DE102019119707B3 - Ausrichtvorrichtung sowie Verfahren zur Ausrichtung eines Kfz-Head-up-Display-Projektors bezogen auf eine Kfz-Windschutzscheibe - Google Patents

Ausrichtvorrichtung sowie Verfahren zur Ausrichtung eines Kfz-Head-up-Display-Projektors bezogen auf eine Kfz-Windschutzscheibe Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ausrichtvorrichtung (30) zur Ausrichtung eines Kfz-Head-up-Display-Projektors (20) bezogen auf eine Kfz-Windschutzscheibe (10), mit einem ersten Neigungssensor (36), welcher an einem ersten Lehreelement (32) angeordnet ist, wobei das erste Lehreelement (32) auf einer einem Fahrzeuginnenraum (12) abgewandten Seite einer Kfz-Windschutzscheibe (10) angeordnet ist, einem zweiten Neigungssensor (52), welcher an einem zweiten Lehreelement (50) angeordnet ist, wobei das zweite Lehreelement (50) auf einem Kfz-Head-up-Display-Projektor (20) angeordnet ist, einer optischen Erfassungsvorrichtung (34) und einem Referenzgeometrie-Träger (54) mit einer vordefinierten Referenzgeometrie (55), wobei die optische Erfassungsvorrichtung (34) an einem der beiden Lehreelementen (32, 50) angeordnet ist und der Referenzgeometrie-Träger (54) an dem anderen der beiden Lehreelementen (32, 50) angeordnet ist, wobei die vordefinierte Referenzgeometrie (55) von der optischen Erfassungsvorrichtung (34) erfasst wird, und einer Auswerteinheit (40), welche mit dem ersten Neigungssensor (36), dem zweiten Neigungssensor (52) und der optischen Erfassungsvorrichtung (34) signalmäßig verbunden ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Ausrichtvorrichtung zur Ausrichtung eines in einem Kraftfahrzeuginnenraum angeordneten Kfz-Head-up-Display-Projektors bezogen auf eine Kfz-Windschutzscheibe, ein Kraftfahrzeug mit einer Ausrichtvorrichtung sowie ein Verfahren zum Ausrichten eines Kfz-Head-up-Display-Projektors.
  • Zur Darstellung von verkehrsrelevanten oder fahrzeugrelevanten Daten auf einer Kfz-Windschutzscheibe werden Kfz-Head-up-Display-Projektoren eingesetzt, welche im Fahrzeuginnenraum, unterhalb der Kfz-Windschutzscheibe angeordnet sind. Zur klaren und genauen Darstellung der Informationen ist es entscheidend, dass der Kfz-Head-up-Display-Projektor in einer vordefinierten Lage zur Kfz-Windschutzscheibe eingebaut ist, damit das projizierte Bild für den Betrachter, im Regelfall für den Fahrer des Fahrzeugs, nicht verschwommen dargestellt ist.
  • Die genaue Bestimmung der Lage des Projektors erfolgt üblicherweise durch eine Ausrichtvorrichtung. Eine derartige Ausrichtvorrichtung offenbart die DE 10 2012 010 889 A1 . Die Ausrichtvorrichtung weist ein Gestell auf, welches unverrückbar mit dem Kfz-Head-up-Display-Projektor verbunden ist. Auf einem oberen Bereich des Gestells sind zwei Laser angeordnet, welche in unterschiedliche Richtungen ausgerichtet sind und einen Laserstrahl in Richtung der A-Säule und des Dachhimmels erzeugen. Die A-Säule und der Dachhimmel weisen jeweils einen Bezugspunkt auf. Um den Kfz-Head-up-Display-Projektor in einer vordefinierten Lage zu positionieren, muss der Kfz-Head-up-Display-Projektor derart ausgerichtet werden, dass die Laserstrahlen mit den am Dachhimmel und an der A-Säule vorgesehenen Bezugspunkten zusammenfallen.
  • Weitere Verfahren und Vorrichtungen zur Kalibrierung eines Head-up-Displays offenbaren beispielsweise die DE 10 2017 221 713 B4 und die DE 10 2018 001 969 A1 . Beim in der DE 10 2017 221 713 B4 offenbarten Verfahren wird durch einen Head-up-Display-Projektor ein Testbild auf eine Windschutzscheibe projiziert und dieses Testbild durch eine Kamera erfasst und entsprechend überprüft. Beim in der DE 10 2018 001 969 A1 offenbarten Verfahren wird ein Element vor dem Kraftfahrzeug positioniert und von einer Sensorelektronik erfasst. Gleichzeitig wird ein virtuelles Bild durch einen Head-up-Display-Projektor auf eine Windschutzscheibe projiziert und das virtuelle Bild mit dem Element abgeglichen. Weiterhin offenbart die DE 102 91 985 B4 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur berührungslosen Untersuchung eines Gegenstandes, wobei mit Hilfe von optischen Hilfsmitteln und Verwendung von Streif- bzw. Schräglicht Unebenheiten an einer Oberfläche des Gegenstandes lokalisiert und quantifiziert werden.
  • Nachteilig an der in der DE 10 2012 010 889 A1 offenbarten Ausrichtvorrichtung ist, dass die Ausrichtvorrichtung eine geringe Ausrichtgenauigkeit bezogen auf die Kfz-Windschutzscheibe aufweist, da der Kfz-Head-up-Display-Projektor bezogen auf den Dachhimmel und die A-Säule und nicht in Bezug auf die Kfz-Windschutzscheibe ausgerichtet wird. Durch die Fertigungs- und Montagetoleranzen der Kfz-Windschutzscheibe, des Dachhimmels und der A-Säule variiert die Lage der Kfz-Windschutzscheibe von Fahrzeug zu Fahrzeug, wodurch die Ausrichtgenauigkeit verringert wird und die Reproduzierbarkeit des projizierten Bildes mit einer hohen Schärfe nicht gewährleistet werden kann.
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Ausrichtvorrichtung für einen Kfz-Head-up-Display-Projektor mit einer hohen Ausrichtgenauigkeit bezogen auf die Windschutzscheibe bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Ausrichtvorrichtung zur Ausrichtung eines Kfz-Head-up-Display-Projektors bezogen auf eine Kfz-Windschutzscheibe mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.
  • Die Ausrichtvorrichtung zur Ausrichtung eines Kfz-Head-up-Display-Projektors bezogen auf eine Kfz-Windschutzscheibe weist ein erstes Lehreelement und ein zweites Lehreelement auf, wobei das erste Lehreelement außerhalb eines Fahrzeuginnenraums angeordnet ist und das zweite Lehreelement innerhalb des Kraftfahrzeuginnenraums angeordnet ist.
  • Das erste Lehreelement ist stabförmig ausgeführt und ist auf einer dem Fahrzeuginnenraum abgewandten Seite der Kfz-Windschutzscheibe befestigt, wobei das erste Lehreelement parallel zur Kfz-Windschutzscheibe angeordnet ist. An dem ersten Lehreelement ist ein erster Neigungssensor angeordnet, welcher die Ist-Neigung des ersten Lehreelements um die X- und Y-Achse und durch die Befestigung des ersten Lehreelements an der Kfz-Windschutzscheibe die Ist-Neigung der Kfz-Windschutzscheibe um die X- und Y-Achse erfasst.
  • Das zweite Lehreelement ist plattenartig ausgeführt und fest mit dem Kfz-Head-up-Display-Projektor verbunden. Die Befestigung des zweiten Lehreelements am Kfz-Head-up-Display-Projektor erfolgt beispielsweise durch ein Dreibein, welches mit dem Kfz-Head-up-Display-Projektor verschraubt ist. An dem zweiten Lehreelement ist ein zweiter Neigungssensor angeordnet, welcher die Ist-Neigung des zweiten Lehreelements um die X- und Y-Achse und durch die Befestigung des zweiten Lehreelements an dem Kfz-Head-up-Projektor die Ist-Neigung des Kfz-Head-up-Projektors um die X- und Y-Achse erfasst.
  • An einem der beiden Lehreelementen ist eine optische Erfassungsvorrichtung, insbesondere eine Kamera, angeordnet und am anderen der beiden Lehreelementen ist ein Referenzgeometrie-Träger angeordnet. Der Referenzgeometrie-Träger weist auf seiner zu der optischen Erfassungsvorrichtung zugewandten Oberfläche eine Referenzgeometrie auf. Die optische Erfassungsvorrichtung ist auf die Referenzgeometrie gerichtet und erfasst die Referenzgeometrie.
  • Die Ausrichtvorrichtung weist eine Auswerteinheit auf, welche mit dem ersten Neigungssensor, mit dem zweiten Neigungssensor und der optischen Erfassungsvorrichtung signalmäßig verbunden ist.
  • Bei einem Ausrichtvorgang wird mittels der Neigungssensoren die Ist-Neigung des ersten Lehreelements und des zweiten Lehreelements um die X- und Y-Achse ermittelt und mittels der optischen Erfassungsvorrichtung die Ist-Position des zweiten Lehreelements in X- und Y-Richtung ermittelt.
    Basierend auf den ermittelten Ist-Neigungen beider Lehreelementen und der Ist-Position des zweiten Lehreelements werden in der Auswerteinheit die Abweichungen zwischen den Ist-Neigungen und den in der Auswerteinheit hinterlegten Soll-Neigungen sowie der Ist-Position und der in der Auswerteinheit hinterlegten Soll-Position bestimmt.
  • Bei der Ermittlung der Abweichung der Ist-Position von der Soll-Position des zweiten Lehreelements wird die auf dem Referenzgeometrie-Träger vorgesehene Referenzgeometrie mit einer in der Auswerteinheit hinterlegten Soll-Referenzgeometrie überlagert, wobei bei einer Abweichung der Ist-Position von der Soll-Position die Referenzgeometrie des Referenzgeometrie-Trägers und die Soll-Referenzgeometrie sich nicht vollständig überlagern.
  • Abschließend wird der Kfz-Head-up-Display-Projektor basierend auf den ermittelten Neigungs-Abweichungen beider Lehreelemente und der ermittelten Positionsabweichung des zweiten Lehreelements entsprechend in seiner Lage verstellt.
  • Durch eine derartige Ausrichtvorrichtung kann der Kfz-Head-up-Display-Projektor mit einer hohen Ausrichtgenauigkeit ausgerichtet werden, indem durch die Befestigung des ersten Lehreelements an der Kfz-Windschutzscheibe und die Befestigung des zweiten Lehreelements an dem Kfz-Head-up-Display-Projektor ein direkter Bezug zwischen der Kfz-Windschutzscheibe und dem Kfz-Head-up-Display-Projektor hergestellt wird. Dabei wird der Kfz-Head-up-Display-Projektor in Bezug auf die Kfz-Windschutzscheibe ausgerichtet und ein für den Betrachter auf der Kfz-Windschutzscheibe projizierte Bild mit einer hohen Schärfe erzielt.
  • Vorzugsweise ist die Auswerteinheit an dem ersten Lehreelement angeordnet, wodurch die Ausrichtvorrichtung kompakt und handlich ausgeführt ist, da alle Komponenten der Ausrichtvorrichtung an dem ersten oder zweiten Lehreelement angeordnet sind. An den beiden Lehreelementen kann jeweils mindestens ein Griff zum Transportieren und Positionieren der Lehreelemente vorgesehen sein.
  • Vorzugsweise ist ein Display vorgesehen, welches mit der Auswerteinheit verbunden ist und am ersten Lehreelement oder am zweiten Lehreelement angeordnet ist. Das Display dient zur Visualisierung der Ist-Position des zweiten Lehreelements und der Ist-Neigungen beider Lehreelemente im Vergleich zur Soll-Position des zweiten Lehreelements und zu den Soll-Neigungen beider Lehreelemente. Dadurch kann dem die Ausrichtvorrichtung betätigenden Werker auf eine einfache Weise die erforderliche Verstellung des Kfz-Head-up-Display-Projektors dargestellt werden.
  • In einer Vorteilhaften Ausgestaltung ist ein optischer Entfernungsmesser vorgesehen, welcher an dem ersten Lehreelement oder dem zweiten Lehreelement angeordnet ist, wobei der optische Entfernungsmesser, beispielsweise ein Laser-Entfernungsmessgerät, mit der Auswerteinheit signalmäßig verbunden ist. Durch den optischen Entfernungsmesser wird der Ist-Abstand zwischen den beiden Lehreelementen in Z-Richtung ermittelt, wobei der Ist-Abstand mit einem in der Auswerteinheit hinterlegten Soll-Abstand abgeglichen wird und bei einer Abweichung zwischen dem Ist- und dem Soll-Abstand der Kfz-Head-up-Display-Projektor entsprechend der Abweichung in Z-Richtung verstellt wird. Dadurch kann eine hohe Schärfe des auf die Windschutzscheibe projizierten Bildes gewährleistet werden.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das erste Lehreelement über Saugelemente an der Kfz-Windschutzscheibe befestigt. Dadurch kann das erste Lehreelement zuverlässig und verschiebefest an der Kfz-Windschutzscheibe befestigt werden.
  • Vorzugsweise ist die Referenzgeometrie mindestens ein Referenz-Kreuz, wobei in der Auswerteinheit ein Soll-Referenz-Kreuz hinterlegt ist und durch den Abgleich des Referenz-Kreuzes mit dem Soll-Referenz-Kreuz die Positionsabweichungen in X- und Y- Richtung auf eine einfache Weise ermittelt werden können.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung sind der erste Neigungssensor, der zweite Neigungssensor und die optische Erfassungsvorrichtung über jeweils ein Kabel oder kabellos mit der Auswerteinheit signalmäßig verbunden, wodurch eine Signalübertragung zwischen der Auswerteinheit und dem ersten Neigungssensor, dem zweiten Neigungssensor und der optischen Erfassungsvorrichtung erfolgt.
  • Vorzugsweise sind der erste Neigungssensor, der zweite Neigungssensor und die optische Erfassungsvorrichtung mit mindestens einer Batterie zur elektrischen Stromversorgung elektrisch verbunden. Dadurch ist eine elektrische Stromversorgung der Ausrichtvorrichtung mittels eines elektrischen Kabels nicht erforderlich, so dass ein Benutzer der Ausrichtvorrichtung sich im Ausrichtvorgang frei bewegen kann, ohne durch eine elektrische Leitung in seiner Bewegung eingeschränkt zu sein.
  • Weiterhin wird die Aufgabe durch ein Kraftfahrzeug mit einer Ausrichtvorrichtung gelöst, welches die Merkmale des Anspruchs 8 aufweist.
  • Das Kraftfahrzeug weist eine Ausrichtvorrichtung zur Ausrichtung des Kfz-Head-up-Display-Projektors auf, wobei das erste Lehreelement in X-Richtung bezogen auf eine Kfz-Dachkante referenziert ist, in Y-Richtung bezogen auf eine Kfz-A-Säule referenziert ist und in Z-Richtung bezogen auf die Kfz-Dachkante und die Kfz-A-Säule referenziert ist. Dadurch kann das erste Lehreelement zuverlässig und reproduzierbar in einer vordefinierten Position montiert werden.
  • Weiterhin wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Ausrichten eines Kfz-Head-up-Display-Projektors gelöst, wobei das Verfahren die Merkmale des Anspruchs 9 aufweist.
  • Danach wird ein Verfahren zum Ausrichten eines Kfz-Head-up-Display-Projektors bezogen auf eine Kfz-Windschutzscheibe vorgeschlagen, wobei die Neigung des ersten Lehreelements um die X- und die Y-Achse mittels des ersten Neigungssensors ermittelt wird, die Neigung des zweiten Lehreelements um die X- und Y-Achse mittels des zweiten Neigungssensors ermittelt wird und die Ist-Position des zweiten Lehreelements in X- und Y-Richtung durch das Erfassen der Referenzgeometrie mittels der optischen Erfassungsvorrichtung ermittelt wird. Basierend auf der ermittelten Ist-Position des zweiten Lehreelements in X- und Y-Richtung werden diese mit einer in der Auswerteinheit hinterlegten Soll-Position in X- und Y-Richtung mittels der Auswerteinheit abgeglichen und eine Abweichung zwischen der Ist-Position des zweiten Lehreelements in X- und Y-Richtung mit einer in der Auswerteinheit hinterlegten Soll-Position in X- und Y-Richtung mittels der Auswerteinheit ermittelt.
    Gleichermaßen wird die Ist-Neigung des ersten Lehreelements und des zweiten Lehreelements um die X- und Y-Achse mit einer in der Auswerteinheit hinterlegten Soll-Neigungen der Lehreelemente um die X- und Y-Achse abgeglichen und die Neigungs-Abweichungen zwischen den Ist-Neigungen und den Soll-Neigungen ermittelt.
  • Abschließend erfolgt ein Verschieben des Kfz-Head-up-Display-Projektors basierend auf der ermittelten Positions-Abweichung und der Neigungs-Abweichungen.
  • Durch ein derartiges Verfahren kann der Kfz-Head-up-Display-Projektor mit einer hohen Ausrichtgenauigkeit ausgerichtet werden, indem eine Verschiebung in X- und Y- Richtung sowie eine Verdrehung um die X- und Y-Achse des Head-up-Projektors bezogen auf die Kfz-Windschutzscheibe genau erfasst werden.
  • Vorzugsweise wird die Ist-Neigung des zweiten Lehreelements um die Z-Achse durch das Erfassen der Referenzgeometrie mittels der optischen Erfassungsvorrichtung erfasst, die erfasste Ist-Neigung des zweiten Lehreelements um die Z-Achse mit einer in der Auswerteinheit hinterlegten Soll-Neigung des zweiten Lehreelement um die Z-Achse abgeglichen, die Neigungs-Abweichung zwischen der Ist-Neigung und der Soll-Neigung des zweiten Lehreelements um die Z-Achse ermittelt, und der Kfz-Head-up-Display-Projektor basierend auf der ermittelten Neigungs-Abweichung des zweiten Lehreelements um die Z-Achse verstellt. Durch die Erfassung der Z-Neigung und darauf basierende Ausrichtung um die Z-Achse kann die Ausrichtgenauigkeit erhöht werden und dadurch die Schärfe des auf die Kfz-Windschutzscheibe projizierten Bildes erhöht werden.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung wird die Ist-Position des zweiten Lehreelements in Z-Richtung durch einen optischen Entfernungsmesser ermittelt, die ermittelte Ist-Position des zweiten Lehreelements in Z-Richtung mit einer Soll-Position abgeglichen, die Positions-Abweichung zwischen der Ist-Position und der Soll-Position des zweiten Lehreelements in Z-Richtung ermittelt, und der Kfz-Head-up-Display-Projektor basierend auf der ermittelten Positions-Abweichung des zweiten Lehreelements in Z-Richtung verstellt. Durch die Erfassung der Z-Neigung und darauf basierende Ausrichtung um die Z-Achse kann die Ausrichtgenauigkeit erhöht werden und dadurch die Schärfe des auf die Windschutzscheibe projizierten Bildes erhöht werden.
  • Vorzugsweise werden die Ist-Position und die Soll-Position des zweiten Lehreelements sowie die Ist-Neigungen und die Soll-Neigungen des ersten Lehreelements und des zweiten Lehreelements in einem Display grafisch dargestellt. Das Display dient zur Visualisierung der Ist-Position und der Ist-Neigung im Vergleich zur Soll-Position und zur Soll-Neigung des zweiten Lehreelements und dadurch des Kfz-Head-up-Display-Projektors. Dadurch kann dem Werker auf eine einfache Weise die erforderliche Verstellung des Kfz-Head-up-Display-Projektors übermittelt werden.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert.
    • 1 zeigt schematisch eine Ausrichtvorrichtung zur Ausrichtung eines in einem Kraftfahrzeuginnenraum angeordneten Kfz-Head-up-Display-Projektors bezogen auf eine Kfz-Windschutzscheibe im Querschnitt, und
    • 2 zeigt einen Referenzgeometrie-Träger einer Ausrichtvorrichtung aus 1 in einer Draufsicht.
  • 1 zeigt eine Ausrichtvorrichtung 30 zur Ausrichtung eines Kfz-Head-up-Display-Projektors 20 bezogen auf eine Kfz-Windschutzscheibe 10. Der Kfz-Head-up-Display-Projektor 20 ist an einer in einem Fahrzeuginnenraum angeordneten Instrumententafel 14 befestigt. Die Befestigung des Kfz-Head-up-Display-Projektors 20 erfolgt durch mehrere in der Figur nicht gezeigte Fügeelemente, über welche der Kfz-Head-up-Display-Projektor 20 bezogen auf alle Freiheitsgrade verstellt werden kann.
  • Die Ausrichtvorrichtung 30 umfasst ein erstes Lehreelement 32 und ein zweites Lehreelement 50.
    Das erste Lehreelement 32 ist außerhalb des Fahrzeuginnenraums 12 angeordnet und an einer dem Fahrzeuginnenraum 12 abgewandten Seite der Kfz-Windschutzscheibe 10 befestigt. Die Befestigung des ersten Lehreelements 32 an der Kfz-Windschutzscheibe 10 erfolgt über mehrere Saugelemente 42, 44, wobei ein vordefinierter Abstand zwischen der vom Fahrzeuginnenraum 12 abgewandten Fläche der Kfz-Windschutzscheibe 10 und dem ersten Lehreelement 32 durch mehrere, in der Figur nicht gezeigte, Abstandselemente eingehalten wird. Die Positionierung des ersten Lehreelements 32 erfolgt durch die Referenzierung in Bezug auf eine Kfz-Dachkante und eine Kfz-A-Säule, wobei die Kfz-Dachkante und A-Säule an die Kfz-Windschutzscheibe 10 unmittelbar angrenzen.
  • An dem ersten Lehreelement 32 ist ein erster Neigungssensor 36 angeordnet, welcher die Ist-Neigung des ersten Lehreelements 32 um die X- und Y-Achse und durch die Befestigung des ersten Lehreelements 32 an der Kfz-Windschutzscheibe 10 die Ist-Neigung der Kfz-Windschutzscheibe 10 um die X- und Y-Achse erfasst.
  • Das zweite Lehreelement 50 ist fest auf dem Kfz-Head-up-Display-Projektor 20 angeordnet, wobei die Befestigung beispielsweise durch ein Dreibein erfolgt, welches über mehrere Beinelemente 56, 58 des Dreibeins mit dem Kfz-Head-up-Display-Projektor 20 verschraubt ist. An dem zweiten Lehreelement 50 ist ein zweiter Neigungssensor 52 angeordnet, welcher die Ist-Neigung des zweiten Lehreelements 50 um die X- und Y-Achse und durch die Befestigung des zweiten Lehreelements 50 an dem Kfz-Head-up-Projektor die Ist-Neigung des Kfz-Head-up-Projektors 20 um die X- und Y-Achse erfasst.
  • An dem ersten Lehreelement 32 ist eine optische Erfassungsvorrichtung 34 angeordnet und am zweiten Lehreelement 50 ist ein Referenzgeometrie-Träger 54 angeordnet, wobei der Referenzgeometrie-Träger 54 auf seiner zu der optischen Erfassungsvorrichtung 34 zugewandten Oberfläche eine Referenzgeometrie 55 aufweist. Die optische Erfassungsvorrichtung 34 ist auf die Referenzgeometrie 55 gerichtet und erfasst die Referenzgeometrie 55. Die Referenzgeometrie 55 ist in 2 gezeigt und ist als Kreuz ausgeführt, wobei über die als Kreuz ausgeführte Referenzgeometrie 55 eine Verschiebung des zweiten Lehreelements 50 in X- und Y-Richtung sowie eine Neigung um die Z-Achse erfasst werden können.
  • Die Ausrichtvorrichtung 30 weist außerdem eine Auswerteinheit 40, eine Batterie 46, einen Display 48 und einen optischen Entfernungsmesser 38 auf, wobei die Auswerteinheit 40, die Batterie 46, das Display 48 und der optische Entfernungsmesser 38 an dem ersten Lehreelement 32 befestigt sind.
  • Der optische Entfernungsmesser 38 ist auf eine dem ersten Lehreelement 32 zugewandte Oberfläche des zweiten Lehreelements 50 gerichtet und erfasst den Abstand zwischen dem ersten Lehreelement 32 und dem zweiten Lehreelement 50 in Z-Richtung.
  • Die Auswerteinheit 40 ist über eine erste Signalleitung 66 mit dem ersten Neigungssensor 36, über eine zweite Signalleitung 60 mit dem zweiten Neigungssensor 52, über eine dritte Signalleitung 64 mit der optischen Erfassungsvorrichtung 34 und über eine vierte Signalleitung 62 mit dem optischen Entfernungsmesser 38 signalmäßig verbunden. Alternativ könnten der erste Neigungssensor 36, der zweite Neigungssensor 52, die optische Erfassungsvorrichtung 34 und der optische Entfernungsmesser 38 kabellos mit der Auswerteinheit 40 verbunden sein.
  • Die Batterie 46 ist über, in der Figur nicht gezeigte, elektrische Leitungen mit dem ersten Neigungssensor 36, mit dem zweiten Neigungssensor 52, mit der optischen Erfassungsvorrichtung 34 und mit der Auswerteinheit 40 elektrisch verbunden und versorgt diese mit elektrischer Energie.
  • Beim Ausrichtvorgang werden mittels der Neigungssensoren 36, 52 und der optischen Erfassungsvorrichtung 34 die Ist-Neigungen der beiden Lehreelemente 32, 50 um die X-, Y- und Z-Achse ermittelt sowie mittels der optischen Erfassungsvorrichtung 34 und des optischen Entfernungsmessers 38 die Ist-Position des zweiten Lehreelements 50 in X-, Y- und Z- Richtung ermittelt. Basierend auf den ermittelten Ist-Neigungen beider Lehreelemente 32, 50 und der Ist-Position des zweiten Lehreelements 50 wird in der Auswerteinheit 40 eine Abweichung zwischen den Ist-Neigungen und den Soll-Neigungen sowie der Ist-Position und der Soll-Position bestimmt. Die Ist-Neigungen, die Soll-Neigungen, die Ist-Position, die Soll-Position sowie die dazugehörigen, ermittelten Abweichungen werden in dem Display 48 abgebildet und basierend darauf der Kfz-Head-up-Display-Projektor 20 in X-, Y-, Z-Richtung sowie um die X-, Y- und Z-Achse entsprechend verstellt. Die Verstellung des Kfz-Head-up-Display-Projektors 20 erfolgt beispielsweise durch eine mechanische Verstellung der dafür vorgesehenen Einstellelemente, wobei die Einstellelemente in den Figuren nicht abgebildet sind.
  • Es sind auch andere konstruktive Ausführungsformen als die beschriebenen Ausführungsformen möglich, die in den Schutzbereich des Hauptanspruchs fallen.

Claims (12)

  1. Ausrichtvorrichtung (30) zur Ausrichtung eines Kfz-Head-up-Display-Projektors (20) bezogen auf eine Kfz-Windschutzscheibe (10), mit einem ersten Neigungssensor (36), welcher an einem ersten Lehreelement (32) angeordnet ist, wobei das erste Lehreelement (32) auf einer einem Fahrzeuginnenraum (12) abgewandten Seite einer Kfz-Windschutzscheibe (10) angeordnet ist, einem zweiten Neigungssensor (52), welcher an einem zweiten Lehreelement (50) angeordnet ist, wobei das zweite Lehreelement (50) auf einem Kfz-Head-up-Display-Projektor (20) angeordnet ist, einer optischen Erfassungsvorrichtung (34) und einem Referenzgeometrie-Träger (54) mit einer vordefinierten Referenzgeometrie (55), wobei die optische Erfassungsvorrichtung (34) an einem der beiden Lehreelementen (32, 50) angeordnet ist und der Referenzgeometrie-Träger (54) an dem anderen der beiden Lehreelementen (32, 50) angeordnet ist, wobei die vordefinierte Referenzgeometrie (55) von der optischen Erfassungsvorrichtung (34) erfasst wird, und einer Auswerteinheit (40), welche mit dem ersten Neigungssensor (36), dem zweiten Neigungssensor (52) und der optischen Erfassungsvorrichtung (34) signalmäßig verbunden ist.
  2. Ausrichtvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteinheit (40) an dem ersten Lehreelement (32) angeordnet ist.
  3. Ausrichtvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Display (48) vorgesehen ist, welches mit der Auswerteinheit (40) verbunden ist und am ersten Lehreelement (32) oder am zweiten Lehreelement (50) angeordnet ist.
  4. Ausrichtvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein optischer Entfernungsmesser (38) vorgesehen ist, welcher an dem ersten Lehreelement (32) oder dem zweiten Lehreelement (50) angeordnet ist.
  5. Ausrichtvorrichtung nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Lehreelement (32) über Saugelemente (42, 44) an der Kfz-Windschutzscheibe (10) befestigt ist.
  6. Ausrichtvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzgeometrie (55) mindestens ein Referenz-Kreuz ist.
  7. Ausrichtvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Neigungssensor (36), der zweite Neigungssensor (52) und die optische Erfassungsvorrichtung (34) mit mindestens einer Batterie (46) zur elektrischen Stromversorgung elektrisch verbunden sind.
  8. Kraftfahrzeug mit einer Ausrichtvorrichtung (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das erste Lehreelement (32) in X-Richtung bezogen auf eine Kfz-Dachkante referenziert ist, in Y-Richtung bezogen auf eine Kfz-A-Säule referenziert ist und in Z-Richtung bezogen auf die Kfz-Dachkante und die Kfz-A-Säule referenziert ist.
  9. Verfahren zum Ausrichten eines Kfz-Head-up-Display-Projektors (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: - Ermittlung der Neigung des ersten Lehreelements (32) um die X- und die Y-Achse mittels des ersten Neigungssensors (36), - Ermittlung der Neigung des zweiten Lehreelements (50) um die X- und Y-Achse mittels des zweiten Neigungssensors (52), - Erfassen einer Ist-Position des zweiten Lehreelements (50) in X- und Y-Richtung durch das Erfassen der Referenzgeometrie (55) durch die optische Erfassungsvorrichtung (34), - Abgleichen der Ist-Position des zweiten Lehreelements (50) in X- und Y-Richtung mit einer in der Auswerteinheit (40) hinterlegten Soll-Position in X- und Y-Richtung mittels der Auswerteinheit (40), - Ermitteln der Positions-Abweichung zwischen der Ist-Position und der Soll-Position in X- und Y-Richtung mittels der Auswerteinheit (40), - Abgleichen der Ist-Neigung des ersten Lehreelements (32) und des zweiten Lehreelements (50) um die X- und Y-Achse mit einer in der Auswerteinheit (40) hinterlegten Soll-Neigung der Lehreelemente (32, 50) um die X- und Y-Achse, - Ermitteln der Neigungs-Abweichungen zwischen den Ist-Neigungen und den Soll-Neigungen, - Verschieben des Kfz-Head-up-Display-Projektors (20) basierend auf der ermittelten Positions-Abweichung und der Neigungs-Abweichungen.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ist-Neigung des zweiten Lehreelements (50) um die Z-Achse durch das Erfassen der Referenzgeometrie (55) mittels der optischen Erfassungsvorrichtung (34) erfasst wird, die erfasste Ist-Neigung des zweiten Lehreelements (50) um die Z-Achse mit einer in der Auswerteinheit (40) hinterlegten Soll-Neigung des zweiten Lehreelement (50) um die Z-Achse abgeglichen wird, die Neigungs-Abweichung zwischen der Ist-Neigung und der Soll-Neigung des zweiten Lehreelements (50) um die Z-Achse ermittelt wird, und der Kfz-Head-up-Display-Projektor (20) basierend auf der ermittelten Neigungs-Abweichung des zweiten Lehreelements (50) um die Z-Achse verstellt wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ist-Position des zweiten Lehreelements (50) in Z-Richtung durch einen optischen Entfernungsmesser (34) ermittelt wird, die ermittelte Ist-Position des zweiten Lehreelements (50) in Z-Richtung mit einer Soll-Position abgeglichen wird, die Positions-Abweichung zwischen der Ist-Position und der Soll-Position des zweiten Lehreelements (50) in Z-Richtung ermittelt wird, und der Kfz-Head-up-Display-Projektor (20) basierend auf der ermittelten Positions-Abweichung des zweiten Lehreelements (50) in Z-Richtung verstellt wird.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Ist-Positionen und die Soll-Positionen des zweiten Lehreelements (50) und die Ist-Neigungen und die Soll-Neigungen des ersten Lehreelements (32) und des zweiten Lehreelements (50) in einem Display (48) grafisch dargestellt werden.
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