegung einer Tür eines Fahrzeugs umfasst einen Aktuator und einen betriebsfähig mit dem Aktuator gekoppelten Prozessor. Der Prozessor ist ausgelegt zum Empfangen eines Signals, die Tür des Fahrzeugs zu öffnen, und, als Reaktion auf das Signal, in Betrieb setzen des Aktuators, um die Tür des Fahrzeugs zu öffnen. Der Prozessor ist ferner ausgelegt zum Überwachen der Position der Tür relativ zu einer dreidimensionalen Karte entlang des Bewegungswegs der Tür des Fahrzeugs. Der Prozessor ist, basierend auf dem Überwachen, ausgelegt zum Vorhersagen einer Kollision der Tür mit einem detektierten Hindernis entlang des Bewegungswegs der Tür auf der Grundlage der dreidimensionalen Karte. Ferner setzt der Prozessor den Aktuator präemptiv außer Betrieb, um die Kollision zu verhindern, oder setzt eine Türbremse ein, um die Kollision zu verhindern.
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Das System umfasst ferner eine oder mehrere Fischaugenkameras, wobei die Fischaugenkameras betriebsfähig mit dem Prozessor gekoppelt sind und der Prozessor ferner ausgelegt ist zum Erstellen der dreidimensionalen Karte auf Grundlage eines oder mehrerer durch die Fischaugenkameras aufgenommener Bilder.
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Das System umfasst ferner einen Speicher, einen Standorts- und Orientierungssensorverfolger, wobei der Speicher, der Standorts- und Orientierungsverfolger betriebsfähig mit dem Prozessor gekoppelt sind. Der Speicher zum Speichern dreidimensionaler Karten und der Prozessor sind ferner ausgelegt zum Erstellen der dreidimensionalen Karte durch Nachschlagen der gespeicherten dreidimensionalen Karten, die auf einem Standort und einer Orientierung des Fahrzeugs basieren, die von dem Standorts- und Orientierungsverfolger empfangen wurden.
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Das Überwachen der Position der Tür durch den Prozessor und die Vorhersage einer Kollision durch den Prozessor umfassen Bestimmen durch den Prozessor eines Maximalausmaßes, bis zu dem die Tür geöffnet werden könnte, ohne mit einem Objekt auf der dreidimensionalen Karte zu kollidieren, unter Verwendung von simultanen Lokalisierungs- und Kartierungsalgorithmen/-techniken.
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Die Tür des Fahrzeugs kann eine Türbremse umfassen, die ausgelegt ist zum in Betrieb setzen, wenn eine Kollision vorhergesagt wird, um eine Beschädigung an der Tür zu verhindern.
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Figurenliste
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Die Erfindung wird anhand der folgenden Beschreibung einer Ausführungsform davon klarer verstanden werden, die lediglich beispielhaft angegeben ist, unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen, in welchen:
- 1 beispielhaft die Beschränkung der Bewegung einer Hecktür eines Fahrzeugs veranschaulicht;
- 2 ein Flussdiagramm ist, das eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens oder Prozesses zur Beschränkung der Bewegung einer Tür eines Fahrzeugs veranschaulicht, gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung; und
- 3 ein Funktionsblockdiagramm ist, das die primären Komponenten eines Systems/einer Vorrichtung zur Beschränkung der Bewegung einer Tür eines Fahrzeugs veranschaulicht, gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
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Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
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1 veranschaulich beispielhaft die Beschränkung der Bewegung einer Hecktür 102 eines Fahrzeugs 101. Die Hecktür 102 des Fahrzeugs befindet sich in einem teilweise geöffneten Zustand, was anhand der Kurve 103 ersichtlich ist, welche den vollen Schwenkbereich der Hecktür 102 des Fahrzeugs veranschaulicht. Die Hecktür ist auf die Position beschränkt, d. h. am weiteren Öffnen gehindert, um eine Kollision mit dem Hindernis 104 zu verhindern, welches, wie gezeigt, in diesem Fall eine konturierte Decke 104 ist. Eine Fischaugenkamera 105 ist auf dem Dach des Fahrzeugs positioniert. Die Fischaugenkamera 105 nimmt Bilder auf und, zumindest basierend auf den Bildern, wird eine dreidimensionale Karte (3D-Karte) der Decke 104 erstellt und, basierend auf der 3D-Karte und dem bekannten Bewegungsweg 103 der Hecktür 102, wird eine Kollision der Hecktür 102 mit der Decke 104 verhindert.
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2 ist ein Flussdiagramm, das eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens oder Prozesses zur Beschränkung der Bewegung einer Tür eines Fahrzeugs veranschaulicht, gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren zur Beschränkung der Bewegung einer Tür eines Fahrzeugs beginnt mit Empfangen 201 eines Signals, die Tür des Fahrzeugs zu öffnen. Als Reaktion auf das Signal in Betrieb setzen 202 eines Aktuators 305, um die Tür des Fahrzeugs zu öffnen. Sobald der Aktuator 305 in Betrieb gesetzt ist, kontinuierliches Überwachen 203 der Position der Tür relativ zu einer dreidimensionalen Karte entlang des Bewegungswegs 103 der Tür des Fahrzeugs. Ferner, Vorhersagen einer Kollision der Tür mit einem detektierten Hindernis entlang des Bewegungswegs der Tür auf der Grundlage der dreidimensionalen Karte. Ferner, präemptives außer Betrieb setzen des Aktuators, um die Kollision zu verhindern. Alternativ, Einsetzen einer Türbremse, um die Kollision zu verhindern.
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Das obige Überwachen 203 der Position der Tür und die Vorhersage 204 einer Kollision umfassen Bestimmen eines Maximalausmaßes, bis zu dem die Tür geöffnet werden könnte, ohne mit einem Objekt auf der dreidimensionalen Karte zu kollidieren, unter Verwendung von simultanen Lokalisierungs- und Kartierungstechniken/-algorithmen.
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Die oben erwähnte dreidimensionale Karte wird basierend auf Bildern, die durch mindestens eine Fischaugenkamera aufgenommen wurden, erstellt. Auch kann die dreidimensionale Karte durch Nachschlagen von zuvor gespeicherten dreidimensionalen Karten, die auf der Position und Orientierung des Fahrzeugs basieren, erstellt werden.
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3 ist ein Funktionsblockdiagramm, das die primären Komponenten eines Systems/einer Vorrichtung 300 zur Beschränkung der Bewegung einer Tür eines Fahrzeugs veranschaulicht, gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
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Das System zur Beschränkung der Bewegung einer Tür eines Fahrzeugs umfasst einen Aktuator 304, mindestens eine Bildaufnahmevorrichtung 304, einen Speicher 302, einen Transceiver 303 und einen Prozessor 301, der betriebsfähig mit dem Aktuator 304, der mindestens einen Bildaufnahmevorrichtung 304, dem Speicher 302 und dem Transceiver 303 gekoppelt ist. Der Prozessor ist ferner mit der elektronischen Steuerungseinheit (ECU) 311 des Fahrzeugs gekoppelt, wobei die ECU ferner mit einem Odometer 312 und einem Schalter/Taster (nicht gezeigt) gekoppelt ist.
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Die nachfolgenden Absätze arbeiten unter Bezugnahme auf 1, 2 und 3 die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens und Systems aus. Ein Benutzer des Fahrzeugs, der die Hecktür 102 des Fahrzeugs 101 zu öffnen begehrt, drückt den Schalter/Taster. Das Drücken des Schalters/Tasters wird durch die ECU 311 detektiert und die ECU signalisiert dem Prozessor 301 über den Transceiver, die Hecktür 102 des Fahrzeugs zu öffnen. Der Prozessor 301 ist ausgelegt zum Empfangen des Signals und, als Reaktion auf das Signal, in Betrieb setzen des Aktuators 305, um die Tür 102 des Fahrzeugs 101 zu öffnen. Der Prozessor ist ferner ausgelegt zum Überwachen der Position der Tür, wenn die Tür zur Decke 104 hin ausschwenkt, d. h., dass die Position der Tür 102 entlang des Bewegungswegs 103 der Tür 104 überwacht wird. Das Überwachen umfasst ferner Überwachen einer Bewegung der Tür 102 hinsichtlich einer dreidimensionalen Karte der Decke 104.
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Die dreidimensionale Karte der Decke wird durch den Prozessor 301 auf der Grundlage von einem oder mehreren von einer oder mehreren Bildaufnahmevorrichtungen 304 abgerufenen Bildern erstellt. Die Bildaufnahmevorrichtungen umfassen Bildsensoren, die mit einer Fischaugenlinse, die mindestens die Decke 104 abdeckt, versehen sind. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird durch den Prozessor 301 auch eine dreidimensionale Karte der unmittelbaren Umgebung der Decke 104 erstellt und die erstellten Karten werden in dem Speicher 302 gespeichert. Beispielsweise erfasst die Bildaufnahmevorrichtung 304, während das Fahrzeug 101 wie in 1 gezeigt auf den Stellplatz gefahren wird, Bilder und der Prozessor 302 erstellt eine dreidimensionale Karte der unmittelbaren Umgebung, welche die Decke einschließt. Dies ist insbesondere von Nutzen, da der Prozessor 301 unter Verwendung eines Standorts- und Orientierungsverfolgers die gespeicherte dreidimensionale Karte, die auf einem Standort und einer Orientierung des Fahrzeugs basiert, nachschlägt. Der Standorts- und Orientierungsverfolger zeichnet die von der ECU 311 empfangenen Odometriedaten auf, zum Bestimmen einer Position und Orientierung des Fahrzeugs 101 hinsichtlich der gespeicherten dreidimensionalen Karte. Bei einer Ausführungsform kann der Standorts- und Orientierungsverfolger durch den Prozessor 301 implementiert sein.
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Eine Fachperson würde erkennen, dass Obiges insbesondere von Nutzen wäre, da die Bildaufnahmevorrichtung 105 an der vorgegebenen Position des Fahrzeugs 101 nicht in der Lage sein würde, eine Wand hinter dem Fahrzeug oder einem anderen neben dem Fahrzeug geparkten aufzunehmen. Allerdings können solche Bilder aufgenommen werden, während das Fahrzeug 101 in eine Position gefahren wird, wie in 1 gezeigt ist, und auch kann eine dreidimensionale Karte durch den Prozessor 301 erstellt werden, basierend auf den Bildern, die aufgenommen werden, während das Fahrzeug in die Position gefahren wird. Somit kann die dreidimensionale Karte der unmittelbaren Umgebung des Fahrzeugs, welche in dem Speicher gespeichert ist, mit Vorteil dazu verwendet werden, die Öffnung von beispielsweise einer hinteren Passagiertür des Fahrzeugs 101 zu beschränken, während die Bildaufnahmevorrichtung 304 den Bewegungsweg der hinteren Passagiertür nicht abdeckt. Die dreidimensionale Karte der Umgebung des Fahrzeugs wird somit kontinuierlich aktualisiert, um Hindernisse zu kompensieren, welche auftauchen können, nachdem der Benutzer den Schalter zum Öffnen einer der Türen des Fahrzeugs 101 betätigt hat. In Kürze, eine dreidimensionale Karte der unmittelbaren Umgebung des Fahrzeugs 101 wird kontinuierlich aktualisiert und in dem Speicher 302 gespeichert, und die Odometriedaten werden verwendet, um sowohl die dreidimensionale Karte zu erstellen als auch die Position und Orientierung des Fahrzeugs 101 innerhalb der dreidimensionalen Karte zu bestimmen.
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Der Prozessor ist, basierend auf dem Überwachen der Bewegung der Tür 102 innerhalb der erstellten dreidimensionalen Karte, ausgelegt zum Vorhersagen einer Kollision der Tür 102 mit einem detektierten Hindernis entlang des Bewegungswegs der Tür 103 auf der Grundlage der dreidimensionalen Karte. Das Überwachen der Position der Tür 102 durch den Prozessor und die Vorhersage einer Kollision durch den Prozessor umfassen Bestimmen durch den Prozessor eines Maximalausmaßes, bis zu dem die Tür geöffnet werden könnte, ohne mit einem Objekt auf der dreidimensionalen Karte zu kollidieren, unter Verwendung von simultanen Lokalisierungs- und Kartierungsalgorithmen/-techniken.
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Ferner setzt der Prozessor präemptiv den Aktuator außer Betrieb, um die Kollision zu verhindern. Beispielsweise wird, wie in 1 gezeigt ist, die Position der Hecktür 102 als mit dem Hindernis 104 kollidierend vorhergesagt, wie gezeigt ist. Somit wird der Aktuator 305 knapp vor dem detektierten Hindernis präemptiv außer Betrieb gesetzt, um die Tür 102 vom Kollidieren mit dem Hindernis 104 abzuhalten. Die Tür des Fahrzeugs kann eine Türbremse umfassen, die ausgelegt ist zum in Betrieb setzen, wenn eine Kollision vorhergesagt wird, um eine Beschädigung an der Tür zu verhindern.
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Geeignetermaßen kann eine elektronisch aktivierte Türbremse (nicht gezeigt) ausgelegt sein zum in Betrieb setzen, um Schaden zu vermeiden, wenn die Tür geöffnet wird, für den Fall, dass eine Kollision vorhergesagt wird oder einer Wahrscheinlichkeit, dass eine Kollision stattfindet.
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Ferner würde eine Durchschnittsfachperson verstehen, dass die verschiedenen veranschaulichenden logischen/funktionalen Blöcke, Module, Schaltungen, Techniken/Algorithmen und Prozessschritte, in Verbindung mit den hier offenbarten Ausführungsformen als elektronische Hardware oder eine Kombination von Hardware und Software implementiert werden können. Um diese Austauschbarkeit von Hardware und einer Kombination von Hardware und Software klar zu veranschaulichen, wurden verschiedene veranschaulichende Komponenten, Blöcke, Module, Schaltungen und Schritte oben allgemein hinsichtlich ihrer Funktionalität beschrieben. Ob eine solche Funktionalität als Hardware oder eine Kombination von Hardware und Software implementiert wird, hängt von der Designwahl einer Durchschnittsfachperson ab. Solche erfahrenen Handwerker können die beschriebene Funktionalität für jede besondere Anwendung auf verschiedenste Weise implementieren; jedoch sollten derartige offensichtlichen Designwahlen nicht derart interpretiert werden, dass eine Abweichung vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung verursacht wird.
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Der in der vorliegenden Offenbarung beschriebene Prozess kann unter Verwendung verschiedener Mittel implementiert werden. Beispielsweise kann der in der vorliegenden Offenbarung beschriebene Prozess in Hardware, Firmware, Software oder einer beliebigen Kombination davon implementiert werden. Für eine Hardware-Implementation können die Verarbeitungseinheiten oder der Prozessor bzw. die Prozessoren innerhalb von einer oder mehreren anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (ASICs), digitalen Signalprozessoren (DSPs), digitalen Signalverarbeitungsvorrichtungen (DSPDs), Programmierbare-Logik-Vorrichtungen (PLDs), feldprogrammierbaren Gate-Arrays (FPGAs), Prozessoren, Controllern, Mikrocontrollern, Mikroprozessoren, elektronischen Geräten oder anderen elektronischen Einheiten, die zum Durchführen der hier beschriebenen Funktionen oder einer Kombination davon designt sind, implementiert sein.
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Für eine Firmware- und/oder Software-Implementation können Software-Codes in einem Speicher gespeichert und durch einen Prozessor ausgeführt werden. Ein Speicher kann innerhalb der Prozessoreinheit außerhalb der Prozessoreinheit implementiert sein. So wie er hier verwendet wird, bezieht sich der Begriff „Speicher“ auf jegliche Art eines flüchtigen oder nichtflüchtigen Speichers.
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Obgleich Elemente der Erfindung im Singular beschrieben oder beansprucht werden können, ist darüber hinaus der Plural in Erwägung gezogen, solange nicht der Singular explizit dargelegt ist.
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Die unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung umfassen eine Computereinrichtung und/oder Prozesse, die in einer Computereinrichtung durchgeführt werden. Allerdings erstreckt sich die Erfindung auch auf Computerprogramme, insbesondere auf Computerprogramme, die auf oder in einem Träger gespeichert sind, der dafür eingerichtet ist, die Erfindung praktisch umzusetzen. Das Programm kann in der Form eines Sourcecodes, eines Objektcodes oder eines Codes irgendwo zwischen einem Source- und Objektcode vorliegen, wie etwa in teilweise compilierter Form oder in einer beliebigen anderen für Verwendung in der Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Form. Der Träger kann ein Speichermedium wie etwa ein ROM, z. B. einen Memorystick oder eine Festplatte umfassen. Der Träger kann ein elektrisches oder optisches Signal sein, welches über ein elektrisches oder ein optisches Kabel oder über Funk oder andere Mittel übertragen werden kann.
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In der Patentschrift werden die Begriffe „umfassen, umfasst und umfassend“ oder jegliche beliebige Variation davon und die Begriffe „beinhalten, beinhaltet und beinhaltend“ oder jegliche beliebige Variation davon als vollständig austauschbar angesehen und all diesen sollten die breitestmögliche Interpretation zugewiesen werden und umgekehrt. Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und kann sowohl hinsichtlich Aufbau und Detail variiert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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