DE19746895A1 - Gerät zum Erfassen des Betrags einer Fahrzeugbewegung - Google Patents
Gerät zum Erfassen des Betrags einer FahrzeugbewegungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zum Erfassen eines
Betrags einer Fahrzeugbewegung und insbesondere auf ein
Erfassungsgerät zum Erfassen des Betrags von verschiedenen
Arten der Fahrzeugbewegung.
Auf herkömmliche Weise wurde ein Gerät zum Erfassen der
Bewegung eines Fahrzeugs durch ein optisches Verfahren
vorgeschlagen. Beispielsweise offenbart die offengelegte
japanische Patentanmeldung Nr. 52-26880 ein System zum
Erfassen einer Geschwindigkeit und einer Position eines
Fahrzeugs, bei dem eine optische Führung an einer Bodenseite
angeordnet ist und eine optische Quelle und optische
Empfänger an dem Fahrzeug vorgesehen sind, wobei eine
Erfassung als Grundlage eine Dauer eines Empfangs eines
Lichts durch die optischen Empfänger und eine Position hat,
an der das Licht aufgenommen wird.
Da bei dem herkömmlichen Gerät die optische Führung an der
Bodenseite angeordnet werden muß, ist das System teuer.
Außerdem ist die durch das herkömmliche Gerät erhaltene
Information auf die Geschwindigkeit und Position eines
Fahrzeugs beschränkt und somit ist sie für eine praktische
Verwendung unzureichend.
Die allgemeine Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung
eines Geräts zum Erfassen eines Betrags der Fahrzeugbewegung,
bei dem die vorstehend erwähnten Nachteile beseitigt sind.
Insbesondere schafft die Erfindung ein Gerät zum Erfassen
eines Betrags von verschiedenen Arten der Fahrzeugbewegung,
indem das Gerät an dem Fahrzeug vorgesehen ist, ohne daß auf
einer Straßenoberfläche angeordnete Materialien verwendet
werden.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild zum Erläutern eines
Grundsatzes der Erfindung. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist
erfindungsgemäß ein Erfassungsgerät zum Erfassen eines
Betrags der Fahrzeugbewegung vorgesehen, wobei das
Erfassungsgerät an dem Fahrzeug vorgesehen ist und das
Erfassungsgerät folgende Bauteile aufweist:
einen Markierungsmechanismus (M1) zum Schaffen einer Markierung auf einer Straßenoberfläche, wobei der Markierungsmechanismus an dem Fahrzeug vorgesehen ist;
eine Abbildungsvorrichtung (M2) zum Aufnehmen von Bildern von der Straßenoberfläche einschließlich der Markierung in einem ersten vorgegebenen Zeitabstand;
eine Berechnungseinrichtung (M3) zum Berechnen eines Betrags der Fahrzeugbewegung durch Erfassen einer Änderung einer Position der Markierung während dem vorgegebenen Zeitabstand auf der Grundlage einer Vielzahl der Bilder.
einen Markierungsmechanismus (M1) zum Schaffen einer Markierung auf einer Straßenoberfläche, wobei der Markierungsmechanismus an dem Fahrzeug vorgesehen ist;
eine Abbildungsvorrichtung (M2) zum Aufnehmen von Bildern von der Straßenoberfläche einschließlich der Markierung in einem ersten vorgegebenen Zeitabstand;
eine Berechnungseinrichtung (M3) zum Berechnen eines Betrags der Fahrzeugbewegung durch Erfassen einer Änderung einer Position der Markierung während dem vorgegebenen Zeitabstand auf der Grundlage einer Vielzahl der Bilder.
Erfindungsgemäß wird ein Betrag der Fahrzeugbewegung durch
eine Änderung einer Position der Markierung auf der
Straßenoberfläche in dem Bild berechnet, das durch die
Abbildungsvorrichtung aufgenommen wird. Somit kann der Betrag
der Fahrzeugbewegung gegenüber der Straßenoberfläche genau
erfaßt werden. Außerdem wird die Markierung durch den
Markierungsmechanismus geschaffen, der an dem Fahrzeug
vorgesehen ist. Somit besteht keine Notwendigkeit zum
Schaffen einer Infrastruktur auf der Straßenoberfläche, was
zu reduzierten Kosten führt.
Die Berechnungseinrichtung kann eine Information bezüglich
der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Bewegungsrichtung des
Fahrzeugs auf der Grundlage einer Vielzahl von Bildern
berechnen, von denen jedes zumindest dieselbe Markierung
umfaßt.
Außerdem kann die Berechnungseinrichtung eine Information
bezüglich einer Verdrehung und einer Drehbewegung des
Fahrzeugs auf der Grundlage einer Vielzahl von Bildern
berechnen, von denen jedes zumindest dieselben beiden
Markierungen umfaßt.
Erfindungsgemäß kann eine Information bezüglich einer
Verdrehung und eine Information bezüglich einem Wanken
separat berechnet werden, was durch einen herkömmlichen
Gierratensensor nicht erreicht werden kann. Eine äußere
Störung wie beispielsweise der Einfluß eines Seitenwinds kann
durch eine derartige Information angenommen werden.
Außerdem kann die Berechnungseinrichtung eine Information
bezüglich einer Höhe, einem Nicken und einem Wanken des
Fahrzeugs auf der Grundlage einer Vielzahl von Bildern
berechnen, von denen jedes zumindest dieselben drei
Markierungen umfaßt.
Erfindungsgemäß kann eine Information bezüglich des Betrags
einer dreidimensionalen Fahrzeugbewegung erhalten werden, wie
beispielsweise eine Information bezüglich der Höhe, dem
Nicken und dem Wanken des Fahrzeugs.
Der Markierungsmechanismus kann eine Laserstrahlquelle
umfassen, die einen Laserstrahl auf die Straßenoberfläche
projiziert, um die Markierung auf der Straßenoberfläche zu
schaffen.
Da erfindungsgemäß die Markierung auf der Straßenoberfläche
als ein durch den Laserstrahl abgegebener Lichtkegel
geschaffen wird, kann die Markierung ohne eine Verschmutzung
der Straßenoberfläche geschaffen werden.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann die
Laserstrahlquelle ein Infrarotlaserstrahl sein, der einen
Infrarotlaserstrahl projiziert, um einen Wärmepunkt als die
Markierung zu schaffen, und wobei die Abbildungsvorrichtung
Infrarotbilder von der Straßenoberfläche einschließlich dem
Wärmepunkt aufnimmt.
Außerdem kann der Markierungsmechanismus bei der Erfindung
eine Vielzahl von Markierungen auf der Straßenoberfläche in
einem zweiten vorgegebenen Zeitabstand schaffen, der
proportional zu der Geschwindigkeit des Fahrzeugs geändert
wird.
Erfindungsgemäß kann eine Strecke zwischen benachbarten
Markierungen in dem durch die Abbildungsvorrichtung
aufgenommenen Bild im wesentlichen konstant sein, wenn sich
die Geschwindigkeit des Fahrzeugs ändert. Somit kann in jedem
Bild der durch die Abbildungsvorrichtung aufgenommenen Bilder
immer eine Vielzahl von Markierungen enthalten sein.
Der zweite vorgegebene Zeitabstand kann vermindert werden,
wenn sich die Geschwindigkeit des Fahrzeugs erhöht.
Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden durch die
folgende detaillierte Beschreibung beim Lesen im Zusammenhang
mit den beigefügten Zeichnungen offensichtlich erscheinen.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen
Geräts;
Fig. 2 zeigt eine Darstellung eines Systemaufbaus gemäß einem
Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild einer in Fig. 2 gezeigten
elektronischen Steuereinheit;
Fig. 4A zeigt eine Draufsicht auf ein Fahrzeug, das mit dem
Gerät gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung versehen
ist, wobei durch das Gerät Markierungen auf einer
Straßenoberfläche geschaffen werden;
Fig. 4B zeigt eine
Seitenansicht des in Fig. 4A gezeigten Fahrzeugs;
Fig. 5 zeigt eine Darstellung der in Fig. 4A und 4B gezeigten
Markierungen;
Fig. 6 zeigt eine Darstellung zum Erläutern eines Bilds der
Markierung, das durch das in Fig. 2 gezeigte
Infrarotabbildungselement aufgenommen wird;
Fig. 7 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Betriebs einer in Fig.
2 gezeigten ECU (electronic control unit = elektronische
Steuereinheit) zum Berechnen eines Betrags der
Fahrzeugbewegung, indem auf einen einzelnen Wärmepunkt Bezug
genommen wird;
Fig. 8A zeigt einen Verlauf einer Änderung einer Position
eines Wärmepunkts;
Fig. 8B zeigt ein Spektraldiagramm eines
Streckensignals, das in einem vorgegebenen Zeitabstand
aufgenommen wird;
Fig. 9 zeigt ein Ablaufdiagramm eines durch die ECU
ausgeführten Betriebs zum Erhalten eines Betrags einer
Nick- und Wankbewegung;
Fig. 10 zeigt ein Ablaufdiagramm eines durch die ECU
ausgeführten Betriebs zum Ermitteln eines Neigungswinkels
einer Schräge;
Fig. 11A zeigt eine Darstellung einer Bewegung eines
Fahrzeugs, wenn das Fahrzeug die Richtung ändert;
Fig. 11B zeigt eine Darstellung eines künstlichen Bilds von zwei
Wärmepunkten, wenn das Fahrzeug die Richtung ändert;
Fig. 12A zeigt eine Darstellung zum Erläutern eines
Verdrehwinkels;
Fig. 12B zeigt eine Darstellung eines
Drehbewegungswinkels;
Fig. 13 zeigt ein Ablaufdiagramm eines durch die ECU
ausgeführten Betriebs zum Berechnen eines Betrags der
Fahrzeugbewegung auf der Grundlage von zwei Wärmepunkten;
Fig. 14 zeigt eine Darstellung zum Erläutern eines Einflusses
eines Seitenwinds;
Fig. 15 zeigt eine Darstellung zum Erläutern eines Einflusses
einer Änderung einer Höhe eines Fahrzeugs;
Fig. 16 zeigt eine Darstellung zum Erläutern eines Einflusses
einer Nickbewegung;
Fig. 17A, 17B und 17C zeigen Darstellungen zum Erläutern
einer Änderung einer Länge einer Linie in einem Bild;
Fig. 18 zeigt eine Darstellung eines künstlichen Bilds, in
dem drei Wärmepunkte vorgesehen sind; und
Fig. 19 zeigt ein Ablaufdiagramm eines durch die ECU
ausgeführten Betriebs zum Berechnen eines Betrags der
Fahrzeugbewegung auf der Grundlage der drei Wärmepunkte.
Fig. 2 zeigt eine Darstellung eines Systemaufbaus gemäß einem
Ausführungsbeispiel der Erfindung. In der Abbildung ist eine
Laserstrahlquelle 10 als die Markierungseinrichtung M1 eine
Laserdiode, die beispielsweise einen Infrarotlaserstrahl
emittiert. Die Laserstrahlquelle 10 emittiert einen gepulsten
Laserstrahl, indem sie durch eine elektronische Steuereinheit
(ECU) 12 gesteuert wird. Der durch die Laserstrahlquelle 10
emittierte Laserstrahl wird durch einen Strahlspalter 14
übertragen und wird auf eine Straßenoberfläche projiziert,
indem er durch eine Linse 16 durchtritt. Ein Bild der
Straßenoberfläche tritt durch die Linse 16 durch und wird auf
ein Infrarotabbildungselement 20 gerichtet. Das Bild der
Straßenoberfläche wird durch eine Linse 18 auf dem
Infrarotabbildungselement 20 fokussiert, wie beispielsweise
einer IR-CCD-Anordnung als die Abbildungseinrichtung M2. Die
Bilddatenausgabe von dem Infrarotabbildungselement 20 wird
der ECU 12 als der Berechnungseinrichtung M3 zugeführt. Alle
Elemente von der Laserstrahlquelle 10 bis zu den
Infrarotabbildungselementen 20 sind an einem Fahrzeug
vorgesehen.
Die elektronische Steuereinheit 12 weist einen Mikrocomputer
auf, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Die elektronische
Steuereinheit 12 weist folgende Bauteile auf: eine zentrale
Verarbeitungseinheit (CPU = Central Processing Unit) 2, einen
Nur-Lese-Speicher (ROM = Read Only Memory) 24, einen
flüchtigen Zugriffsspeicher (RAM = Random Access Memory) 26,
einen flüchtigen Video-Zugriffsspeicher (Video-RAM) 28, einen
Eingangsanschlußschaltkreis 30 und einen
Ausgangsanschlußschaltkreis 32, wobei diese alle durch einen
gemeinsamen Bus 34 miteinander verbunden sind.
Bilddaten werden dem Eingangsanschlußschaltkreis 30 von dem
Infrarotabbildungselement 20 zugeführt. Die Bilddaten werden
in dem Video-RAM 28 gespeichert. Die CPU 22 führt
verschiedene Berechnungen in Übereinstimmung mit in dem RAM
24 gespeicherten Steuerprogrammen unter Verwendung des RAM 26
als einen Arbeitsbereich aus. Außerdem führt die CPU 22 ein
Steuersignal über den Ausgangsanschlußschaltkreis 32 einem
Treiberschaltkreis 36 so zu, daß ein Ansteuerstrom von dem
Treiberschaltkreis 36 zu der Laserstrahlquelle 10 zugeführt
wird.
Wenn ein Infrarotstrahl durch die Laserstrahlquelle 10
projiziert wird, erhöht sich die Temperatur des abgegebenen
Lichtkegels auf der Straßenoberfläche. Dieser abgegebene
Lichtkegel ist auf dem Infrarotbild als ein Wärmepunkt
markiert. Somit werden bei der Bewegung des Fahrzeugs 40 eine
Vielzahl von Markierungen mit einer gegenüber dem
Umgebungsbereich höheren Temperatur auf der Straßenoberfläche
erzeugt, wie in Fig. 4A und 4B gezeigt ist, wenn bei der
Bewegung des Fahrzeugs ein gepulster Infrarotlaserstrahl auf
die Straßenoberfläche projiziert wird. Demgemäß wird ein
Infrarotvideobild der Wärmepunkte P0 bis P3 erhalten, wie in
Fig. 5 gezeigt ist.
Es wird nun beschrieben, wie eine
Fahrzeugbewegungsinformation aus zwei Bildern erhalten wird,
die bezüglich einem einzelnen Wärmepunkt aufgenommen werden,
wobei die beiden Bilder zu unterschiedlichen Zeitpunkten
während eines Zeitabstands Δt aufgenommen werden. Bei dem
künstlichen Bild der beiden in Fig. 6 gezeigten Bilder zeigt
ein Punkt P0' einen Wärmepunkt des Bilds zu einem Zeitpunkt
t0 an, und ein Punkt P0 zeigt einen Wärmepunkt des Bilds in
einem Zeitabstand Δt seit dem Zeitpunkt t0 an. Eine
Fahrzeuggeschwindigkeit V als Information über eine
Relativgeschwindigkeit gegenüber dem Boden und eine
Bewegungsrichtung θ als Information über eine
Bewegungsrichtung werden durch die folgenden Beziehungen (1)
und (2) dargestellt, wobei P0'= (P0'x, P0'y) und P0 = (P0x, P0y)
X und Y Koordinatenwerte der Punkte P0' und P0 sind.
Da die Fahrzeuggeschwindigkeit V des Fahrzeugs erhalten wird,
wenn die Y-Achse gleich θ ist und im allgemeinen gilt (P0y-P0'y)
»(P0x-P0'x), wird die folgende Beziehung erhalten.
Außerdem wird eine Beschleunigung α durch die folgende
Gleichung dargestellt, wobei V0 eine Fahrzeuggeschwindigkeit
beim Zeitpunkt t0 ist.
α = (V - V0)/Δt (3)
Eine Strecke X der Bewegung des Fahrzeugs kann durch
Integrieren von V.Δt erhalten werden.
Fig. 7 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Betriebs der ECU 12 zum
Berechnen eines Betrags der Fahrzeugbewegung durch die
Bezugnahme auf einen einzelnen Wärmepunkt. Bei dem in der
Abbildung gezeigten Betrieb wird der Wärmepunkt P0 beim
Schritt S10 erzeugt, indem der Laserstrahlquelle 12 ein
gepulster Strom zugeführt wird. Dann werden beim Schritt S12
die Bilddaten von dem Infrarotabbildungselement 20 abgelesen,
und die X und Y Koordinatenwerte des Wärmepunkts P0 auf dem
Bild werden als Daten des Wärmepunkts P0' gespeichert.
Außerdem wird eine Zeitgebungseinrichtung t auf Null
zurückgestellt.
Danach wird beim Schritt S14 das Zählen der
Zeitgebungseinrichtung t fortgesetzt bis der Zählwert die
Zeiteinheit Δt erreicht, und die Routine schreitet zum
Schritt S16 fort. Beim Schritt S16 werden die Bilddaten von
dem Infrarotabbildungselement 20 abgelesen, und die X und Y
Koordinatenwerte des Wärmepunkts auf dem Bild werden als der
Wärmepunkt P0 betrachtet. Dann werden beim Schritt S18
Berechnungen unter Verwendung der Gleichungen (1), (2) und
(3) ausgeführt, um die Bewegungsrichtung θ, die
Fahrzeuggeschwindigkeit V und die Beschleunigung α zu
erhalten. Danach wird beim Schritt S20 die Fahrstrecke X auf
der Grundlage der folgenden Gleichung berechnet. Es soll
beachtet werden, daß eine Zeit Δt' eine Zeit ist, die zum
Ausführen des Vorgangs der Schritte S10 und S12 verbraucht
wird.
X = X + Vx(Δt + Δt').
Dann kehrt die Routine zum Schritt S10 zurück, nachdem die
Fahrzeuggeschwindigkeit V auf die Fahrzeuggeschwindigkeit V0
gesetzt wurde, die beim letzten oder vorangegangenen Zyklus
erhalten wurde.
Da der Betrag der Fahrzeugbewegung durch eine Änderung des
auf der Straßenoberfläche erzeugten Wärmepunkts bezüglich der
Zeit erfaßt wird, wie vorstehend erwähnt ist, kann der Betrag
der Fahrzeugbewegung gegenüber der Straßenoberfläche genau
erfaßt werden, und es besteht keinerlei Notwendigkeit, eine
Infrastruktur auf der Straßenseite zu schaffen, was zu einer
Abnahme der Kosten führt. Außerdem kann sowohl die
Information über die Fahrzeuggeschwindigkeit als auch die
Information über die Bewegungsrichtung aus dem einzelnen
Wärmepunkt berechnet werden. Außerdem kann die Beschleunigung
und die Fahrstrecke aus der Information über die
Fahrzeuggeschwindigkeit erhalten werden. Da außerdem der
Wärmepunkt als ein Markierung auf der Straßenoberfläche durch
den Infrarotlaserstrahl erzeugt wird, um die Markierung durch
das Infrarotbild zu erfassen, kann die Markierung ohne eine
Verschmutzung auf der Straßenoberfläche erzeugt werden.
Es soll beachtet werden, daß, obwohl die Berechnung von θ, V
und α auf der Grundlage der Positionen der Wärmepunkte P0'
und P0 ausgeführt wird, diese Werte aus den in Fig. 5
gezeigten benachbarten Wärmepunkten P0 und P1 erhalten werden
können.
Es wird angenommen, daß V.Δt mit einer Fahrstrecke x (x =
V.Δt) übereinstimmt. Die Fahrstrecke x ändert sich bezüglich
der Zeit, wie durch Markierungen x gezeigt ist. Die Änderung
wird durch eine Änderung der Winkel sowohl des Laserstrahls
als auch einer optischen Achse des Abbildungselements
bezüglich der Straßenoberfläche aufgrund von Nicken und
Wanken des Fahrzeugs verursacht. Eine Eigenfrequenz des
Fahrzeugs wird durch eine Federkonstante eines
Aufhängungsmechanismuses und ein durch die Feder gestütztes
Gewicht ermittelt, und eine Amplitude des Nickens und Wankens
erhöht sich bei der Eigenfrequenz. Das durch die Feder
gestützte Gewicht ändert sich in Abhängigkeit von der Anzahl
der Insassen und dem Gewicht des Gepäcks, mit dem das
Fahrzeug beladen ist. Der Wert der Eigenfrequenz beträgt
ungefähr 1 Hz.
Es wird angenommen, daß ein Signal X(k) ein Wert ist, der
durch Ausführen einer diskreten Fourier-Transformation (DFT)
an einem Signal x(n) erhalten wird, das in gleichmäßigen
Abständen aufgenommen wird. Es soll beachtet werden, daß gilt
ω=(2 Π/γ).k. Das Signal X(k) wird durch die folgende Gleichung
dargestellt, wobei die Anzahl der Muster N ist (0≦k≦N-1), und
das Spektrum des Signals X(k) sich darstellt, wie in Fig. 8B
gezeigt ist, wobei die Spektrallinien Abstände von ωs=2Π/γ
haben.
Wenn ein zu erhaltender Frequenzbereich bekannt ist, ist das
zu erhaltende X(k) innerhalb dem Frequenzbereich enthalten.
Die Amplitude und die Eigenfrequenz einer Frequenzkomponente
kann durch den Maximalwert und einen Wert k von X(k) erhalten
werden.
fmin < f < fmax
∵ ω = 2Πf k = (ω . γ)/2
kmin = Abrunden (fmin . γ) (eine ganze Zahl, die durch Abrunden von fmin . γ erhalten wird)
kmin = Aufrunden (fmax . γ) (eine ganze Zahl, die durch Aufrunden von fmin . γ erhalten wird).
∵ ω = 2Πf k = (ω . γ)/2
kmin = Abrunden (fmin . γ) (eine ganze Zahl, die durch Abrunden von fmin . γ erhalten wird)
kmin = Aufrunden (fmax . γ) (eine ganze Zahl, die durch Aufrunden von fmin . γ erhalten wird).
Die Anzahl N der Muster muß ein größerer Wert als kmax ≠ 1 sein.
Eine Zeitspanne für die Messung muß γ.(N-1) sein. Dann werden
X(kmin) bis X(kmax) berechnet. Der Maximalwert Max [X(k)] von
X(k) innerhalb diesem Bereich stimmt mit einer Amplitude
(Betrag des Wankens und Nickens) überein. Die Eigenfrequenz
f(=k/γ) wird durch k erhalten, der den Maximalwert schafft.
Unter Bezugnahme auf Fig. 6 gilt: Vy=(P0y-P0'y), Vx=(P0x-
P0'x), γ=Δt. Dann werden P(k) und R(k) auf der Grundlage der N
Zahl von Vy(n) und der N Zahl von Vx(n) erhalten.
Bei den vorstehenden Gleichungen stimmen die folgenden
Maximalwerte von P(k) und R(k) mit dem Betrag P des Nickens
und dem Betrag R des Wankens jeweils innerhalb k=kmin bis kmax
überein.
Es wird angenommen, daß kp und kR auf k gesetzt werden, wenn
die vorstehenden P und R erhalten werden, wobei die
Eigenfrequenzen fp und fR des Nickens und Wankens jeweils als
fp=kp/γ und fp=kR/γ erhalten werden.
Fig. 9 zeigt ein Ablaufdiagramm eines durch die ECU 12
ausgeführten Betriebs zum Erhalten des Betrags des Nickens
und Wankens. In der Abbildung werden beim Schritt S50
aufeinanderfolgende N Zahlen von Vy und Vx erhalten. Dann
wird beim Schritt S52 P(k) zwischen kmin und kmax erhalten.
Danach wird beim Schritt S54 der Maximalwert von P(k) auf den
Betrag P des Nickens gesetzt, um die Eigenfrequenz fp des
Nickens durch k zu diesem Zeitpunkt zu erhalten. Dann wird
beim Schritt S56 auf ähnliche Weise R(k) zwischen kmin und kmax
erhalten. Danach wird beim Schritt S58 der Maximalwert von
R(k) auf den Betrag R des Wankens gesetzt, um die
Eigenfrequenz fp des Wankens durch k zu diesem Zeitpunkt zu
erhalten.
Die in Fig. 6 gezeigte Bewegungsrichtung θ ist aufgrund der
Genauigkeit der Montage des Abbildungselements 20 nicht immer
gleich Null, wenn sich das Fahrzeug geradeaus bewegt. Um
dieses Problem zu beseitigen, wird die Bewegungsrichtung θ
gemittelt, wenn sich das Fahrzeug mit einem Lenkwinkel von
Null Grad bewegt, so daß eine Korrektur ausgeführt werden
kann, um den Durchschnittswert auf Null zu setzen.
Außerdem kann der Differentialwert θ/dt der Bewegungsrichtung
θals eine Gierrate verwendet werden. Ein Schlupfwinkel (θH-θ)
des Reifens kann durch Subtrahieren der Bewegungsrichtung
θ von einem Lenkwinkel θH eines Rads erhalten werden.
Wenn es einen Unterschied zwischen einer
Fahrzeuggeschwindigkeit Vs, die durch einen
Fahrzeuggeschwindigkeitssensor erfaßt wird, und der durch die
Gleichung (2) erhaltenen Fahrzeuggeschwindigkeit V gibt, wird
angenommen, daß eine der Ursachen eine Änderung des
Luftdrucks in dem Reifen ist, da der
Fahrzeuggeschwindigkeitssensor die Fahrzeuggeschwindigkeit
auf der Grundlage einer Umdrehungsgeschwindigkeit des Rads
oder einer Radachse annimmt. Außerdem wird als eine andere
Ursache eine Neigung des Fahrzeugs gegenüber der
Straßenoberfläche aufgrund einer unausgeglichenen
Gewichtsverteilung auf Hinter- und Vorderräder aufgrund einer
Neigung einer Schräge angenommen.
Der Luftdruck im Reifen und die Neigung der Straßenoberfläche
kann durch Ausführen eines in Fig. 10 gezeigten Betriebs der
ECU 12 ermittelt werden. In Fig. 10 wird beim Schritt S60
ermittelt, ob ein Absolutwert des Unterschieds zwischen der
Fahrzeuggeschwindigkeit VS und der Fahrzeuggeschwindigkeit V
einen vorgegebenen Ansprechwert überschreitet oder nicht.
Wenn der Absolutwert des Unterschieds den vorgegebenen
Ansprechwert nicht überschreitet, wird die Routine beendet.
Wenn der Absolutwert des Unterschieds den vorgegebenen
Ansprechwert überschreitet, wird ermittelt, ob sich das
Fahrzeug auf einer Schräge bewegt oder nicht. Bei diesem
Schritt wird in Übereinstimmung mit einer Beziehung zwischen
einem Öffnungsgrad eines Gaspedals und der
Fahrzeuggeschwindigkeit VS ermittelt, ob die Schräge eine
Steigung oder ein Gefälle ist. Wenn ermittelt wird, daß die
Straße keine Schräge ist, schreitet die Routine zum Schritt
S64 fort, um eine Reifenluftdruckermittlungsroutine
auszuführen. In dieser Routine werden die
Fahrzeuggeschwindigkeit VS und die Fahrzeuggeschwindigkeit V
erhalten, wenn der Öffnungsgrad des Gaspedals im wesentlichen
konstant ist und die Fahrzeuggeschwindigkeit im wesentlichen
konstant ist. VS und V werden miteinander verglichen, um den
Luftdruck des Reifens auf der Grundlage des Werts VS-V zu
ermitteln. Wenn andererseits die Straße eine Schräge ist,
schreitet die Routine zum Schritt S66 fort, um eine
Neigungswinkelberechnungsroutine auszuführen. In dieser
Routine werden die Fahrzeuggeschwindigkeit VS und die
Fahrzeuggeschwindigkeit V erhalten, um den Neigungswinkel auf
der Grundlage des Werts VS-V zu berechnen.
Bei einem Autonavigationssystem ist die genaue Erfassung
einer Bewegungsrichtung eines Fahrzeugs erforderlich. Die
Erfassung einer genauen Richtung durch einen Kompaß ist
aufgrund äußerer Störungen schwierig. Ein Verfahren unter
Verwendung eines GPS (global positioning system =
Weltpositioniersystem) hat einen Positionsfehler von ungefähr
wenigen hundert Metern und es kann eine Bewegungsrichtung
innerhalb einem engen Bereich nicht genau erfassen. Demgemäß
wird in der Praxis ein Abgleich (Landkartenabgleich) mit
Landkartendaten ausgeführt, indem die Bewegungsrichtung auf
der Grundlage einer Kombination aus der Fahrstrecke und einer
durch den Kompaß und das GPS erhaltenen Information berechnet
wird, wobei die Fahrstrecke durch einen Lenkwinkel und eine
Fahrzeuggeschwindigkeit erhalten wird. Wenn die
Bewegungsrichtung θ des Fahrzeugs, die bei dem vorstehend
erwähnten Ausführungsbeispiel erhalten wird, anstatt dem
Lenkwinkel verwendet wird, kann eine genauere Navigation
erreicht werden, da die Bewegungsrichtung θ eine tatsächliche
Bewegungsrichtung des Fahrzeugs darstellt.
Wenn sich ein Fahrzeug 40, wie in Fig. 11A gezeigt ist, so
entlang einer Kurve mit einem Radius R bewegt, daß das
Fahrzeug 40 eine Drehbewegung mit einem Winkel von 90 Grad
ausführt, verdreht sich das Fahrzeug 40 selbst um 90 Grad,
was zu einer Änderung der Bewegungsrichtung um 90 Grad führt.
Die Drehbewegung und die Verdrehung des Fahrzeugs 40 sind
unterschiedliche Bewegungen. Da jedoch eine herkömmlicher
Gierratensensor eine Gierrate unter Verwendung einer
Corioliskraft erfaßt, werden sowohl die Drehbewegung als auch
die Verdrehung gleichzeitig erfaßt, und diese können nicht
separat erfaßt werden.
Wenn zwei Bilder zu unterschiedlichen Zeitpunkten mit einem
Abstand Δt bezüglich zwei Wärmepunkten aufgenommen werden,
werden die Drehbewegung und die Verdrehung separat erfaßt.
Bei einem in Fig. 11B gezeigten künstlichen Bild sind Punkte
P0' und P1' Positionen der Wärmepunkte auf dem Bild bei einem
Zeitpunkt t0, und Punkte P0 und P1 sind Positionen der
Wärmepunkte auf dem Bild bei einem Zeitpunkt t1, wenn die
Zeiteinheit Δt verstrichen ist. Da sich die Bewegungsrichtung
des Fahrzeugs während einer Drehbewegung nicht ändert, wird
die Tatsache, daß eine Bewegungsrichtung θ2 bei dem Zeitpunkt
t1 zu einer Bewegungsrichtung θ'2 bei dem Zeitpunkt t0
unterschiedlich ist, durch ein Verdrehen des Fahrzeugs
verursacht. Demgemäß werden ein Verdrehwinkel θS als eine
Verdrehinformation und eine Verdrehrate β folgendermaßen
dargestellt:
Wenn es einen in Fig. 12A gezeigten Verdrehwinkel θ und einen
Drehbewegungswinkel θK als Information einer in Fig. 12B
gezeigten Drehbewegung gibt, ist die Richtung des
Verdrehwinkels θS einer Richtung des Drehbewegungswinkels θK
als Information einer Drehbewegung entgegengesetzt. Bei dem
in Fig. 11B gezeigten Bild kann ein Winkel θ, der durch einen
Mittelpunkt (P0'+P1')/2 zwischen den beiden Punkten P0' und
P1' bei dem Zeitpunkt t0 und einen Mittelpunkt (P0+P1)/2
zwischen den beiden Punkten P0 und P1 bei dem Zeitpunkt t1
erzeugt wird, als θ=θK-θS . . . (5) ausgedrückt werden. Außerdem
wird der Winkel θ durch die folgende Gleichung dargestellt.
Eine Strecke zwischen den Punkten P0' und P0, die mit einem
Drehbewegungswinkel von 2θK übereinstimmt, wird durch V.Δt
dargestellt. Somit ist der Radius R durch die folgende
Gleichung gegeben.
Fig. 13 zeigt ein Ablaufdiagramm eines durch die ECU 12
ausgeführten Betriebs zum Berechnen eines Betrags der
Fahrzeugbewegung auf der Grundlage von zwei Wärmepunkten. In
der Abbildung werden Wärmepunkte P0 und P1 beim Schritt S30
erzeugt, indem der Laserstrahlquelle 10 ein gepulster Strom
zugeführt wird. Dann werden beim Schritt S32 Bilddaten von
dem Infrarotabbildungselement 20 abgelesen, und die X und Y
Koordinatenwerte des Bilds der Wärmepunkte P0 und P1 werden
als die Daten der Wärmepunkte P0' und P1' gespeichert. Dabei
wird die Zeitgebungseinrichtung t auf Null zurückgestellt.
Dann wird beim Schritt S34 ein Zählvorgang der
Zeitgebungseinrichtung t fortgesetzt bis der gezählte Wert
der Zeitgebungseinrichtung t die Zeiteinheit Δt erreicht.
Wenn der gezählte Wert die Zeiteinheit Δt (t=Δt) erreicht,
schreitet die Routine zum Schritt S36 fort. Beim Schritt S36
werden Bilddaten von dem Infrarotabbildungselement 20
abgelesen, und die X und Y Koordinatenwerte des Bilds der
Wärmepunkte P0 und P1' werden zu den Daten der Wärmepunkte P0
und P1 gemacht. Beim Schritt S38 werden ein Betrag θs einer
Verdrehung und einer Verdrehrate θs/Δt durch Ausführen einer
Berechnung der Gleichung (4) erhalten. Außerdem wird beim
Schritt S40 der durch die beiden Mittelpunkte erzeugte Winkel
θdurch Ausführen einer Berechnung der Gleichung (6)
erhalten. Des weiteren wird beim Schritt S42 der
Drehbewegungswinkel 2θK durch die Gleichung (5) erhalten, und
der Radius R wird durch die Gleichung (7) erhalten. Danach
kehrt die Routine zum Schritt S30 zurück.
Wie vorstehend erwähnt ist, kann gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel die Information über eine Drehbewegung
und über eine Verdrehung des Fahrzeugs separat erfaßt werden,
die durch den herkömmlichen Gierratensensor nicht separat
erfaßt wird. Somit kann eine Höhe einer Störung aufgrund
einer Kraft, wie beispielsweise einem Seitenwind durch eine
derartige Information angenommen werden.
Wie vorstehend erwähnt ist, kann der Verdrehwinkel θS und der
Drehbewegungswinkel 2θK separat erhalten werden, und der
Radius R der Kurve kann auch erhalten werden. Wenn ein
Seitenwind das Fahrzeug 40 trifft, wenn sich das Fahrzeug
geradeaus bewegt und das Fahrzeug 40 sich von einer Position
P0' zu einer Position P0 bewegt, wie in Fig. 14 gezeigt ist,
beträgt der Verdrehwinkel θS des Fahrzeugs 40 Null, und der
Drehbewegungswinkel 2θK tritt im Fahrzeug 40 auf. Die
Seitenwindkraft F ist proportional zu dem Winkel 2θK-θS.
D.h., daß eine Gleichung F=k1(2θK-θS) aufgestellt wird, wobei
k1 eine Konstante ist. Wie vorstehend erwähnt ist, kann bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Seitenwindkraft auch
angenommen werden.
Der in Fig. 6 gezeigte Winkel θ oder der durch die Gleichung
(6) dargestellte Winkel θ stellt eine tatsächliche
Bewegungsrichtung des Fahrzeugs dar. Somit kann der
Schlupfwinkel θHS eines Rads aus der folgenden Gleichung
durch Erfassen des Lenkwinkels θT des Reifens erhalten
werden.
θHS = θT - θ.
Es soll beachtet werden, daß sich der Lenkwinkel θT des
Reifens in einer proportionalen Beziehung zu dem Lenkwinkel
θH eines Lenkrads (θT=k2.θH) befindet.
Es wird angenommen, daß eine Änderung der Höhe des Fahrzeugs,
das Wanken und das Nicken des Fahrzeugs Faktoren sind, die
die Strecke zwischen den Wärmepunkten verändern
(beispielsweise die Strecke zwischen den Punkten P0 und P1).
Angesichts der Änderung der Höhe des Fahrzeugs wird eine
Linie mit einer Länge l auf einer Bildebene als eine Linie
mit einer Länge l1 fokussiert, wie in Fig. 15 gezeigt ist.
Wenn es eine Änderung Δh gibt, wird die Länge auf der
Bildebene durch die folgende Gleichung dargestellt, da eine
Fokusstrecke h1 konstant ist.
l2 = l1 × {h/(h - Δh)}.
Unter der Annahme, daß h»Δh gilt, kann die vorstehende
Gleichung folgendermaßen umgestellt werden.
l2 = l1 × (1 + Δh/h).
D.h., daß eine Länge einer Linie auf einer Bildebene sich
proportional zu h/h ändert.
Nun wird ein Nicken des Fahrzeugs diskutiert, das eine
Drehbewegung des Fahrzeugs um den Schwerpunkt des Fahrzeugs
in einer vertikalen Ebene ist. Eine Änderung aufgrund des
Nickens wird als eine Neigung der Straßenoberfläche
betrachtet. Aufgrund des Nickens ändert sich eine Höhe eines
Objekts mit einer Länge l auf dem Boden um eine Höhe Δhp
gemäß einem Drehwinkel θp des Nickens und einer Strecke von
dem Schwerpunkt.
Es wird angenommen, daß die Wärmepunkte P'0 und P'1 mit einer
dazwischen befindlichen Strecke l3 sich zu P0 und P1 bewegen,
wie in Fig. 17A gezeigt ist. Das ist ein Übertragungsbild
durch eine Änderung der Höhe und einer Drehbewegung. Die
Änderung der Höhe wird als eine Verschiebung einer Linie mit
einer Länge l3 zu einer durch die Punkte P0 und P1 gegebenen
Position betrachtet. Die Änderung des Bilds wird durch
l3.(1+Δh/h) dargestellt. Die Höhe Δh wird durch a.tan θp
dargestellt, wie in Fig. 17B gezeigt ist, da Δh eine Strecke
a (bekannter Wert) von einer Drehmitte ist. Somit wird die
Länge l3 zu einer Länge l4=l3×{1+(a.tan θ)/h} geändert.
Außerdem wird aufgrund des Nickwinkels θp ein Objekt mit der
Länge l4 als ein Objekt mit einer Länge l5=l4.cos θp
gesehen, wie in Fig. 17C gezeigt ist. D.h., daß die Länge l5
folgendermaßen dargestellt wird.
Auf ähnliche Weise ändert sich eine Linie mit einer Länge l6
zu einer Linie mit einer Länge l7 aufgrund eines Wankwinkels
θr und einer Strecke b von einer Wankmitte.
Im allgemeinen erfolgen Änderungen der Höhe, des Nickens und
des Wankens als eine Bewegung des Fahrzeugs gleichzeitig.
Faktoren dh, dp und dr für die Änderungen der Längen aufgrund
der Änderungen der Höhe des Fahrzeugs, des Nickens und des
Wankens werden folgendermaßen dargestellt.
Wenn der Wert sowohl von a, b und h bekannt ist und die
Faktoren dh, dp und dr gelöst sind, kann Δh, θp und θr durch
die folgenden Gleichungen ermittelt werden, wobei
∅=tan-1(h/a) und ∅=tan-1(h/b) gilt.
Wenn drei beim Zeiteinheitsabstand Δt aufgenommene
Wärmepunkte P0, P1 und P2 verwendet werden, kann die Änderung
der Höhe, des Nickens und des Wankens erfaßt werden. Bei
einem künstlichen Bild von zwei in Fig. 18 gezeigten Bildern
zeigen Punkte P0', P1' und P2' Positionen der Wärmepunkte auf
dem Bild zum Zeitpunkt t0 an, und Punkte P0, P1 und P2 zeigen
Positionen der Wärmepunkte auf dem Bild zum Zeitpunkt t1 an,
wenn die Zeiteinheit Δt seit dem Zeitpunkt t0 verstrichen
ist.
Um den Nickwinkel θp als Nickinformation zu erfassen, werden
l0', l1', l0 und l1 folgendermaßen ermittelt.
l0' = P1'y - P0'y; l1' = P2'y - P1'y
l0 = P1y - P0y; l1 = P2y - P1y.
l0 = P1y - P0y; l1 = P2y - P1y.
Dabei sind die Änderungen der Höhe des Fahrzeugs und des
Wankens während einer Zeit von l0' und l1' bis l0 und l1
gemeinsam mit jeder der Änderungen von l0' bis l0 und von l1'
bis l1. Angesichts des Nickens jedoch ist der Betrag des
Nickens gemeinsam, aber der Faktor dp ist unterschiedlich, da
eine Strecke vom Schwerpunkt sich ändert. Somit wird der
Nickwinkel durch die folgenden Prozeduren erhalten.
Bei den vorstehenden Gleichungen stellt a0 eine bekannte
Strecke von der Mitte zwischen P0y und P1y zu dem Schwerpunkt
dar, und a1 stellt eine bekannte Strecke von der Mitte
zwischen P1y und P2y zu dem Schwerpunkt dar.
Unter der Annahme von -90°<θ<90° wird die folgende Gleichung
erhalten.
Eine Ermittlung des Wankwinkels θr als die Wankinformation
kann durch eine Prozedur durchgeführt werden, die der
Ermittlung des Nickwinkels ähnlich ist. Da die Richtung des
Wankens die X-Richtung ist, sind l0', l1', l0 und l1
folgendermaßen definiert.
l0' = P1'x - P0'x; l1' = P2'x - P1'x
l0 = P1x - P0x; l1 = P2x - P1x.
l0 = P1x - P0x; l1 = P2x - P1x.
Im folgenden wird bei einer ähnlichen Prozedur zu der
Prozedur zum Erhalten des Nickwinkels der Wankwinkel θr durch
die folgende Gleichung erhalten.
Bei den vorstehenden Gleichungen stellt b0 eine bekannte
Strecke von der Mitte zwischen P0x und P1x zu dem Schwerpunkt
dar, und b1 stellt eine bekannte Strecke von der Mitte
zwischen P1x und P2x zu dem Schwerpunkt dar.
Angesichts der Änderung dh der Höhe des Fahrzeugs als die
Fahrzeughöheninformation wird dh erhalten, indem eine aus den
Gleichungen l0'.dh.dr.dp0 = l0 und l1'.dh.dr.dp1 = l1 verwendet
wird.
Es soll beachtet werden, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit V
und die Bewegungsrichtung θ auch durch das Nicken und das
Wanken beeinflußt werden, wobei dieser Einfluß beseitigt
werden muß. Die Mitte der drei Punkte P0', P1' und P2' ist als
P'=(Px', Py') definiert, und die Mitte der drei Punkte P0,
P1 und P2 ist als P'=(Px, Py) definiert.
Lx und Ly sind als Werte definiert, die durch Beseitigen des
Einflusses des Nickens und des Wankens erhalten werden.
Lx . dh . dr . dp = lx
Ly . dh . dr . dp = ly.
Ly . dh . dr . dp = ly.
Aus den vorstehenden Gleichungen werden die
Fahrzeuggeschwindigkeit V und die Bewegungsrichtung θ nach
der Korrektur durch die folgenden Gleichungen dargestellt.
Fig. 19 zeigt ein Ablaufdiagramm eines durch die ECU 12
ausgeführten Betriebs zum Berechnen des Betrags der
Fahrzeugbewegung auf der Grundlage von drei Wärmepunkten. In
der Abbildung werden Wärmepunkte P0, P1 und P2 beim Schritt
S70 erzeugt, indem der Laserstrahlquelle 10 ein gepulster
Strom zugeführt wird. Dann werden beim Schritt S72 Bilddaten
von dem Infrarotabbildungselement 20 abgelesen, und die X und
Y Koordinatenwerte des Bilds der Wärmepunkte P0, P1' und P2
werden als die Daten der Wärmepunkte P0', P1' und P2'
gespeichert. Dabei wird die Zeitgebungseinrichtung t auf Null
zurückgestellt.
Dann wird beim Schritt S74 ein Zählvorgang der
Zeitgebungseinrichtung t fortgesetzt bis der gezählte Wert
der Zeitgebungseinrichtung t die Zeiteinheit Δt erreicht.
Wenn der gezählte Wert die Zeiteinheit Δt (t=Δt) erreicht,
schreitet die Routine zum Schritt S76 fort. Beim Schritt S76
werden Bilddaten von dem Infrarotabbildungselement 20
abgelesen, und die X und Y Koordinatenwerte des Bilds der
Wärmepunkte P0, P1' und P2 werden zu den Daten der Wärmepunkte
P0, P1 und P2 gemacht. Beim Schritt S78 werden jeweils der
Nickwinkel θp, der Wankwinkel θr und ein Betrag dh der Höhe
des Fahrzeugs durch die Gleichungen (14), (15) und (16)
berechnet. Danach werden beim Schritt S80 die
Fahrzeuggeschwindigkeit V und die Bewegungsrichtung θ durch
die Gleichungen (17) und (18) berechnet, wobei Einflüsse von
θp, θrP und Dh beseitigt sind, und die Routine kehrt zum
Schritt S70 zurück.
Wie vorstehend erwähnt ist, kann ein Betrag einer
dreidimensionalen Bewegung des Fahrzeugs, wie beispielsweise
die Fahrzeughöheninformation, die Nickinformation und die
Wankinformation aus den Änderungen der Positionen der drei
Markierungen (Wärmepunkte) erhalten werden.
Es soll beachtet werden, daß das Impulsintervall des Stroms
zum Ansteuern der Laserstrahlquelle 10 konstant sein kann,
das Impulsintervall kann jedoch umgekehrt proportional zu der
Fahrzeuggeschwindigkeit sein, so daß eine Strecke zwischen
benachbarten Wärmepunkten im wesentlichen gleich ist, d. h.,
daß sich die Strecke zwischen benachbarten Wärmepunkten nicht
ändert, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit ändert.
Demgemäß kann eine Vielzahl von Markierungen innerhalb einem
Bereich des durch das Infrarotabbildungselement aufgenommenen
Bilds erzeugt werden, selbst wenn sich die
Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht.
Obwohl die Markierungen (Wärmepunkte) bei dem vorstehend
erwähnten Ausführungsbeispiel durch einen Infrarotlaserstrahl
erzeugt werden und die Wärmepunkte durch das
Infrarotabbildungselement erfaßt werden, können die
Markierung außerdem durch einen sichtbaren Laserstrahl
erzeugt werden, und die Markierungen können durch ein
sichtbares Lichtabbildungselement erfaßt werden, das mit
einem Infrarotfilter versehen ist. Des weiteren können die
Markierungen durch Vorsehen eines Farbmittels auf einer
Straßenoberfläche durch die Verwendung eines
Tintenstrahlgeräts erzeugt werden. Die Markierungen können
durch eine sichtbare Lichtabbildungsvorrichtung erfaßt
werden. Im Gegensatz dazu kann Wasser auf eine
Straßenoberfläche aufgebracht werden, um Markierungen zu
schaffen, die durch ihre Reflexion oder Temperatur erkannt
werden können.
Die Erfindung betrifft das Erfassungsgerät zum Erfassen des
Betrags der verschiedenen Arten der Fahrzeugbewegung ohne die
Verwendung von auf der Straßenoberfläche angeordneten
Materialien. Das Erfassungsgerät ist an dem Fahrzeug 40
vorgesehen. Der Markierungsmechanismus 10, 14, 16 schafft die
Markierung P0 bis P3 auf der Straßenoberfläche, wobei der
Markierungsmechanismus an dem Fahrzeug 40 vorgesehen ist. Die
Abbildungsvorrichtung 14, 16, 18, 20 nimmt Bilder von der
Straßenoberfläche einschließlich der Markierung in dem
vorgegebenen Zeitabstand auf. Ein Betrag der Fahrzeugbewegung
wird durch Erfassen der Änderung der Position der Markierung
während dem vorgegebenen Zeitabstand auf der Grundlage der
Vielzahl von Bildern berechnet.
Die Erfindung ist nicht auf die spezifisch offenbarten
Ausführungsbeispiele beschränkt und es können Änderungen und
Abwandlungen durchgeführt werden ohne vom Umfang der
Erfindung abzuweichen.
Claims (8)
1. Erfassungsgerät zum Erfassen eines Betrags einer
Fahrzeugbewegung, wobei das Erfassungsgerät an einem Fahrzeug
vorgesehen ist,
gekennzeichnet durch:
einen Markierungsmechanismus (10, 14, 16) zum Schaffen einer Markierung (P1 bis P3) auf einer Straßenoberfläche, wobei der Markierungsmechanismus an dem Fahrzeug (40) vorgesehen ist;
eine Abbildungsvorrichtung (14, 16, 18, 20) zum Aufnehmen von Bildern von der Straßenoberfläche einschließlich der Markierung in einem ersten vorgegebenen Zeitabstand;
eine Berechnungseinrichtung (12) zum Berechnen des Betrags der Fahrzeugbewegung durch Erfassen einer Änderung einer Position der Markierung während dem ersten vorgegebenen Zeitabstand auf der Grundlage einer Vielzahl der Bilder.
einen Markierungsmechanismus (10, 14, 16) zum Schaffen einer Markierung (P1 bis P3) auf einer Straßenoberfläche, wobei der Markierungsmechanismus an dem Fahrzeug (40) vorgesehen ist;
eine Abbildungsvorrichtung (14, 16, 18, 20) zum Aufnehmen von Bildern von der Straßenoberfläche einschließlich der Markierung in einem ersten vorgegebenen Zeitabstand;
eine Berechnungseinrichtung (12) zum Berechnen des Betrags der Fahrzeugbewegung durch Erfassen einer Änderung einer Position der Markierung während dem ersten vorgegebenen Zeitabstand auf der Grundlage einer Vielzahl der Bilder.
2. Erfassungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Berechnungseinrichtung (12) eine Information
bezüglich einer Fahrzeuggeschwindigkeit und einer
Bewegungsrichtung des Fahrzeugs (40) auf der Grundlage einer
Vielzahl der Bilder berechnet, wobei jedes Bild zumindest
dieselbe Markierung umfaßt.
3. Erfassungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Berechnungseinrichtung (12) eine Information
bezüglich einer Verdrehung und einer Drehbewegung des
Fahrzeugs (40) auf der Grundlage einer Vielzahl der Bilder
berechnet, wobei jedes Bild zumindest zwei derselben
Markierungen umfaßt.
4. Erfassungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Berechnungseinrichtung (12) eine Information
bezüglich einer Höhe, einem Nicken und einem Wanken des
Fahrzeugs (40) auf der Grundlage einer Vielzahl der Bilder
berechnet, wobei jedes Bild zumindest drei derselben
Markierungen umfaßt.
5. Erfassungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Markierungsmechanismus eine Laserstrahlquelle (10)
umfaßt, die einen Laserstrahl auf die Straßenoberfläche
projiziert, um die Markierung (P0 bis P3) auf der
Straßenoberfläche zu schaffen.
6. Erfassungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Laserstrahlquelle eine Infrarotlaserstrahlquelle (10)
ist, die einen Infrarotlaserstrahl projiziert, um einen
Wärmepunkt (P0 bis P3) als die Markierung zu schaffen, und
wobei die Abbildungsvorrichtung Infrarotbilder von der
Straßenoberfläche einschließlich dem Wärmepunkt aufnimmt.
7. Erfassungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Markierungsmechanismus (10, 14, 16) eine Vielzahl der
Markierungen auf der Straßenoberfläche in einem zweiten
vorgegebenen Zeitabstand schafft, der proportional zu der
Geschwindigkeit des Fahrzeugs (40) geändert wird.
8. Erfassungsgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der zweite vorgegebene Zeitabstand abnimmt, wenn sich die
Geschwindigkeit des Fahrzeugs (40) erhöht.
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