DE19536000B4 - Level adjustment for distance measuring devices in vehicles - Google Patents

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Abstract

Niveaueinstellung für Abstandsmessgeräte in Fahrzeugen mit einem oder mehreren elektromagnetischen Pulslaufzeitsensorkanälen, wobei mindestens einer der Pulslaufzeitsensorkanäle auf die Fahrbahn vor dem Fahrzeug gerichtet ist und wobei die Pulsform und der Abstand des Echos vor dem Fahrzeug zur Nickwinkeleinstellung des Sensorsystems ausgewertet werden.level adjustment for distance measuring devices in vehicles with one or more electromagnetic pulse transit time sensor channels, wherein at least one of the pulse transit time sensor channels on the road ahead of Vehicle is directed and where the pulse shape and the distance of Echoes in front of the vehicle for pitch angle adjustment of the sensor system be evaluated.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft eine Niveaueinstellung für Abstandsmessgeräte für Fahrzeuge. (Nächstliegender Stand der Technik ist die DE 40 28 788 A1 ).The invention relates to a level adjustment for distance measuring devices for vehicles. (Nearest prior art is the DE 40 28 788 A1 ).

Abstandsmessgeräte für Warn- und Abstandshaltefunktion in Kraftfahrzeugen müssen so ausgerichtet sein, dass sie die Verkehrssituation und die Fahrzeuge vor dem eigenen Fahrzeug erfassen.Distance measuring devices for warning and spacing function in motor vehicles must be so aligned that they have the traffic situation and the vehicles in front of their own Capture vehicle.

Dazu sind bisher zwei Methoden bekannt.

  • – Das System wird so ausgelegt, dass vor dem Sensor eine so große Fläche erfasst wird, dass alle Nickwinkel und Fahrbahnkrümmungen abgedeckt werden.
  • – Das System wird abgeleitet von der Einfederung des Fahrzeugs nachgeregelt.
For this purpose, two methods are known so far.
  • - The system is designed to detect such a large area in front of the sensor that it covers all pitch angles and lane curvatures.
  • - The system is readjusted derived from the deflection of the vehicle.

Beide Systemansätze haben erhebliche Nachteile;
Zum Einen wird mit der ersten Lösung eine viel zu große Fläche betrachtet, zum Anderen spiegelt die Einfederung des Fahrzeugs nur die Fahrbahnbeschaffenheit und nicht den Winkel Fahrzeug/Fahrbahn wider.Both system approaches have considerable disadvantages;
On the one hand, with the first solution a much too large area is considered, on the other hand, the deflection of the vehicle reflects only the road surface and not the angle vehicle / road.

Aus der DE 40 28 788 A1 ist eine Niveaueinstellung für ein Abstandsmessgerät bekannt.From the DE 40 28 788 A1 is a level setting for a distance measuring device known.

Dabei werden Laserstrahlen auf die Fahrbahnfläche gerichtet und die Entfernungen ausgewertet. Eine Unterscheidung von Zielen (anderen Fahrzeugen) und der Straßenoberfläche durch unterschiedliche Impulsformen des Echos ist dort allerdings nicht beschrieben.there Laser beams are directed at the road surface and the distances evaluated. A distinction of goals (other vehicles) and the road surface through different pulse forms of the echo is not there described.

In der DE 43 41 409 A1 ist ein Einstellungssystems für eine Leuchtweitenregelung beschrieben. Auch dort wird ein Sender auf die Fahrbahn vor dem Fahrzeug gerichtet und die Entfernung zum Reflexpunkt ausgewertet. Allerdings ist dort ebenfalls eine Unterscheidung von Zielen und der Straßenoberfläche durch unterschiedliche Impulsformen des Echos nicht offenbart.In the DE 43 41 409 A1 is described a setting system for a headlight range control. There, too, a transmitter is directed to the lane in front of the vehicle and the distance to the reflex point is evaluated. However, there is also no distinction between targets and the road surface due to different pulse shapes of the echo.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine optimierte Niveaueinstellung für Abstandsmessgeräte für Fahrzeuge zu schaffen. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.Of the Invention is based on the object, an optimized level adjustment for distance measuring devices for vehicles to accomplish. This object is achieved with the features of the claim 1 solved.

Vorliegende Erfindung vermeidet die oben aufgeführten Nachteile. Sie wird anhand der 1 bis 3 beschrieben.The present invention avoids the disadvantages listed above. It is based on the 1 to 3 described.

Der Abstandssensor wird entsprechend 1a so ausgeführt, dass vom Einbauort im Fahrzeug (101) z. B. drei oder mehrere getrennte Sende-Empfangskanäle (103, 104 und 105) ausgehen, die vertikal aufgefächert und zueinander in einem festen Winkel angeordnet sind.The distance sensor will be corresponding 1a designed so that the location in the vehicle ( 101 ) z. B. three or more separate transmit-receive channels ( 103 . 104 and 105 ), which are vertically fanned out and arranged at a fixed angle to each other.

Betrachtet man die Echos z. B. eines optischen Systems, das die bekannte Pulslaufzeitmessung nützt, so werden von der Straße (106) Rückstreusignale (107) und (108) detektiert, während z. B. ein Fahrzeug (113) ein Signal (109) erzeugt. Durch die Höhe der Anbringung des Sensors am Fahrzeug (101) und die Winkel zwischen den Sende-Empfangskanälen (103), (104) und (105) sind die Echos von der Straße (106) bei Ausrichtung des Gerätes mit dem Kanal (105) parallel zur Fahrbahn in einem definierten Abstand vom Fahrzeug und zueinander. Der Winkel zwischen Sensor und Fahrzeug (100) entspricht in etwa dem Winkel Fahrzeug-Fahrbahn (102). Wird z. B. das Fahrzeug (101), wie in 1b dargestellt, so stark beladen, dass zwischen Fahrzeug (101) und Fahrbahn (106) ein Winkel von (110) gebildet wird, würden sich die Echos (111) und (112) der Sende-Empfangskanäle (103) und (104) weit vom Fahrzeug wegbewegen. Durch Nicken des gesamten Sensorsystems um den Winkel (114) wird erreicht, dass die Echos (111) und (112) wieder im gleichen Abstand vor dem Fahrzeug sind. Damit ist der Kanal (105) wieder annähernd parallel zur Fahrbahn (106) ausgerichtet. Damit ist das System wieder in der Lage, das Fahrzeug (113) zu detektieren. Durch die Auswertung des Abstandes des Echos der Kanäle (103) und (104) kann also der Kanal (105) in etwa parallel zur Fahrbahnoberfläche ausgerichtet werden. Dabei ist es gleichgültig, ob das Fahrzeug selbst den Winkel zur Fahrbahn durch z. B. Beladung oder durch Bremsen oder durch Beschleunigung bildet oder durch die Fahrbahn durch entsprechende Krümmung (Steigung oder Gefälle) der Winkel zum Fahrzeug geändert wird.Looking at the echoes z. B. an optical system that uses the known pulse transit time measurement, so are from the road ( 106 ) Backscatter signals ( 107 ) and ( 108 ) detected while z. B. a vehicle ( 113 ) a signal ( 109 ) generated. The height of the attachment of the sensor to the vehicle ( 101 ) and the angles between the transmit-receive channels ( 103 ) 104 ) and ( 105 ) are the echoes from the road ( 106 ) when the device is aligned with the channel ( 105 ) parallel to the road at a defined distance from the vehicle and each other. The angle between sensor and vehicle ( 100 ) corresponds approximately to the angle vehicle lane ( 102 ). If z. B. the vehicle ( 101 ), as in 1b represented so heavily laden that between vehicle ( 101 ) and roadway ( 106 ) an angle of ( 110 ), the echoes would ( 111 ) and ( 112 ) of the transceiver channels ( 103 ) and ( 104 ) far away from the vehicle. By nodding the entire sensor system by the angle ( 114 ) it is achieved that the echoes ( 111 ) and ( 112 ) are again at the same distance in front of the vehicle. This is the channel ( 105 ) again almost parallel to the road ( 106 ). Thus, the system is again capable of the vehicle ( 113 ) to detect. By evaluating the distance of the echoes of the channels ( 103 ) and ( 104 ), the channel ( 105 ) are aligned approximately parallel to the road surface. It does not matter whether the vehicle itself the angle to the road through z. B. load or by braking or by acceleration or by the road by appropriate curvature (slope or incline) the angle is changed to the vehicle.

Die Systemkonfiguration soll anhand 2 beschrieben werden.The system configuration should be based on 2 to be discribed.

Das Sensorsystem (208) enthält die Fahrbahnsensoren (201) und (202), die wie in 1 beschrieben Sende-Empfangskanäle direkt auf die Straße gerichtet enthalten und vorzugsweise optische Pulslaufzeitsensoren sind. Diese sind mit einem Auswerterechner verbunden, der die Abstände des Echos vom Fahrzeug und die Form des Echos auswertet. Starr mit dem System (208) ist der eigentliche Abstandssensor (207) verbunden. Dieser Abstandssensor kann durch jegliches physikalische Prinzip ausgeführt werden, z. B. optisch, Pulslaufzeit oder Radar-Puls-Doppler. Die Signale dieses Sensors (207) können getrennt oder auch im Rechner (203) ausgewertet werden. Die Abstände der Echos vom Fahrzeug und damit der Winkel zum Fahrzeug werden mit dem Motor (204) so nachgesteuert, dass die Abstände konstant bleiben. Durch die Verwendung von zwei oder mehr Sende-Empfangskanälen, die die Fahrbahnechos auswerten, kann auch die Fahrbahnkrümmung bei der Nachstellung berücksichtigt werden.The sensor system ( 208 ) contains the roadway sensors ( 201 ) and ( 202 ), as in 1 describe transmit-receive channels directed directly to the road and are preferably optical pulse transit time sensors. These are connected to an evaluation computer, which evaluates the distances of the echo from the vehicle and the shape of the echo. Rigid with the system ( 208 ) is the actual distance sensor ( 207 ) connected. This distance sensor can be implemented by any physical principle, e.g. As optical, pulse duration or radar pulse Doppler. The signals of this sensor ( 207 ) can be used separately or in the computer ( 203 ) be evaluated. The distances of the echoes from the vehicle and thus the angle to the vehicle who with the engine ( 204 ) so that the distances remain constant. By using two or more transceiver channels that evaluate the road echoes, the road curvature can also be taken into account during the adjustment.

Damit nicht bei Schlaglöchern oder einer Unebenheit über eine sehr kurze Strecke eine Nachregelung erfolgt, kann entweder im Rechner (203) eine entsprechende Zeitkonstante implementiert werden oder das Signal eines Vertikalgyrators (206) so ausgewertet werden, dass kurze Nickbewegungen nicht berücksichtigt werden.So that potholes or unevenness are not readjusted over a very short distance, either in the computer ( 203 ) a corresponding time constant or the signal of a vertical gyrator ( 206 ) are evaluated so that short pitching movements are not taken into account.

Wird das Sensorsystem, wie in 3 gezeigt, im Fahrzeug (101) relativ weit über der Fahrbahn (106) angebracht, so kann das System mit den Sende-Empfangskanälen (103) und (104) natürlich auch zur Erfassung von kleinen Fahrzeugen (301) im absoluten Nahbereich dienen. Das Echo wird dabei von dem der Straße durch Lage der Echos zueinander, während der Annäherung und durch die Pulsform unterschieden, so dass in diesem Falle im Rechner (203) der Abstand zum Fahrzeug (301) ausgegeben wird und die Vertikalnachregelung (206) nicht betätigt wird.Will the sensor system, as in 3 shown in the vehicle ( 101 ) relatively far above the road ( 106 ), the system may be connected to the transceiver channels ( 103 ) and ( 104 ) of course also for the detection of small vehicles ( 301 ) in the absolute vicinity. The echo is distinguished from that of the road by the position of the echoes to each other, during the approach and by the pulse shape, so that in this case in the computer ( 203 ) the distance to the vehicle ( 301 ) and the vertical readjustment ( 206 ) is not operated.

Natürlich kann die Niveauregulierung des Sensors auch mit nur einem Sende-Empfangskanal, der die Bodenechos als Funktion des Abstandes vom Fahrzeug für die Nachstellung auswertet, ausgeführt werden.Of course you can the level control of the sensor even with only one transmit-receive channel, the the ground echoes as a function of the distance from the vehicle for the re-adjustment evaluates, be executed.

Entsprechend 4 kann das System in ein Fahrzeug so eingebaut werden, dass die Sende-Empfangskanäle (201) und (202) starr mit dem Fahrzeug verbunden sind und der Rechner (203) durch die Auswertung der Lage und Pulsform des Echos den vertikalen Abstandswinkel eines Abstandssensors (401) durch statische, optische oder elektromagnetische Maßnahmen einstellt. Dies kann durch Umschaltung von Sende-Empfangsgruppen oder durch interne Komponentenschwenkung oder durch optische oder elektromagnetische Phasensteuerung erfolgen. Die Abstandssignale können einem Rechner oder einer Schnittstelle im Fahrzeug (402) übergeben werden. Die Dämpfung des Systems kann mit Hilfe einer Zeitkonstanten oder durch Nutzung der Signale eines Vertikalgyrators (206) erfolgen. Natürlich können mit dem System auch Komponenten wie Frontscheinwerfer, Kameras oder Spiegel (404) über einen oder mehrere Motore oder Maßnahmen in ihrer Lage zur Fahrbahn zugleich nachgesteuert werden.Corresponding 4 the system can be installed in a vehicle so that the transceiver channels ( 201 ) and ( 202 ) are rigidly connected to the vehicle and the computer ( 203 ) by evaluating the position and pulse shape of the echo the vertical distance angle of a distance sensor ( 401 ) by static, optical or electromagnetic measures. This can be done by switching of transmitting-receiving groups or by internal component pivoting or by optical or electromagnetic phase control. The distance signals can be a computer or an interface in the vehicle ( 402 ) be handed over. The attenuation of the system can be determined by means of a time constant or by using the signals of a vertical gyrator ( 206 ) respectively. Of course, components such as headlights, cameras or mirrors ( 404 ) are readjusted at the same time via one or more motors or measures in their position to the roadway.

Claims (7)

Niveaueinstellung für Abstandsmessgeräte in Fahrzeugen mit einem oder mehreren elektromagnetischen Pulslaufzeitsensorkanälen, wobei mindestens einer der Pulslaufzeitsensorkanäle auf die Fahrbahn vor dem Fahrzeug gerichtet ist und wobei die Pulsform und der Abstand des Echos vor dem Fahrzeug zur Nickwinkeleinstellung des Sensorsystems ausgewertet werden.Level adjustment for distance measuring devices in vehicles with one or more electromagnetic pulse transit time sensor channels, wherein at least one of the pulse transit time sensor channels on the road ahead of Vehicle is directed and where the pulse shape and the distance of Echoes are evaluated in front of the vehicle for pitch angle adjustment of the sensor system become. Niveaueinstellung für Abstandsmessgeräte in Fahrzeugen mit einem oder mehreren elektromagnetischen Pulslaufzeitsensorkanälen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass bei Anbringung des Sensorsystems in großem vertikalen Abstand von der Fahrbahn, die auf die Fahrbahn gerichteten Pulslaufzeitsensorkanäle zugleich zur Abstandsmessung von sehr niedrigen Fahrzeugen in nahem Abstand dienen.Level adjustment for distance measuring devices in vehicles with one or more electromagnetic pulse transit time sensor channels Claim 1, characterized in that when mounting the sensor system in big vertical distance from the roadway, which aimed at the roadway Pulse propagation time sensor channels at the same time for distance measurement of very low vehicles in the near Serve distance. Niveaueinstellung für Abstandsmessgeräte in Fahrzeugen mit einem oder mehreren elektromagnetischen Pulslaufzeitsensorkanälen nach einem der Ansprüche 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass mit dem System andere Sensoren und Teile des Fahrzeuges wie Frontlichter, Videosysteme, Spiegel in ihrer Winkellage zur Fahrbahn nachgestellt werden.Level adjustment for distance measuring devices in vehicles with one or more electromagnetic pulse transit time sensor channels one of the claims 1 or 2, characterized in that with the system other sensors and parts of the vehicle such as front lights, video systems, mirrors in adjusted their angular position to the roadway. Niveaueinstellung für Abstandsmessgeräte in Fahrzeugen mit einem oder mehreren elektromagnetischen Pulslaufzeitsensorkanälen nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass zur Niveauregulierung eine Zeitkonstante zur Vermeidung von zu schnellen Nachstellungen, z. B. bei Schlaglöchern in der Fahrbahn, eingeführt wird.Level adjustment for distance measuring devices in vehicles with one or more electromagnetic pulse transit time sensor channels one of the claims 1 to 3, characterized in that the level control a Time constant to avoid too fast adjustments, z. B. potholes in the roadway, introduced becomes. Niveaueinstellung für Abstandsmessgeräte in Fahrzeugen mit einem oder mehreren elektromagnetischen Pulslaufzeitsensorkanälen nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass zur Verbesserung des Regelverhaltens der Niveauregulierung das Signal eines Vertikalgyrators mitherangezogen wird.Level adjustment for distance measuring devices in vehicles with one or more electromagnetic pulse transit time sensor channels one of the claims 1 to 4, characterized in that to improve the control behavior the level control is accompanied by the signal of a vertical gyrator becomes. Niveaueinstellung für Abstandsmessgeräte in Fahrzeugen mit einem oder mehreren elektromagnetischen Pulslaufzeitsensorkanälen nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Niveauverstellung durch optische oder elektromagnetische Strahlablenkverfahren ohne bewegte Teile erfolgt.Level adjustment for distance measuring devices in vehicles with one or more electromagnetic pulse transit time sensor channels one of the claims 1 to 5, characterized in that the level adjustment by optical or electromagnetic beam deflection without moving Parts done. Niveaueinstellung für Abstandsmessgeräte in Fahrzeugen mit einem oder mehreren elektromagnetischen Pulslaufzeitsensorkanälen nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandssensor in seinem Niveau zur Fahrbahn getrennt von den Sende-Empfangs-Kanälen, die die Bodenechos auswerten, nachgestellt wird.Level adjustment for distance measuring devices in vehicles with one or more electromagnetic pulse transit time sensor channels one of the claims 1 to 6, characterized in that the distance sensor in his Level to the lane separated from the transmit-receive channels, the evaluate the ground echoes, readjusted.
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