DE19746895B4

DE19746895B4 - Gerät zum Erfassen des Betrags einer Fahrzeugbewegung

Info

Publication number: DE19746895B4
Application number: DE19746895A
Authority: DE
Inventors: Nobuyoshi Susono Sugitani
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1996-10-24
Filing date: 1997-10-23
Publication date: 2007-01-25
Anticipated expiration: 2017-10-24
Also published as: JP3346189B2; US5983157A; JPH10123162A; DE19746895A1

Abstract

Erfassungsgerät zum Erfassen eines Betrags einer Fahrzeugbewegung, wobei das Erfassungsgerät an einem Fahrzeug vorgesehen ist, mit:
einem Markierungsmechanismus (10, 14, 16) zum Schaffen einer Markierung (P1 bis P3) auf einer Straßenoberfläche, wobei der Markierungsmechanismus an dem Fahrzeug (40) vorgesehen ist; und
einer Berechnungseinrichtung (12),
gekennzeichnet durch
eine Abbildungsvorrichtung (14, 16, 18, 20) zum Aufnehmen von Bildern von der Straßenoberfläche einschließlich der Markierung in einem ersten vorgegebenen Zeitabstand;
wobei die Berechnungseinrichtung (12) den Betrag der Fahrzeugbewegung durch Erfassen einer Änderung einer Position der Markierung während dem ersten vorgegebenen Zeitabstand auf der Grundlage einer Vielzahl der Bilder berechnet, und wobei
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 Markierungen umfasst.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zum Erfassen eines Betrags einer Fahrzeugbewegung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Auf herkömmliche Weise wurde ein Gerät zum Erfassen der Bewegung eines Fahrzeugs durch ein optisches Verfahren vorgeschlagen. Beispielsweise offenbart die JP 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 Druckschrift DD 288 231 A5 offenbart ein gattungsgemäßes Erfassungsgerät zum Erfassen eines Betrags einer Fahrzeugbewegung, wobei das Erfassungsgerät an einem Fahrzeug vorgesehen ist, mit einem Markierungsmechanismus zum Schaffen einer Markierung auf einer Schienenoberfläche, wobei der Markierungsmechanismus an dem Fahrzeug vorgesehen ist. Dort werden die in einem vorgegebenen Zeitabstand erzeugten Markierungen mit einem Temperatursensor erfasst, und aus dem zeitlichen Abstand der erfassten Markierung die Fahrgeschwindigkeit berechnet.

Die Druckschrift US 5,541,732 A offenbart ein Gerät zum Messen einer relativen Bewegung zwischen einem ersten und einem zweiten Element. Ausgehend von dem ersten Element werden zwei aufeinanderfolgende Lichtstrahlen zu dem zweiten Element ausgesandt und die Reflexionen der Lichtstrahlen werden von einer Abbildungsvorrichtung erfasst. Auf Basis eines Interferenzbilds der Lichtstrahlen wird die relative Bewegung des ersten Objekts zu dem zweiten erkannt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Geräts zum Erfassen des Betrags verschiedener Arten von Fahrzeugbewegungen.

Diese Aufgabe wird mit dem Erfassungsgerät zum Erfassen eines Betrags einer Fahrzeugbewegung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

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.

1 zeigt ein Blockschaltbild zum Erläutern eines Grundsatzes der Erfindung. Wie in 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, wobei jedes Bild zumindest drei Markierungen umfasst.

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 drei Markierungen 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 drei 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.

1 zeigt ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Geräts;

2 zeigt eine Darstellung eines Systemaufbaus gemäß der Erfindung;

3 zeigt ein Blockschaltbild einer in 2 gezeigten elektronischen Steuereinheit;

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; 4B zeigt eine Seitenansicht des in 4A gezeigten Fahrzeugs;

5 zeigt eine Darstellung der in 4A und 4B gezeigten Markierungen;

6 zeigt eine Darstellung zum Erläutern eines Bilds der Markierung welches nicht Gegenstand der Erfindung ist, das durch das in 2 gezeigte Infrarotabbildungselement aufgenommen wird;

7 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Betriebs einer in 2 gezeigten ECU (electronic control unit = elektronische Steuereinheit) zum Berechnen eines Betrags der Fahrzeugbewegung, indem auf einen einzelnen Wärmepunkt Bezug genommen wird;

8A zeigt einen Verlauf einer Änderung einer Position eines Wärmepunkts; 8B zeigt ein Spektraldiagramm eines Streckensignals, das in einem vorgegebenen Zeitabstand aufgenommen wird;

9 zeigt ein Ablaufdiagramm eines durch die ECU ausgeführten Betriebs zum Erhalten eines Betrags einer Nick- und Wankbewegung;

10 zeigt ein Ablaufdiagramm eines durch die ECU ausgeführten Betriebs zum Ermitteln eines Neigungswinkels einer Schräge;

11A zeigt eine Darstellung einer Bewegung eines Fahrzeugs, wenn das Fahrzeug die Richtung ändert; 11B zeigt eine Darstellung eines künstlichen Bilds von zwei Wärmepunkten, welches nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, wenn das Fahrzeug die Richtung ändert;

12A zeigt eine Darstellung zum Erläutern eines Verdrehwinkels; 12B zeigt eine Darstellung eines Drehbewegungswinkels;

13 zeigt ein Ablaufdiagramm eines durch die ECU ausgeführten Betriebs zum Berechnen eines Betrags der Fahrzeugbewegung auf der Grundlage von zwei Wärmepunkten;

14 zeigt eine Darstellung zum Erläutern eines Einflusses eines Seitenwinds;

15 zeigt eine Darstellung zum Erläutern eines Einflusses einer Änderung einer Höhe eines Fahrzeugs;

16 zeigt eine Darstellung zum Erläutern eines Einflusses einer Nickbewegung;

17A, 17B und 17C zeigen Darstellungen zum Erläutern einer Änderung einer Länge einer Linie in einem Bild;

18 zeigt eine Darstellung eines künstlichen Bilds, in dem drei Wärmepunkte gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen sind; und

19 zeigt ein Ablaufdiagramm eines durch die ECU ausgeführten Betriebs zum Berechnen eines Betrags der Fahrzeugbewegung auf der Grundlage der drei Wärmepunkte gemäß der vorliegenden Erfindung.

2 zeigt eine Darstellung eines Systemaufbaus gemäß 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 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 0Infrarotbild 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 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 5 gezeigt ist.
Es wird nun beschrieben, wie eine Fahrzeugbewegungsinformation aus zwei Bildern erhalten wird, die bezüglich einem einzelnen Wärmepunkt aufgenommen werden, was nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, wobei die beiden Bilder zu unterschiedlichen Zeitpunkten während eines Zeitabstands Δt aufgenommen werden. Bei dem künstlichen Bild der beiden in 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 P_0' = (P_0'x, P_0'y) und P₀ = (P_0x, P_0y) 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 (P_0y – P_0'y) >> (P_0x – P_0'x), wird die folgende Beziehung erhalten.
Außerdem wird ein 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.
7 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Betriebs der ECU 12 zum Berechnen eines Betrags der Fahrzeugbewegung durch die Bezugnahme auf einen einzelnen Wärmepunkt, was nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist. 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 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 Aufhängungsmechanismusses 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 1Hz.
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 = (2Π/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 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.
f_min < f < f_max
ω = 2Πf k = (ω·γ)/2
k_min = Abrunden (f_min· )
(eine ganze Zahl, die durch Abrunden von f_min·γ erhalten wird)
k_min = Aufrunden (f_max·γ)
(eine ganze Zahl, die durch Aufrunden von f_min·γ erhalten wird)
Die Anzahl N der Muster muß ein größerer Wert als k_max ≠ 1 sein. Eine Zeitspanne für die Messung muß γ·(N – 1) sein. Dann werden X(k_min) bis X(k_max) 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 6 gilt: V_y = (P_0y – P₀'_y), V_x = (P_0x – P₀'_x), γ = Δt. Dann werden P(k) und R(k) auf der Grundlage der N Zahl von V_y(n) und der N Zahl von V_x(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 = k_min bis k_max überein. P = Max[P(k)] R = Max[R(k)]
Es wird angenommen, daß k_p und k_R auf k gesetzt werden, wenn die vorstehenden P und R erhalten werden, wobei die Eigenfrequenzen f_p und f_R des Nickens und Wankens jeweils als f_p = k_p/γ und f_p = k_R/γ erhalten werden.
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 K_min und k_max 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 K_min und k_max 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 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 θ als eine Gierrate verwendet werden. Ein Schlupfwinkel (θ_H – θ) des Reifens kann durch Subtrahieren der Bewegungsrichtung θ von einem Lenkwinkel θ_H eines Rads erhalten werden.
Wenn es einen Unterschied zwischen einer Fahrzeuggeschwindigkeit V_S, 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 10 gezeigten Betriebs der ECU 12 ermittelt werden. In 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, 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 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, was nicht Gegenstand der Erfindung ist, werden die Drehbewegung und die Verdrehung separat erfaßt. Bei einem in 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 θ_S als eine Verdrehinformation und eine Verdrehrate β folgendermaßen dargestellt:
Wenn es einen in 12A gezeigten Verdrehwinkel θ und einen Drehbewegungswinkel θ_K als Information einer in 12B gezeigten Drehbewegung gibt, ist die Richtung des Verdrehwinkels θ_S einer Richtung des Drehbewegungswinkels θ_K als Information einer Drehbewegung entgegengesetzt. Bei dem in 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 = θ_K – θ_S...(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 2θ_K übereinstimmt, wird durch V·Δt dargestellt. Somit ist der Radius R durch die folgende Gleichung gegeben.
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 P₁1 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 P₁1 werden zu den Daten der Wärmepunkte P₀ und P₁ gemacht. Beim Schritt S38 werden ein Betrag θ_S einer Verdrehung und einer Verdrehrate θ_S/Δt durch Ausführen einer Berechnung der Gleichung (4) erhalten.
Außerdem wird beim Schritt S40 der durch die beiden Mittelpunkte erzeugte Winkel θ durch Ausführen einer Berechnung der Gleichung (6) erhalten. Des weiteren wird beim Schritt S42 der Drehbewegungswinkel 2θ_K 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 der vorliegenden Erfindung 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 θ_S und der Drehbewegungswinkel 2θ_K 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 14 gezeigt ist, beträgt der Verdrehwinkel θ_S des Fahrzeugs 40 Null, und der Drehbewegungswinkel 2θ_K tritt im Fahrzeug 40 auf. Die Seitenwindkraft F ist proportional zu dem Winkel 2θ_K – θ_S. D. h., daß eine Gleichung F = k₁(2θ_k – θ_S) aufgestellt wird, wobei k₁ eine Konstante ist. Wie vorstehend erwähnt ist, kann die Seitenwindkraft auch angenommen werden.
Der in 6 gezeigte Winkel θ oder der durch die Gleichung (6) dargestellte Winkel θ stellt eine tatsächliche Bewegungsrichtung des Fahrzeugs dar. Somit kann der Schlupfwinkel θ_HS eines Rads aus der folgenden Gleichung durch Erfassen des Lenkwinkels θ_T des Reifens erhalten werden. θHS = θT – θ
Es soll beachtet werden, daß sich der Lenkwinkel θ_T des Reifens in einer proportionalen Beziehung zu dem Lenkwinkel θ_H eines Lenkrads (θ_T = k₂·θ_H) 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 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 = l1x{h/(h – Δh)}
Unter der Annahme, daß h >> Δh gilt, kann die vorstehende Gleichung folgendermaßen umgestellt werden. l2 = l1x(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 Δh_p 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 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 17B gezeigt ist, da Δh eine Strecke a (bekannter Wert) von einer Drehmitte ist. Somit wird die Länge l₃ zu einer Länge l4 = l₃x{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 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, d_p und d_r 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 d_h, d_p und d_r 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 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 θ_p 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
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 P_0y und P_1y zu dem Schwerpunkt dar, und a₁ stellt eine bekannte Strecke von der Mitte zwischen P_1y und P_2y 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
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 P_0x und P_1x zu dem Schwerpunkt dar, und b₁ stellt eine bekannte Strecke von der Mitte zwischen P_1x und P_2x zu dem Schwerpunkt dar.
Angesichts der Änderung d_h der Höhe des Fahrzeugs als die Fahrzeughöheninformation wird d_h erhalten, indem eine aus den Gleichungen l₀'·d_h·d_r·d_p0 = l₀ und l₁'·d_h·d_r·d_p1 = 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' = (P_x', P_y') definiert, und die Mitte der drei Punkte P₀, P₁ und P₂ ist als P' = (P_x, P_y) definiert.
lx = Px – Px' ly = Py – Py'
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
Aus den vorstehenden Gleichungen werden die Fahrzeuggeschwindigkeit V und die Bewegungsrichtung θ nach der Korrektur durch die folgenden Gleichungen dargestellt.
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 d_h 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 θ_p, θ_rP und D_h 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, wobei jedes Bild mindestens drei Markierungen umfasst.
Die Erfindung ist nicht auf die spezifisch offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt und es können Änderungen und Abwandlungen im Rahmen des Schutzumfangs, der durch die angehängten Ansprüche definiert ist, durchgeführt werden ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen.

Claims

Erfassungsgerät zum Erfassen eines Betrags einer Fahrzeugbewegung, wobei das Erfassungsgerät an einem Fahrzeug vorgesehen ist, mit: einem Markierungsmechanismus (10, 14, 16) zum Schaffen einer Markierung (P1 bis P3) auf einer Straßenoberfläche, wobei der Markierungsmechanismus an dem Fahrzeug (40) vorgesehen ist; und einer Berechnungseinrichtung (12), gekennzeichnet durch eine Abbildungsvorrichtung (14, 16, 18, 20) zum Aufnehmen von Bildern von der Straßenoberfläche einschließlich der Markierung in einem ersten vorgegebenen Zeitabstand; wobei die Berechnungseinrichtung (12) den Betrag der Fahrzeugbewegung durch Erfassen einer Änderung einer Position der Markierung während dem ersten vorgegebenen Zeitabstand auf der Grundlage einer Vielzahl der Bilder berechnet, und wobei 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 Markierungen umfasst.
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.
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.
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.
Erfassungsgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite vorgegebene Zeitabstand abnimmt, wenn sich die Geschwindigkeit des Fahrzeugs (40) erhöht.