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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Radarsensorsystem für ein Fahrzeug mit den Merkmalen nach Anspruch 1 und 5, und ein Fahrzeug mit den Merkmalen nach Anspruch 6.
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Bisher werden zur GPS-losen Navigation von Fahrzeugen bevorzugt Lidar-Scanner eingesetzt. Diese werden gewöhnlich am obersten Punkt eines automatisierten Fahrzeugs angebracht, um uneingeschränkten Sichtbereich in alle Richtungen zu haben. Automatisierte Fahrzeuge im industriellen Umfeld, wie beispielsweise Gabelstapler, haben gegenüber Fahrzeugen auf der Straße meistens eine deutlich geringere Fahrgeschwindigkeit und eine höhere Anforderung an die Positioniergenauigkeit. Auch stoppen Fahrzeuge im industriellen Umfeld sehr häufig und müssen dann wieder anfahren.
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Mit herkömmlichen Lidarscannern lässt sich das Umfeld eines Fahrzeugs in Form einer zwei- oder dreidimensionalen Punktewolke abbilden. Die erhaltenen Punkte sind statisch und geben keinen Aufschluss über die Geschwindigkeit von bewegten Objekten. Prinzip bedingt hat ein Laserscanner ohne bewegte Optik nur einen Erfassungsbereich kleiner 360°. Um das komplette Umfeld, d h. 360°, erfassen zu können, ist im Scanner ein rotierender Spiegel integriert. Dieser lenkt den Laserstrahl in alle Richtungen ab, um das komplette Umfeld 360° erfassen zu können. Diese beschriebenen Mechanismen zur Umlenkung des Laserstrahls sind sehr stoßanfällig. Um das Problem zu umgehen, lassen sich Laserscanner ohne Spiegel aber mit geringerem Erfassungsbereich verwenden. Jedoch ist es dann nötig, mehr als einen Sensor zu verwenden. Außerdem können Laserscanner keine Geschwindigkeitsinformationen von bewegten Objekten direkt ausgeben und reagieren auf Gegenlicht und Verschmutzung sehr empfindlich.
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Aus
DE 102017219916 A1 ist eine Bildsensorstelleinrichtung für ein Abbildungssystem, das ein Gehäuse und einen in dem Gehäuse angeordneten Bildsensor aufweist, bekannt. Die Bildsensorstelleinrichtung weist ein Stellglied auf, das ausgeführt ist, den Bildsensor bei einer gleichbleibenden Ausrichtung des Gehäuses in eine Drehung um einen Drehwinkel zu versetzen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zu Grunde, eine verbesserte Möglichkeit zur Rundumsicht für ein Fahrzeug zur Verfügung zu stellen.
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Die vorliegende Erfindung schlägt ausgehend von der vorgenannten Aufgabe ein Radarsensorsystem für ein Fahrzeug mit den Merkmalen nach Anspruch 1 und 5, und ein Fahrzeug mit den Merkmalen nach Anspruch 6 vor. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Ein Radarsensorsystem für ein Fahrzeug weist wenigstens einen Radarsensor, wenigstens eine Lagerung und wenigstens einen Aktuator auf, wobei der wenigstens eine Radarsensor mit der wenigstens einen Lagerung und mit dem wenigstens einen Aktuator verbunden ist. Die wenigstens eine Lagerung ist derart ausgeformt ist, dass der wenigstens eine Radarsensor um wenigstens eine Achse bewegbar ist, wobei diese Bewegung mittels des wenigstens einen Aktuators aktuierbar ist.
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Das Fahrzeug kann beispielsweise ein NKW, z. B. eine Baumaschine, Landmaschine oder ein LKW, aber auch ein PKW sein. Vorzugsweise ist das Fahrzeug ein Flurförderfahrzeug oder ein führerloses Transportsystem (FTS) für Indoor-Anwendungen.
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Das Radarsensorsystem weist den wenigstens einen Radarsensor auf. Selbstverständlich kann das Radarsensorsystem mehr als einen Radarsensor aufweisen. Weiterhin weist das Radarsensorsystem wenigstens eine Lagerung auf. Weist das Radarsensorsystem mehr als einen Radarsensor auf, weist dieses ebenso viele Lagerungen auf.
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Der wenigstens eine Radarsensor ist mit der wenigstens eine Lagerung wirkverbunden. Die Lagerung ist derart ausgeformt, dass der wenigstens eine Radarsensor um wenigstens eine Achse bewegbar ist. Bewegbar bedeutet, dass die Lagerung derart ausgeformt ist, dass bei Bedarf eine Bewegung um die wenigstens eine Achse durchgeführt werden kann. Durch die Wirkverbindung zwischen der wenigstens einen Lagerung und dem wenigstens einen Radarsensor können Bewegungen, die mittels des wenigstens einen Aktuators induziert und aktuiert werden, von dem wenigstens einen Radarsensor durchgeführt werden. Zu diesem Zweck ist der wenigstens eine Aktuator wirkverbunden mit dem wenigstens einen Radarsensor.
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Beispielsweise kann die Lagerung als ein Drehgelenk oder rotatorisches Gelenk ausgebildet sein. Somit kann der Radarsensor eine Rotationsbewegung um wenigstens eine Achse durchführen, wenn diese Bewegung durch den Aktuator aktuiert wird. Beispielsweise kann die Lagerung als Linearführung ausgebildet sein. Somit kann der Radarsensor eine Linearbewegung um wenigstens eine Achse, in anderen Worten entlang wenigstens einer Achse durchführen, wenn diese Bewegung durch den Aktuator aktuiert wird. Als Achsen werden hierbei geometrische Achsen bezeichnet. Vorzugsweise bilden die Achsen ein kartesisches Koordinatensystem. Die wenigstens eine Achse kann somit eine Hochachse, eine Längsachse und/oder eine Querachse sein. Selbstverständlich ist mit einer entsprechend ausgeformten Lagerung eine Bewegung um mehr als eine Achse möglich.
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Vorteilhaft daran ist, dass der wenigstens eine Radarsensor so bewegt werden kann, dass ein Sichtbereich von 180° bis zu 360° um das Fahrzeug herum abgedeckt werden kann, wenn das Radarsensorsystem beispielsweise auf einem Dach des Fahrzeugs oder an einer Front des Fahrzeugs angeordnet wird. Der wenigstens eine Radarsensor kann somit auch bei stehendem Fahrzeug und stehender Umgebung die Umgebung erfassen. Weiterhin vorteilhaft ist, dass das Radarsensorsystem in der Lage ist, Geschwindigkeitsinformationen von bewegten Objekten ermitteln zu können. Zudem ist das Radarsensorsystem weniger stoßanfällig als ein Laserscanner.
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Nach einer weiterbildenden Ausführungsform des Radarsensorsystems ist die wenigstens eine Lagerung derart ausgeformt, dass die Bewegung um die wenigstens eine Achse rotatorisch oder translatorisch ausgebildet ist. Eine rotatorische Bewegung kann beispielsweise mittels eines Rotationsgelenks oder mittels eines Drehgelenks ermöglicht werden, wie bereits beschrieben. Eine translatorische Bewegung kann beispielsweise mittels einer Linearführung ermöglicht werden, wie bereits beschrieben.
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Diese Bewegung, die mittels des wenigstens einen Aktuators aktuiert wird, kann beispielsweise bei einer rotatorischen Bewegung eine vollständige Kreisbewegung oder nur eine Teilkreis-Bewegung sein. Weiterhin kann diese Bewegung eine Pendelbewegung oder eine vollständige Rotation sein. Bei einer translatorischen Bewegung kann beispielsweise eine regelmäßige Pendelbewegung durchgeführt werden oder eine nur eine Verschiebung in eine Richtung.
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Diese beiden Bewegungsformen sind vorzugsweise nur dann exklusiv zueinander, wenn nur eine Lagerung vorliegt. Beispielsweise kann das Radarsensorsystem mehr als eine Lagerung aufweisen. Die wenigstens eine Lagerung kann somit als eine Kombination von verschiedenen Lagerausformungen ausgebildet sein. Beispielsweise kann der wenigstens eine Radarsensor sowohl mit einer Linearführung als auch mit einem Drehgelenk oder rotatorischem Gelenk verbunden sein. Somit kann eine sowohl eine translatorische als auch eine rotatorische Bewegung ermöglicht werden.
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Nach einer weiterbildenden Ausführungsform ist die wenigstens eine Lagerung derart ausgeformt, dass der wenigstens eine Radarsensor exzentrisch oder mittig um die wenigstens eine Achse bewegbar ist. Um eine exzentrische Bewegung um die wenigstens eine Achse zu realisieren, ist die Lagerung derart ausgeformt, dass der wenigstens eine Radarsensor versetzt zu der wenigstens einen Achse angeordnet ist. Um eine mittige Bewegung um die wenigstens eine Achse zu realisieren, ist die Lagerung derart ausgeformt, dass der wenigstens eine Radarsensor nicht versetzt zu der wenigstens einen Achse angeordnet ist, sondern sich auf der wenigstens einen Achse befindet.
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Beispielsweise kann die wenigstens eine Lagerung eine Halterung aufweisen, mit welcher der wenigstens eine Radarsensor verbunden ist. Diese Halterung kann derart ausgeformt sein, dass der wenigstens eine Radarsensor versetzt zur wenigstens einen Achse angeordnet ist, um welche die Bewegung stattfindet. Diese Halterung kann beispielsweise stabförmig ausgebildet sein. Somit kann eine exzentrische Bewegung realisiert werden. Alternativ dazu kann die Halterung derart ausgeformt sein, dass der der wenigstens eine Radarsensor auf der wenigstens einen Achse angeordnet ist, um welche die Bewegung stattfindet. Somit kann eine mittige Bewegung realisiert werden.
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Nach einer weiterbildenden Ausführungsform ist die wenigstens eine Lagerung derart ausgeformt, dass der wenigstens eine Radarsensor um drei Achsen bewegbar ist. Beispielsweise kann die wenigstens eine Lagerung, welche z. B. als Drehgelenk oder rotatorisches Gelenk ausgebildet ist, eine Bewegung um drei Achsen ermöglichen, nämlich sowohl um die Hochachse, als auch um die Querachse, sowie um die Längsachse. Dies hat den Vorteil, dass ein Sichtbereich von bis zu 360° in alle drei Raumrichtungen abgedeckt werden kann.
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Ein alternatives Radarsensorsystem für ein Fahrzeug, weist wenigstens vier Radarsensoren auf, welche in einer gemeinsamen Ebene derart zueinander angeordnet sind, dass jeder dieser Radarsensoren in eine voneinander verschiedene Raumrichtung orientiert ist.
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Das Fahrzeug kann beispielsweise ein NKW aber auch ein PKW sein. Vorzugsweise ist das Fahrzeug ein Flurförderfahrzeug für Indoor-Anwendungen.
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Die wenigstens vier Radarsensoren sind in einer gemeinsamen Ebene angeordnet. Diese gemeinsame Ebene ist vorzugsweise horizontal ausgerichtet. Dadurch ist es ermöglicht, wenn das Radarsensorsystem z. B. auf einem Dach des Fahrzeugs oder an einer Front des Fahrzeugs angeordnet wird, eine Umgebung um das Fahrzeug herum zu erfassen.
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Beispielsweise können die wenigstens vier Radarsensoren in ihrer gemeinsamen Ebene in der Art eines Quadrats zueinander angeordnet werden, so dass jeder Radarsensor jeweils eine Ecke des Quadrats ausformt. Dadurch ist jeder der vier Radarsensoren in eine andere Raumrichtung orientiert und erfasst die Umgebung in Richtung seiner Raumrichtung.
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Selbstverständlich kann das Radarsensorsystem mehr als vier Radarsensoren aufweisen. Beispielsweise kann das Radarsensorsystem sechs Radarsensoren aufweisen. Diese können in ihrer gemeinsamen Ebene in der Art eines Hexagons zueinander angeordnet werden, so dass jeder Radarsensor jeweils eine Ecke des Hexagons ausformt. Dadurch ist jeder der sechs Radarsensoren in eine andere Raumrichtung orientiert und erfasst die Umgebung in Richtung seiner Raumrichtung.
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Beispielsweise kann das Radarsensorsystem acht Radarsensoren aufweisen. Diese können in ihrer gemeinsamen Ebene in der Art eines Oktagons zueinander angeordnet werden, so dass jeder Radarsensor jeweils eine Ecke des Oktagons ausformt. Dadurch ist jeder der acht Radarsensoren in eine andere Raumrichtung orientiert und erfasst die Umgebung in Richtung seiner Raumrichtung.
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Vorteilhaft daran ist, dass ein Sichtbereich von bis zu 360° um das Fahrzeug herum abgedeckt werden kann, wenn das Radarsensorsystem beispielsweise auf einem Dach des Fahrzeugs oder an einer Front des Fahrzeugs angeordnet wird. Weiterhin vorteilhaft ist, dass das Radarsensorsystem in der Lage ist, Geschwindigkeitsinformationen von bewegten Objekten ermitteln zu können. Zudem ist das Radarsensorsystem weniger stoßanfällig als ein Laserscanner.
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Ein Fahrzeug weist ein Radarsensorsystem auf, welches bereits in der vorherigen Beschreibung beschrieben wurde. Das Radarsensorsystem kann beispielsweise auf einem Dach des Fahrzeugs oder an einer Front des Fahrzeugs angeordnet werden.
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Beispielsweise kann das Fahrzeug einen beweglichen Hubmast aufweisen, an welchem das Radarsensorsystem angeordnet ist. Dieser Hubmast kann z. B. geneigt werden, wenn das Fahrzeug stillsteht, so dass der Sichtbereich des Radarsensorsystems verändert werden kann.
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Beispielsweise kann der Hubmast auch dann geneigt werden, wenn das Fahrzeug im Fahrbetrieb ist. Beispielsweise kann bei einem Fahrzeug, wenn es als Flurförderfahrzeug ausgeformt ist, bei einer Vorbeifahrt an einem Lagerregal den Sichtbereich des Radarsensorsystems mittels einer Neigung des Hubmasts angepasst werden, so dass das Lagerregal besser erfasst werden kann.
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Anhand der im Folgenden erläuterten Figuren werden verschiedene Ausführungsbeispiele und Details der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Radarsensorsystems nach einem Ausführungsbeispiel,
- 2 eine schematische Darstellung eines Radarsensorsystems nach einem weiteren Ausführungsbeispiel,
- 3 eine schematische Darstellung eines Radarsensorsystems nach einem weiteren Ausführungsbeispiel,
- 4 eine schematische Darstellung eines Radarsensorsystems nach einem weiteren Ausführungsbeispiel,
- 5 eine schematische Darstellung eines Radarsensorsystems nach einem weiteren Ausführungsbeispiel.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Radarsensorsystems 1 nach einem Ausführungsbeispiel. Das Radarsensorsystem 1 weist einen Radarsensor 2 und eine Lagerung 3 auf. Der Radarsensor 2 ist mit der Lagerung 3 verbunden. Diese Lagerung 3 ist derart ausgeformt, dass der Radarsensor 2 versetzt zu einer z-Achse angeordnet ist, um welche sich der Radarsensor 2 bewegen kann. Die Lagerung 3 weist ein Drehgelenk und eine stabförmige Halterung auf, mit welchen der Radarsensor 2 verbunden ist. Das Drehgelenk ist auf dem Schnittpunkt der y-Achse, der z-Achse und der x-Achse angeordnet.
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Weiterhin weist das Radarsensorsystem 1 einen Aktuator auf, der die Bewegung 4 aktuiert. Der Aktuator ist aus übersichtlichkeitsgründen nicht eingezeichnet.
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Die Lagerung 3 ist derart ausgeformt, dass eine exzentrische und vollständige Rotation um die z-Achse erfolgen kann. Die Bewegung 4 ist mittels des Pfeils angedeutet. Der Radarsensor 2 kann somit um die z-Achse, jedoch nicht um die y-Achse oder die x-Achse bewegt werden. Dadurch ist es möglich, einen Sichtbereich von 360°abzudecken.
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines Radarsensorsystems 1 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel. Das Radarsensorsystem 1 weist einen Radarsensor 2 und eine Lagerung 3 auf. Der Radarsensor 2 ist mit der Lagerung 3 verbunden. Diese Lagerung 3 ist derart ausgeformt, dass der Radarsensor 2 auf einer z-Achse angeordnet ist, um welche sich der Radarsensor 2 bewegen kann. Die Lagerung 3 weist ein Drehgelenk auf, mit welchem der Radarsensor 2 verbunden ist. Das Drehgelenk ist auf dem Schnittpunkt der y-Achse, der z-Achse und der x-Achse angeordnet.
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Weiterhin weist das Radarsensorsystem 1 einen Aktuator auf, der die Bewegung 4 aktuiert. Der Aktuator ist aus übersichtlichkeitsgründen nicht eingezeichnet.
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Die Lagerung 3 ist derart ausgeformt, dass eine mittige und vollständige Rotation um die z-Achse erfolgen kann. Die Bewegung 4 ist mittels des Pfeils angedeutet. Der Radarsensor 2 kann somit um die z-Achse, jedoch nicht um die y-Achse oder die x-Achse bewegt werden. Dadurch ist es möglich, einen Sichtbereich von 360°abzudecken.
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3 zeigt eine schematische Darstellung eines Radarsensorsystems 1 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel. Das Radarsensorsystem 1 weist einen Radarsensor 2 und eine Lagerung 3 auf. Der Radarsensor 2 ist mit der Lagerung 3 verbunden. Diese Lagerung 3 ist derart ausgeformt, dass der Radarsensor 2 versetzt zu einer z-Achse angeordnet ist, um welche sich der Radarsensor 2 bewegen kann. Die Lagerung 3 weist ein Drehgelenk und eine stabförmige Halterung auf, mit welchen der Radarsensor 2 verbunden ist. Das Drehgelenk ist auf dem Schnittpunkt der y-Achse, der z-Achse und der x-Achse angeordnet.
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Weiterhin weist das Radarsensorsystem 1 einen Aktuator auf, der die Bewegung 4 aktuiert. Der Aktuator ist aus übersichtlichkeitsgründen nicht eingezeichnet.
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Die Lagerung 3 ist derart ausgeformt, dass eine exzentrische Teilkreis-Bewegung um die z-Achse erfolgen kann. Die Bewegung 4 ist mittels des Pfeils angedeutet. In anderen Worten pendelt der Radarsensor 2 rotatorisch um die z-Achse. Der Radarsensor 2 kann somit um die z-Achse, jedoch nicht um die y-Achse oder die x-Achse bewegt werden. Dadurch ist es möglich, einen Sichtbereich von z. B. bis zu 180° abzudecken.
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4 zeigt eine schematische Darstellung eines Radarsensorsystems 1 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel. Das Radarsensorsystem 1 weist einen Radarsensor 2 und eine Lagerung 3 auf. Der Radarsensor 2 ist mit der Lagerung 3 verbunden. Diese Lagerung 3 ist derart ausgeformt, dass der Radarsensor 2 versetzt zu einer z-Achse angeordnet ist. Die Lagerung 3 weist eine Linearführung auf, mit welcher der Radarsensor 2 verbunden ist. Diese ist auf der x-Achse angeordnet.
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Weiterhin weist das Radarsensorsystem 1 einen Aktuator auf, der die Bewegung 4 aktuiert. Der Aktuator ist aus übersichtlichkeitsgründen nicht eingezeichnet.
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Die Lagerung 3 ist derart ausgeformt, dass eine Linearbewegung um die x-Achse, also entlang der x-Achse, erfolgen kann. Die Bewegung 4 ist mittels des Pfeils angedeutet. In anderen Worten pendelt der Radarsensor 2 um die x-Achse. Der Radarsensor 2 kann somit um die x-Achse, jedoch nicht um die y-Achse oder die z-Achse bewegt werden. Dadurch ist es möglich, einen Sichtbereich in Richtung der x-Achse zu vergrößern.
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5 zeigt eine schematische Darstellung eines Radarsensorsystems 1 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel. Das Radarsensorsystem 1 weist sechs vorzugsweise gleichartige Radarsensoren 2 auf, welche in einer Ebene angeordnet sind. Die sechs Radarsensoren 2 sind zueinander in Form eines Hexagons angeordnet, wobei jeder Radarsensoren 2 auf einer Ecke des Hexagons angeordnet ist.
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Das Radarsensorsystem 1 weist außerdem sechs Lagerungen 3' auf. Jeder der sechs Radarsensoren 2 ist mit einer der Lagerungen 3' verbunden. Mittels dieser Lagerung 3' können diese Radarsensoren 2 an einem Fahrzeug gelagert werden. Die Lagerungen 3' sind derart ausgeformt, dass die Radarsensoren 2 fixiert sind und nicht bewegt werden können.
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Die Radarsensoren 2 sind derart angeordnet, dass jeder dieser Radarsensoren 2 in eine andere Raumrichtung orientiert ist. Dadurch ist es möglich einen Sichtbereich von ca. 360° abzudecken.
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Die hier dargestellten Beispiele sind nur beispielhaft gewählt. Beispielsweise können die in 1 bis 4 dargestellten Radarsensorsysteme mehr als einen Radarsensor und mehr als eine Lagerung aufweisen. Außerdem können die Radarsensoren der Radarsensorsysteme aus 1 bis 4 derart gelagert sein, dass diese um mehr als eine Achse bewegt werden können, beispielsweise um alle drei Achsen. Weiterhin kann die Lagerung derart ausgeformt sein, dass sowohl eine rotatorische als auch eine translatorische Bewegung realisiert werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Radarsensorsystem
- 2
- Radarsensor
- 3
- Lagerung
- 3`
- Lagerung
- 4
- Bewegung
- x
- Achse
- y
- Achse
- z
- Achse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017219916 A1 [0004]
