DE10310265A1 - Spiegel zur optoelektronischen Umgebungserfassung an einem Fahrzeug - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine neuartige Komponente zur optoelektronischen Umgebungserfassung an einem Fahrzeug. In Fahrzeugen sind auf Kameras basierende Umgebungserfassungssysteme bereits im Einsatz. Jedoch wird beim Anbringen derartiger Kameras an Fahrzeugen das originäre Fahrzeugdesign verändert. Daher sieht die vorliegende Erfindung einen Spiegel (6) zur optoelektronischen Umgebungserfassung an einem Fahrzeug vor. Der Spiegel (6) reflektiert hierbei die optische Strahlung, derart, dass diese sich nach der Reflexion in Richtung des Kamerachips ausbreitet. Der Spiegel (6) weist dabei ein Befestigungsmittel (7) zur Anbringung an der Außenhaut des Fahrzeugs sowie an Fahrzeugbauteilen (1) auf. Durch diesen modularen Aufbau kann die Vorrichtung zur Umgebungserfassung auf einfache Weise an einem Fahrzeug integriert werden, wobei das originäre Fahrzeugdesign nahezu unverändert bleibt.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Spiegel zur optoelektronischen Umgebungserfassung an einem Fahrzeug.
• Zur Unterstützung des Fahrers werden künftige Fahrzeuge mit umgebungserfassenden Systemen ausgestattet. Derartige Systeme dienen dazu, den Fahrer vor Hindernissen und anderen Gefahrenquellen zu warnen, um damit die Anzahl der Verkehrsunfälle zu reduzieren. Durch die elektronische Erfassung des Toten-Winkels kann der Fahrer beispielsweise beim Einparken erheblich unterstützt werden. Die Erfassung der Umgebungsinformation erfolgt dabei mittels bildgebender Sensoren. Hierzu können beispielsweise CCD-Sensoren, welche im sichtbaren Spektrum empfindlich sind, oder Infrarot-Sensoren eingesetzt werden. Ein ganz wesentlicher Punkt beim Einsatz derartiger Sensoren in Fahrzeugen ist der Einbauort, dieser hängt nicht allein von der Aufgabenstellung und damit von dem zu erfassenden Bereich ab, sondern es müssen auch Anforderungen an das Fahrzeugdesign sowie weitere für den Betrieb des Systems relevante Parameter berücksichtigt werden. Die mittels einem System zur Umgebungserfassung aufgenommene Umgebungsinformation kann dem Fahrer beispielsweise direkt auf einem Display angezeigt werden oder an fahrzeuginterne Systeme zur Auswertung weitergeleitet werden.
• In der Schrift EP 1158473 A2 wird ein omniazimutales optisches System zur Umgebungsüberwachung an einem Fahrzeug beschrieben. Das System umfasst hierbei einen omniazimutalen optischen Sensor mit einem Sichtfeld von 360° sowie eine zugehörige Optik. Wobei als Optik im wesentlichen ein hyperbolischer Spiegel verwendet wird. Der optische Sensor und der hyperbolische Spiegel, sind dabei zu einer katadioptrischen Kameraeinheit zusammengefasst. Anhand der Ausführungsbeispiele wird u.a. die Verwendung der Sensoreinheit an einem Kraftfahrzeug gezeigt. Die Sensoreinheit wird hierbei außen am Kraftfahrzeug montiert, insbesondere an den Stoßfängern sowie auf dem Dach angebracht. Die mit dem Sensor aufgenommene Umgebungsinformation wird mittels einer Bildprozessoreinheit verarbeitet und anschließend dem Nutzer auf einem Display dargestellt. Das Display ist zudem durch den Nutzer ansteuerbar, so dass eine bestimmte Darstellung aus unterschiedlichen Teilansichten auswählbar ist bzw. diese kombiniert werden können und darin ein Navigieren möglich ist.
• In der taggleich mit dieser Anmeldung eingereichten Patentanmeldung mit dem Titel: "Katadioptrische Kamera für eine technische Einrichtung, insbesondere ein Kraftfahrzeug" ist ein Umgebungserfassendes System beschrieben, welches ein katadioptrisches Kamerasystem verwendet. Die katadioptrische Kamera besteht hierbei im Wesentlichen aus einem Bildsensor sowie einem Spiegel. Der Bildsensor umfasst einen optisch-elektrischen Wandler sowie eine zugehörige Optik. Der Spiegel ist dabei getrennt vom Bildsensor angeordnet, insbesondere direkt an der Außenhaut der technischen Einrichtung bzw. an Anbauteilen der technischen Einrichtung angebracht. Aufgrund dieser modularen Aufbauweise kann die Vorrichtung mit geringem Aufwand hergestellt werden. Zudem lässt sich beim Einsatz von Spiegeln mit kegelförmigem Querschnitt ein größerer Umgebungsbereich erfassen als mit herkömmlichen Kameras. Jedoch muss die technische Einrichtung an der Stelle, welche als spiegelnde Fläche fungiert in geeigneter Weise so ausgebildet werden, dass diese die optische Umgebungsinformation direkt auf den Bildsensor bzw. direkt auf eine dazwischen geschaltete Optik reflektiert.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine neuartige Komponente zur optoelektronischen Umgebungserfassung an einem Fahrzeug bereit zu stellen, welche auf einfache Weise an einem Fahrzeug integriert werden kann, so dass das originäre Fahrzeugdesign weitestgehend unverändert bleibt.
• Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die miteinander in Wechselbeziehung stehenden Vorrichtungen gemäß der unabhängigen Patentansprüche 1 und 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen werden in den Unteransprüchen aufgezeigt.
• Die Aufgabe der Erfindung wird nun mittels einem am Fahrzeug bereitgestellten Spiegel gelöst, welcher sich insbesondere zur Verwendung innerhalb der oben beschriebenen, taggleich zum Patent angemeldeten Vorrichtung eignet. Der Spiegel reflektiert hierbei die Umgebungsinformation in Form von optischer Strahlung. Wobei die optische Strahlung derart reflektiert wird, dass sich diese nach der Reflexion am Spiegel gezielt in Richtung weiterer sich am Fahrzeug befindlicher optischer und/oder elektrischer Bauteile ausbreitet. Der Spiegel weist dabei ein zu seiner Befestigung an der Außenhaut und/oder an Anbauteilen des Fahrzeugs geeignetes Mittel auf. Zum anderen wird die Erfindung durch ein Fahrzeug oder ein Fahrzeuganbauteil gelöst, welches ein zur Aufnahme eines Spiegels geeignetes Mittel aufweist. In erfinderischer Weise wirken dann die miteinander in Wechselbeziehung stehenden Vorrichtungen zusammen. Durch diesen modularen Aufbau kann die Vorrichtung zur Umgebungserfassung auf einfache Weise an einem Fahrzeug integriert werden, wobei das originäre Fahrzeugdesign kaum verändert werden muss. In vorteilhafter Weise kann der Spiegel dabei auch zu einem späteren Zeitpunkt nachgerüstet werden. Ein weiterer Vorteil des modularen Aufbaus ist es, dass sich damit die Variantenvielfalt reduzieren lässt. So kann beispielweise für unterschiedlichste Modellvarianten immer dasselbe Spiegelmodell verwendet werden, indem bei allen Fahrzeugmodellen bzw. Fahrzeuganbauteilen dasselbe Aufnahmemittel für den Spiegel vorgesehen ist.
• In einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung handelt es sich bei dem Spiegel um einen Spiegel mit kegelförmigem Querschnitt. Unter kegelförmig im Sinne dieser Erfindung wird eine Form des Spiegels verstanden, bei welcher dieser einem Paraboloiden oder Hyperboloiden oder einer Kombination von Kegelschnitten (Parabel, Hyperbel, Ellipse) entspricht. Derartige Spiegel werden vorzugsweise bei panoramischen Kameras eingesetzt, wie sie beispielsweise in der Schrift EP 1158473 A2 beschrieben werden. Hierbei wird insbesondere ein hyperbolischer Spiegel für eine panoramische Kamera vorgeschlagen. Selbstverständlich sind auch beliebige andere Formen für den Spiegel einsetzbar, z.B. ein parabolischer oder planarer Spiegelquerschnitt. Spiegel mit einem kegelförmigem Querschnitt haben jedoch den wesentlichen Vorteil, dass damit ein größerer Umgebungsbereich erfasst werden kann. In Abhängigkeit vom Einbauort kann somit ein Bereich von bis zu 360° erfasst werden.
• Indem sich der Spiegel in seinem Befestigungsbereich in seiner Form an die Form der Außenhaut und/oder an die Form des Anbauteils des Fahrzeugs anpasst, ist dieser universell einsetzbar. Beispielsweise kann ein und derselbe Spiegel sowohl an den Frontscheinwerfern als auch an den Heckscheinwerfern oder einem der Stoßfänger des Fahrzeugs angebracht werden. Selbstverständlich sind neben den Scheinwerfern und Stoßfängern beliebige weitere Anbauteile zur Anbringung des Spiegels denkbar. Auch ist es dabei denkbar, dass der Spiegel direkt an der Außenhaut des Fahrzeugs angebracht wird und dieser sich hierbei im Befestigungsbereich in seiner Form an die Form anpasst, beispielsweise an die des Kofferraumdeckels oder eines Kotflügels.
• In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung handelt es sich bei der Verbindung zur Befestigung des Spiegels an der Außenhaut bzw. an den Anbauteilen des Fahrzeugs um eine Steckverbindung. Wobei der Spiegel beispielsweise wie ein Stecker ausgestaltet ist und Zapfen aufweist. In einer besonders vorteilhaften Weise umfassen die Zapfen hierbei Widerhaken, damit z.B. ein unbeabsichtigtes Lösen der Steckverbindung ausgeschlossen werden kann. Die Außenhaut des Fahrzeugs bzw. die Fahrzeuganbauteile wirken hierbei mit dem Spiegel zusammen, indem diese in der Form einer Buchse ausgebildet sind und ein Mittel zur Aufnahme des Steckers (Spiegels) aufweisen. Selbstverständlich ist auch eine entgegengesetzte Reihenfolge der Anordnung denkbar, indem der Spiegel ein Aufnahmemittel umfasst, welches als Buchse ausgebildet ist und das Fahrzeug bzw. das Fahrzeuganbauteil ein Befestigungsmittel, z.B. Zapfen, umfasst. Bei den nachfolgenden Ausführungen wird jedoch davon ausgegangen, dass der Spiegel mit Zapfen versehen ist und das Fahrzeug bzw. die Fahrzeuganbauteile eine Buchse zur Aufnahme für einen Stecker umfassen.
• In einer gewinnbringenden Weise ist die Buchse dabei derart ausgestaltet, dass diese im nicht verbundenen Zustand mit einer Abdeckung verschlossen ist. Dadurch ist ein späteres Nachrüsten der Vorrichtung möglich, insbesondere Fahrzeuganbauteile und Spiegel sind somit beliebig nachrüstbar. Auch ist es denkbar, dass die Buchse mit einer wiederverschließbaren Abdeckung ausgestattet ist. Somit kann der Spiegel an unterschiedlichen Fahrzeugpositionen zum Einsatz kommen. Beispielsweise ist die für eine Rückraumüberwachung übliche Position des Spiegels für einen Anhängerbetrieb des Fahrzeugs nicht geeignet, so dass der Spiegel an einer anderen Position angebracht werden muss. Ein weiterer Vorteil einer abdeckbaren Buchse ist es hierbei, dass in das Innere der die Buchse umfassenden Vorrichtung kein Schmutz oder andere Umwelteinflüsse eindringen können. In einer vorteilhaften Weise werden entsprechende Aufnahmevorrichtungen dabei in ihrem unverbundenen Zustand derart ausgestaltet, dass diese eine zu durch brechende Abdeckung aufweisen, wobei die Abdeckung häufig vorperforiert ist und aus demselben Material aufgebaut ist wie die Aufnahmevorrichtung selbst. Als Abdeckungen eignen sich beispielsweise allgemein Abdeckungen unterschiedlichster Materialien, welche steckbar sind und in der Aufnahmevorrichtung einrasten. Auch sind anderweitig verschließbare Abdeckungen denkbar, besonders bewährt haben sich beispielsweise Gummi-Stopfen.
• In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung handelt es sich bei der Verbindung zur Befestigung des Spiegels an der Außenhaut bzw, an den Anbauteilen des Fahrzeugs um eine Klebverbindung. Der Spiegel weist hierfür eine für eine Klebverbindung geeignete Ausformung auf, insbesondere eine Klebfläche. Analog weist das am Fahrzeug bzw. am Fahrzeuganbauteil vorhandene Mittel zur Aufnahme des Spiegels eine für eine Klebverbindung geeignete Ausformung auf. Für Klebverbindungen eignen sich insbesondere glatte und fettfreie Oberflächen. Daher sind entsprechende Stellen häufig mit einer Schutzfolie versehen, welche vor der Realisierung der Klebverbindung zu entfernen ist.
• Auch ist es denkbar, dass es sich bei der Verbindung zur Befestigung des Spiegels an der Außenhaut bzw. an den Anbauteilen des Fahrzeugs um eine Schweißverbindung handelt. Der Spiegel weist hierzu eine für eine Schweißverbindung geeignete Ausformung auf. Analog weist das am Fahrzeug bzw. am Fahrzeuganbauteil vorhandene Mittel zur Aufnahme des Spiegels eine für eine Schweißverbindung geeignete Ausformung auf.
• In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung handelt es sich bei dem Spiegel um eine Folie. Hierbei ist es insbesondere denkbar, dass der Spiegel in der Form einer Klebfolie direkt am Fahrzeug oder an Fahrzeuganbauteilen angebracht wird. Es ist jedoch auch denkbar, dass es sich bei der Folie um eine adhäsiv haftende Folie handelt, welche ohne Klebstoff befestigt wird. Durch die Verwendung einer Folie ist eine ideale Anpassung an die Aufnahmevorrichtung gewährleistet. Zudem beansprucht ein in der Form einer Folie ausgestalteter Spiegel keinen zusätzlichen Bauraum.
• Zur Befestigung des Spiegels an der Außenhaut bzw. an den Anbauteilen des Fahrzeugs ist jedoch auch eine Schraubverbindung geeignet, welche den Vorteil bietet, dass derartige Verbindungen im allgemeinen lösbar sind. Andererseits ist selbstverständlich auch eine nichtlösbare Nietverbindung zur Befestigung des Spiegels denkbar.
• Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand eines Fahrzeugscheinwerfers. Dabei zeigen:
• 1 Spiegel mit Befestigungsmittel und Fahrzeugscheinwerfer mit Aufnahmemittel.
• 2 Fahrzeugscheinwerfer mit Aufnahmemittel und Abdeckung.
• 3 Spiegel mit Befestigungsmittel in der Drauf- und Seitenansicht.
• In 1 wird das prinzipielle Zusammenwirken des Spiegels (6) mit einem Fahrzeuganbauteil (1), insbesondere ein Fahrzeugscheinwerfer gezeigt. Der Fahrzeugscheinwerfer (1) umfasst hierbei einen Reflektor (2) sowie eine Lampe (3). An der Frontseite befindet sich das Abdeckglas (4), welches mehrere Aufnahmemittel (5) für die Realisierung einer Steckverbindungen umfasst. Die Aufnahmemittel (5) sind hierbei derart ausgestaltet, dass diese mit den Befestigungsmitteln (7) des Spiegels (6) zusammenwirken. Die Verbindung wird hierbei durch einen Steckmechanismus hergestellt, wobei die Widerha ken (8) dafür sorge tragen, dass ein unbeabsichtigtes Lösen der Verbindung nicht möglich ist.
• 2 zeigt einen Ausschnitt des Fahrzeugscheinwerfers (1), wobei am frontseitigen Abdeckglas (4) mehrere Aufnahmevorrichtungen (5) angebracht sind. Die Aufnahmemittel (5) sind hierbei jeweils mit einer Abdeckung (9) ausgestattet. Die Abdeckungen (9) dienen zum Schutz des Fahrzeugscheinwerfers (1) vor Umwelteinflüssen, wenn kein Spiegel (6) eingesteckt ist.
• In 3 wird eine Ausführungsform des Spiegels (6) in der Draufsicht und die dazugehörige Seitenansicht gezeigt. Wobei der Spiegel hierbei insgesamt drei Befestigungsmittel (7) umfasst. Selbstverständlich kann die Anzahl der Befestigungsmittel (7) beispielsweise in Abhängigkeit der Ausführungsform des Spiegels (6) variieren.

1

Fahrzeuganbauteil

2

Reflektor

3

Lampe

4

Abdeckglas

5

Aufnahmemittel

6

Spiegel

7

Befestigungsmittel

8

Widerhaken

9

Abdeckung

Claims (12)

1. Spiegel zur optoelektronischen Umgebungserfassung an einem Fahrzeug, wobei der Spiegel (6) die Umgebungsinformation in Form von optischer Strahlung reflektiert, und die optische Strahlung nach der Reflexion sich gezielt in Richtung weiterer am Fahrzeug befindlicher optischer und/oder elektronischer Bauteile ausbreitet, und wobei der Spiegel (6) ein Befestigungsmittel (7) zur Anbringung an der Außenhaut des Fahrzeugs und/oder an Fahrzeuganbauteilen (1) aufweist.
2. Spiegel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spiegel (6) einen kegelförmigen Querschnitt aufweist.
3. Spiegel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Spiegel (6) im Befestigungsbereich in seiner Form an die Form der Außenhaut des Fahrzeugs und/oder an die Form des Fahrzeuganbauteils (1) anpasst.
4. Spiegel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Befestigungsmittel (7) an der Außenhaut des Fahrzeugs und/oder an Fahrzeuganbauteilen (1) um einen Stecker zur Herstellung einer Steckverbindung handelt, wobei insbesondere Zapfen vorgesehen sind.
5. Spiegel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsmittel (7) des Steckers mit Widerhaken (8) versehen sind.
6. Spiegel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Spiegel (6) eine für eine Klebverbindung geeignete Ausformung aufweist, insbesondere eine Klebefläche.
7. Spiegel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Spiegel (6) eine für eine Schweißverbindung geeignete Ausformung aufweist.
8. Spiegel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Spiegel (6) um eine Folie handelt.
9. Fahrzeug oder Fahrzeuganbauteil, welches ein zur Aufnahme eines Spiegels (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 geeignetes Aufnahmemittel (5) aufweist.
10. Fahrzeug oder Fahrzeuganbauteil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Aufnahmemittel (5) zur Aufnahme des Spiegels (6) um eine Buchse zur Aufnahme eines Steckers handelt.
11. Fahrzeug oder Fahrzeuganbauteil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Aufnahmemittel (5) zur Aufnahme des Spiegels (6) um eine Aufnahme für eine Klebverbindung geeignete Ausformung handelt, insbesondere eine Klebefläche.
12. Fahrzeug oder Fahrzeuganbauteil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Aufnahmemittel (5) zur Aufnahme des Spiegels (6) um eine für eine Schweißverbindung geeignete Ausformung handelt.