DE10219008C1 - Visibility range measuring device for automobile driver, uses stepping motors for positioning laser markers at edges of visibility range - Google Patents
Visibility range measuring device for automobile driver, uses stepping motors for positioning laser markers at edges of visibility rangeInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung des Sichtbereiches an Kraftfahrzeugen.The present invention relates to a device for measuring the field of view on motor vehicles.
Die Sichtbereiche von Kraftfahrzeugen haben eine große Bedeutung im Zulassungsverfahren gemäß der Straßenverkehrszulassungsordnung (StVZO). Je nach Fahrzeugtyp sind die Anforderungen an den Sichtbereich in unterschiedlichen Richtlinien aufgeführt (RREG 74/347/EWG; § 35b StVZO, RN 1; § 35b StVZO, RN 11; RREG 71/127/EWG). Allen Richtlinien ist gemeinsam, dass der Sichtbereich des Fahrers in einem Schattenriss-Verfahren ermittelt wird, bei dem zwei starke Lichtquellen in dem der Lage nach definierten Augenpunkt des Kraftfahrers in 65 mm Abstand installiert werden. Der Schatten auf dem Sichthalbkreis wird gemessen, der Teil des Sichthalbkreises, der nicht im Kernschatten liegt gilt als Sichtbereich.The visible areas of motor vehicles are of great importance in the approval process according to the Road Traffic Licensing Regulations (StVZO). Depending on the vehicle type, the demands on the field of view in different guidelines listed (RREG 74/347 / EEC; § 35b traffic regulations, RN 1; § 35b traffic regulations, RN 11; RREG 71/127 / EEC). All guidelines have in common that the driver's field of vision is determined using a silhouette method, in which two strong light sources are installed at a distance of 65 mm according to the driver's defined eye point. The shadow on the semi-circle of vision is measured, the part of the semi-circle of vision that is not in the umbra is considered the viewing area.
Nachteilig bei diesem Verfahren ist der hohe Aufwand zur Definition des Augenpunktes, Installation der Lichtquellen, mehrfachem Umbau der Lichtquellen, je nach Zulassungsart des Fahrzeugs (§ 35b StVZO, RN 11) und Versuchsaufbau mit ausreichendem Sichthalbkreis.A disadvantage of this procedure is the high effort required to define the eye point, installation of the light sources, multiple conversions of the light sources, depending on the type of registration of the vehicle (§ 35b StVZO, RN 11 ) and experiment setup with a sufficient semicircle of vision.
Aus der Patentschrift DE 43 01 228 C1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem die Sichtweite bestimmt wird, obwohl sich im Sichtfeld ein Hindernis befindet. Ein im Verhältnis zu einem Empfänger fest installierter Sender sendet einen Lichtimpuls aus. Ein Teil des Impulses trifft in einer definierten Zeit auf den Empfänger, der übrige Teil des Lichtimpulses wird erst von der Fahrbahn reflektiert. Die Laufzeit zur Fahrbahn und zurück ergibt in Verbindung mit der bekannten Lichtgeschwindigkeit die Sichtweite. Sollte sich ein Hindernis im Sichtbereich befinden, wird der Lichtstrahl früher mit stärkerer Intensität reflektiert. Diese "Ausreißer" können bei der Auswertung vernachlässigt werden. Nachteilig an der Erfindung bei der Verwendung zur Bestimmung des Sichtbereichs ist, dass Sender und Empfänger im Augenpunkt des Fahrers installiert werden müssen um nach dem Schattenrissprinzip eine Aussage über den vom Fahrer einsehbaren Bereich zu erfassen.From the patent DE 43 01 228 C1 a method is known in which the visibility is determined even though there is an obstacle in the field of vision. One in relation to a receiver of permanently installed transmitters emits a light pulse. Part of the Impulse hits the receiver in a defined time, the rest of the Light pulse is only reflected from the road. The running time to the road and back in connection with the known speed of light gives the visibility. If there is an obstacle in the field of vision, the light beam will be with earlier reflected more intense. These "outliers" can be used in the evaluation be ignored. A disadvantage of the invention when used for Determination of the field of view is that the transmitter and receiver are in the focus of the Driver must be installed to make a statement according to the silhouette principle over the area visible to the driver.
Aus der Patentschrift DE 694 23 020 T2 ist eine Vorrichtung bekannt, die eine Oberfläche optisch abtastet und eine "3D-Karte" erstellt um Hindernisse wahrzunehmen. Die dreidimensionale Darstellung wird erreicht, indem jedem Bildpunkt eines Gesichtsfeldes eine Entfernung mittels eines Entfernungsmessers zugeteilt wird. Anwendung findet die Erfindung in Fahrzeugen um Kollisionen zu vermeiden. Nachteilig an der Erfindung ist die aufwendige und damit kostenintensive Konstruktion, die es ermöglicht, während der Fahrt, ständig neu das Gesichtsfeld zu vermessen und Abstände der Hindernisse neu zu berechnen. Diese Eigenschaft ist bei der Erfassung des Sichtbereichs eines Kraftfahrzeuges nach StVZO § 35 aber nicht notwendig und daher ist der hohe Bauaufwand nicht gerechtfertigt.From the patent specification DE 694 23 020 T2 a device is known which has a surface optically scanned and a "3D map" created to perceive obstacles. The three-dimensional representation is achieved by giving each pixel one Field of view is assigned a distance by means of a range finder. The invention is used in vehicles to avoid collisions. The disadvantage of the invention is the complex and thus expensive Construction that enables the field of vision to be constantly renewed while driving measured and recalculate distances of the obstacles. This property is when recording the field of vision of a motor vehicle according to StVZO § 35 not necessary and therefore the high construction costs are not justified.
Aus der DE 690 13 041 T2 ist ein Verfahren bekannt, bei dem ein Bediener zur Vermessung geologischer Geländeabschnitte einen Punkt im Geländeabschnitt mittels eines Lasers erzeugt um dann zur vergleichenden Analyse eine Videokamera und einen Infrarot-Scanner auf diesen Punkt auszurichten. Dabei wird der mittels Laser markierte Punkt willkürlich auf eine zu untersuchende Stelle im Geländeabschnitt gerichtet, ohne die genaue Position zu bestimmen. Er dient lediglich als Brennpunkt der beiden unterschiedlichen Aufnahmesysteme.From DE 690 13 041 T2 a method is known in which an operator takes measurements geological terrain sections a point in the terrain section by means of a Lasers then creates a video camera and one for comparative analysis Align the infrared scanner at this point. This is done using a laser marked point arbitrarily to a point to be examined in the terrain section directed without determining the exact position. It only serves as a focal point of the two different recording systems.
Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde den Sichtbereich von Kraftfahrzeugen ohne Installation der Lichtquellen, in Räumen, die kleiner sind, wie der Sichthalbkreis des Fahrers, von einer Person zu messen.The invention specified in claim 1 is based on the problem Field of vision of motor vehicles without installing the light sources, in rooms that are smaller, like the driver's semicircle, to be measured by one person.
Dieses Problem wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 beschriebene Vorrichtung gelöst.This problem is solved by the in the characterizing part of claim 1 described device solved.
Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht insbesondere darin, dass ein Laser einen zur Messung ausreichend gebündelten Lichtpunkt auf nahezu alle Flächen projiziert. The advantage achieved with the invention is in particular that a laser a light spot sufficiently concentrated for measurement on almost all surfaces projected.
Weiter sind Schrittmotoren ihrer Bauart nach geeignet eine einfache Beziehung zwischen Anzahl der Schritte und überfahrenem Winkel zuzulassen.In addition, stepper motors are suitably a simple relationship between the number of steps and the angle passed.
Ein vorbestimmter Abstand zweier Schrittmotoren an denen ein Lasermarkierer drehbar befestigt ist hat den Vorteil die dritte Größe neben den Winkeln zu sein, die zur Berechnung eines Dreiecks zwingend notwendig ist.A predetermined distance between two stepper motors on which a laser marker has the advantage of being the third size next to the angles that is absolutely necessary to calculate a triangle.
Ein weiterer Vorteil besteht in einem Trägerarm, der eine einfache Verbindungsmöglichkeit der Schrittmotoren ist.Another advantage is a support arm that is simple It is possible to connect the stepper motors.
Eine Steuereinrichtung für die Schrittmotoren hat den Vorteil den Bedienungsplatz für die Vorrichtung variabel wählen zu können.A control device for the stepper motors has the advantage of the operator station for to be able to choose the device variably.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Patentanspruch 2 angegeben. Die Parallelität der beiden Drehachsen des ersten Schrittmotors und des zweiten Schrittmotors ermöglicht es die beiden Abbildungen der drehbar befestigten Lasermarkierer in jedem Punkt einer Ebene in der sich der Lasermarkierer dreht und deren Normale die Drehachse des Schrittmotors ist in Übereinstimmung zu bringen.An advantageous embodiment of the invention is specified in claim 2. The parallelism of the two axes of rotation of the first stepper motor and the second Stepper motor allows the two images of the rotatably mounted Laser marker in every point of a plane in which the laser marker rotates and whose normal the axis of rotation of the stepper motor is to be brought into line.
Alternativ bietet die Ausgestaltung der im Patentanspruch 3 angegebenen Ausgestaltung den Vorteil, dass bei rechtwinkliger Anordnung des ersten und zweiten Schrittmotors zum dritten Schrittmotor die Berechnung der Koordinaten eines räumlichen Koordinatensystems einfach ist.Alternatively, the design of the one specified in claim 3 offers Design the advantage that with a right-angled arrangement of the first and second stepper motor to the third stepper motor the calculation of the coordinates of a spatial coordinate system is simple.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in Patentanspruch 4 angegeben. Die Steuereinrichtung zum Steuern des ersten und zweiten Lasermarkierer und des ersten, zweiten und dritten Schrittmotors besteht aus einer Steuereinheit zur Leistungsversorgung und einem Personal Computer zur Signalversorgung. Die Aufteilung in zwei Komponenten erhöht die Flexibilität des Aufbaus der Vorrichtung.A further advantageous embodiment of the invention is in claim 4 specified. The control device for controlling the first and second Laser marker and the first, second and third stepper motor consists of one Control unit for power supply and a personal computer Signal power supply. The division into two components increases the flexibility of the Construction of the device.
Ebenfalls vorteilhaft ist die Ausgestaltung der Erfindung gemäß Patentanspruch 5. Zur Leistungsversorgung des ersten, zweiten und dritten Schrittmotors und des ersten und zweiten Lasermarkierer und zur Signalversorgung vom Personal Computer ist die Steuereinheit mit dem ersten, zweiten und dritten Schrittmotor, dem ersten und zweiten Lasermarkierer und dem Personal Computer verbindbar.The embodiment of the invention according to claim 5 is also advantageous. To power the first, second and third stepper motor and first and second laser markers and for signal supply from the staff Computer is the control unit with the first, second and third stepper motor, the first and second laser markers and the personal computer can be connected.
Besonders vorteilhaft ist die Ausgestaltung der Erfindung gemäß Patentanspruch 6. Die Steuereinheit ist über eine RS 232-Schnittstelle mit dem Personal Computer verbindbar.The embodiment of the invention according to patent claim 6 is particularly advantageous. The control unit is connected to the personal computer via an RS 232 interface connectable.
Ebenfalls besonders vorteilhaft ist die Ausgestaltung der Erfindung gemäß Patentanspruch 7. Der Personal Computer weist ein Eingabegerät, beispielsweise eine Tastatur und/oder Maus, ein Anzeigegerät, beispielweise einen Monitor, und ein Softwareprogramm auf.The configuration according to the invention is also particularly advantageous Claim 7. The personal computer has an input device, for example a keyboard and / or mouse, a display device, for example a monitor, and a Software program.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Patentanspruch 8 angegeben. Der Personal Computer ist mit einem Software Programm ausgerüstet, welches Befehle des Eingabegerätes verarbeitet und Steuersignale für die Steuereinheit erzeugt zur Betätigung des ersten, zweiten und dritten Schrittmotors, Winkeländerung um die Drehachse des ersten, zweiten und dritten Schrittmotors verarbeitet, aus den Winkeländerungen und dem vorgegebenen Abstand des ersten und zweiten Schrittmotors Längen berechnet, die Ergebnisse der Berechnungen formatiert, aufbereitet und auf dem Ausgabegerät sichtbar macht.An advantageous embodiment of the invention is specified in claim 8. The personal computer is equipped with a software program which Input device commands processed and control signals for the control unit generated to actuate the first, second and third stepper motor, Angle change around the axis of rotation of the first, second and third stepper motor processed, from the angle changes and the predetermined distance of the first and second stepper motor lengths calculated, the results of the calculations formatted, processed and made visible on the output device.
Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Die einzige Fig. 1 zeigt einen schematischen Schnitt durch ein Kraftfahrzeug 100 mit Winkelspiegel 101.An embodiment is shown in the drawing and will be described in more detail below. The only Fig. 1 shows a schematic section through a motor vehicle 100 with angled mirror 101.
Ein erster Lasermarkierer 1 ist an einem ersten Schrittmotor 3 drehbar befestigt, ein zweiter Lasermarkierer 2 ist an einem zweiten Schrittmotor 4 drehbar befestigt, der erste und zweite Schrittmotor 3, 4 sind in einem vorbestimmten Abstand 6 an einem Trägerarm 7 befestigt, der Trägerarm 7 ist an einem dritten Schrittmotor 5 befestigt und der erste, zweite und dritte Schrittmotor 3, 4, 5 ist von einer Steuereinrichtung 10 steuerbar. Die Steuereinrichtung 10 besteht aus einer Steuereinheit 11, zur Leistungsversorgung des ersten und zweiten Lasermarkierer 1, 2 und des ersten, zweiten und dritten Schrittmotors 3, 4, 5 und der Signalversorgung vom Personal Computer 12, und dem Personal Computer 12. Der Personal Computer 12 weist eine Eingabeeinrichtung 13 in Form einer Tastatur und/oder Maus, sowie ein Anzeigegerät 14 in Form eines Monitors auf. Selbstverständlich können die Einrichtungen/Geräte einzeln oder in Form eines Laptops integriert vorhanden sein. Das Softwareprogramm ist auf den Personal Computer 12 aufgespielt.A first laser marker 1 is rotatably attached to a first stepper motor 3 , a second laser marker 2 is rotatably attached to a second stepper motor 4 , the first and second stepper motors 3 , 4 are attached to a support arm 7 at a predetermined distance 6 , which is the support arm 7 attached to a third stepper motor 5 and the first, second and third stepper motors 3 , 4 , 5 can be controlled by a control device 10 . The control device 10 consists of a control unit 11 for supplying power to the first and second laser markers 1 , 2 and the first, second and third stepper motors 3 , 4 , 5 and the signal supply from the personal computer 12 and the personal computer 12 . The personal computer 12 has an input device 13 in the form of a keyboard and / or mouse, and a display device 14 in the form of a monitor. Of course, the facilities / devices can be present individually or integrated in the form of a laptop. The software program is loaded onto the personal computer 12 .
Zur Messung des Sichtbereiches müssen während des Versuchsaufbaues zunächst
folgende Punkte zur Bestimmung eines Koordinatensystems im Raum vermessen
werden:
To measure the field of view, the following points for determining a coordinate system in space must first be measured during the test setup:
- - die Höhe des Optikausblickes vom Boden,- the height of the optical view from the floor,
- - die Höhe des ersten Lasermarkierer 1 vom Boden,the height of the first laser marker 1 from the ground,
- - der Längsversatz des Winkelspiegels 101 relativ zur Position des dritten Schrittmotors 5,the longitudinal offset of the angular mirror 101 relative to the position of the third stepping motor 5 ,
- - der Querversatz des Winkelspiegels 101 relativ zur Position des dritten Schrittmotors 5,the transverse offset of the angular mirror 101 relative to the position of the third stepping motor 5 ,
- - der Querversatz des Winkelspiegels 101 relativ zur hinteren rechten Ecke des Fahrzeugs,the transverse offset of the angular mirror 101 relative to the rear right corner of the vehicle,
- - der Längsversatz des Winkelspiegels 101 relativ zur hinteren rechten Ecke des Fahrzeugs.- The longitudinal offset of the angle mirror 101 relative to the rear right corner of the vehicle.
Die messende Person 8 nimmt die Position des Fahrers ein. In seiner direkten Umgebung mit Zugangsmöglichkeit befindet sich der angeschlossene Personal Computer 12. Über die Eingabeeinrichtung 13, das Softwareprogramm, den Personal Computer die Steuereinheit 11 kann die messende Person 8 den ersten, zweiten und dritten Schrittmotor 3, 4, 5 so ansteuern, dass die Abbildungen des ersten und zweiten Lasermarkierer 1, 2 sich in einem Endpunkt des von der messenden Person 8 einsehbaren Sichtbereich des Kraftfahrzeugs 100 überdecken. Diese Einstellung wird gespeichert. Der von der messende Person 8 einsehbare Sichtbereich des Kraftfahrzeugs wird auf diese Weise vermessen, wobei hauptsächlich die Eckpunkte des Sichtbereiches relevant sind.The measuring person 8 takes the position of the driver. The connected personal computer 12 is located in its direct vicinity with the possibility of access. Via the input device 13 , the software program, the personal computer, the control unit 11 , the measuring person 8 can control the first, second and third stepper motors 3 , 4 , 5 in such a way that the images of the first and second laser markers 1 , 2 are in an end point of the cover the visible area of the motor vehicle 100 visible to the measuring person 8 . This setting is saved. The field of vision of the motor vehicle that can be seen by the measuring person 8 is measured in this way, the corner points of the field of vision being primarily relevant.
Aus der Winkeländerung der Schrittmotoren 3, 4, 5 in den relevanten Eckpunkten des Sichtbereichs und dem vordefinierten Abstand 6 des ersten und zweiten Schrittmotors 3, 4 kann über die Kongruentsätze alle Längen in dem entstandenen Dreieck berechnet werden. Die errechneten Koordinaten werden im Softwareprogramm formatiert und auf dem Ausgabegerät angezeigt.From the change in angle of the stepper motors 3 , 4 , 5 in the relevant corner points of the visual range and the predefined distance 6 of the first and second stepper motors 3 , 4 , all lengths in the triangle formed can be calculated using the congruent rates. The calculated coordinates are formatted in the software program and displayed on the output device.
Bei dem dargestellten Strahlengang 20, würde der Punkt auf dem Sichthalbkreis 21 außerhalb der Räumlichkeit des Versuchsaufbaus 22 liegen. In diesem Fall ist es möglich aus der Höhe 22 der Abb. 23 auf der Wand 24 und dem Abstand bis zur Wand 25 den Punkt auf dem Sichthalbkreis zu errechnen.In the beam path 20 shown , the point on the viewing semicircle 21 would lie outside the space of the experimental setup 22 . In this case it is possible to calculate the point on the semicircle from the height 22 of Fig. 23 on the wall 24 and the distance to the wall 25 .
11
Erster Lasermarkierer
First laser marker
22
Zweiter Lasermarkierer
Second laser marker
33
Erster Schrittmotor
First stepper motor
44
Zweiter Schrittmotor
Second stepper motor
55
Dritter Schrittmotor
Third stepper motor
66
Vorbestimmter Abstand
Predetermined distance
77
Tragarm
Beam
1010
Steuereinrichtung
control device
1111
Steuereinheit
control unit
1212
Personal Computer
Personal computer
1313
Eingebegerät
Eingebegerät
1414
Ausgabeeinrichtung
output device
2020
Strahlengang
beam path
2121
Punkt auf dem Sichthalbkreis
Point on the semi-circle of vision
2222
Höhe
height
2323
Abbildung
Illustration
2424
Wand
wall
2525
Abstand bis zur Wand
Distance to the wall
Claims (8)
ein erster Lasermarkierer an einem ersten Schrittmotor drehbar befestigt ist,
ein zweiter Lasermarkierer an einem zweiten Schrittmotor drehbar befestigt ist,
der erste und zweite Schrittmotor in einem vorbestimmten Abstand an einem Trägerarm befestigt sind,
der Trägerarm an einem dritten Schrittmotor befestigt ist und
der erste, zweite und dritte Schrittmotor von einer Steuereinrichtung steuerbar ist.1. Device for measuring the field of view on motor vehicles in the
a first laser marker is rotatably attached to a first stepper motor,
a second laser marker is rotatably attached to a second stepper motor,
the first and second stepper motors are attached to a support arm at a predetermined distance,
the support arm is attached to a third stepper motor and
the first, second and third stepper motor can be controlled by a control device.
Befehle des Eingabegerätes verarbeitet und Steuersignale für die Steuereinheit erzeugt zur Betätigung des ersten, zweiten und dritten Schrittmotors,
Winkeländerung um die Drehachse des ersten, zweiten und dritten Schrittmotors verarbeitet,
aus den Winkeländerungen und dem vorgegebenen Abstand des ersten und zweiten Schrittmotors Längen berechnet,
die Ergebnisse der Berechnungen formatiert, aufbereitet und auf dem Ausgabegerät sichtbar macht.8. The device of claim 7, wherein the software program
Processes commands from the input device and generates control signals for the control unit to actuate the first, second and third stepper motor,
Processed angle change around the axis of rotation of the first, second and third stepper motor,
lengths are calculated from the angle changes and the predetermined distance of the first and second stepper motor,
the results of the calculations are formatted, processed and made visible on the output device.
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