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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kalibrierung wenigstens eines Radarsensors an einem Fahrzeug.
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In zunehmendem Maße werden Fahrzeuge mit Assistenzsystemen zur Unterstützung und Entlastung des Fahrers im Straßenverkehr eingesetzt. Eines der in diesem Zusammenhang zunehmend eingesetzten Assistenzsysteme ist ein Radarsensor, also ein Abstandsmessgerät, das den Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug oder einem in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug liegenden Hindernis misst und in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit bei Gefahr akustische, optische oder taktile Warnsignale erzeugt und/oder selbsttätig die Bremse des Fahrzeugs betätigt. Die Abstandsmessgeräte verwenden als Sensoren beispielsweise einen Abstandsregelsensor, welcher zum Beispiel als „Adaptive Cruise Control”, kurz „ACC”, oder anders bezeichnet wird. Ein solcher ACC-Radarsensor unterstützt den Fahrer, indem er den Verkehr automatisch beobachtet, den Abstand zu vorausfahrenden Fahrzeugen oder im Fahrweg angeordneten Hindernissen misst und in Abhängigkeit von diesen Messergebnissen die Geschwindigkeit des Fahrzeuges etwa unter Berücksichtigung eines voreingestellten Sicherheitsabstandes regelt. Für den Fall, dass dieser voreingestellte Sicherheitsabstand unterschritten wird, kann selbsttätig ein Bremsvorgang eingeleitet werden oder aber die Geschwindigkeit anderweitig, etwa durch selbsttätige Rücknahme des Gaspedals reduziert werden.
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Im Zusammenhang mit derartigen Radarsensoren besteht das Problem, dass etwa bei einem falsch eingestellten Radarsensor ein langsameres Fahrzeug z. B. auf einer benachbarten Fahrspur von dem Radarsensor erfasst und hierdurch ein unnötiger Bremsvorgang ausgelöst wird. Dies kann sowohl für das mit dem Radarsensor ausgestattete Fahrzeug als auch für den nachfolgenden Verkehr ein Sicherheitsrisiko darstellen. Zur Vermeidung dieses Problems muss in jedem Fall sichergestellt sein, dass die Strahlungsachse des Radarsensors des Fahrzeugs exakt geradeaus in die Fahrtrichtung weist. Schon die Abweichung von nur einigen wenigen Winkelminuten kann zu den beschriebenen Fehlfunktionen führen. Daher ist es unerlässlich, die korrekte Ausrichtung des Radarsensors in regelmäßigen Abständen zu überprüfen, zu vermessen und erforderlichenfalls zu korrigieren.
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Hierzu wird beispielsweise in der
EP 2 113 787 B1 eine Anlage zur Prüfung der Ausrichtung der Strahlungsachse eines Radarsensors an einem Fahrzeug vorgeschlagen, bei dem das mit einem derartigen Radarsensor ausgestattete Fahrzeug zunächst vor einer Kalibrierungstafel positioniert wird. Im Weiteren werden dann an einer der ungelenkten Achsen, also vorzugsweise an der Hinterachse dieses Fahrzeugs, Laserlichtquellen angebracht, die so ausgerichtet sind, dass die Laser im rechten Winkel zu dieser Fahrzeugachse sowie parallel zur Fahrzeuglängsachse in Richtung der vor dem Fahrzeug positionierten Kalibrierungstafel abstrahlen. Dabei sind die Laserlichtquellen mit einer Messskala versehen. Die Kalibrierungstafel ist ihrerseits mit zwei Spiegelflächen versehen, auf die die von den Laserlichtquellen ausgestrahlten Laserstrahlen bei ordnungsgemäßer Positionierung der Kalibrierungstafel einstrahlen und derart reflektiert werden, dass die reflektierten Laserstrahlen auf die erwähnten Messskalen der Laserlichtquellen auftreffen. Mithilfe dieser Messskalen kann anschließend die Kalibrierungstafel so ausgerichtet werden, dass die reflektierten Laserstrahlen auf beiden Fahrzeugseiten um das gleiche Abstandsmaß zur Ursprungs-Laserlichtquelle auf die jeweiligen Messskalen treffen. Danach soll sichergestellt sein, dass die Fahrzeuglängsachse in einem rechten Winkel zur Erstreckungsebene der Kalibrierungstafel in einem definierten Abstand vor der Kalibrierungstafel angeordnet ist. Nachdem die Kalibrierungstafel entsprechend ausgerichtet ist, wird dann eine weitere Laserlichtquelle etwa mithilfe eines ein- und ausschaltbaren Magnetfußes auf einer ferromagnetischen Fläche der Kalibrierungstafel so positioniert, dass diese zusätzliche Laserlichtquelle auf einen Referenzspiegel des Radarsensors auftrifft und dementsprechend den Laserstrahl reflektiert. Dieser reflektierte weitere Laserstrahl trifft dann auf eine weitere, mit der weiteren Laserlichtquelle verbundene Messskala, wobei der Auftreffpunkt des von dem Referenzspiegel des Radarsensors des Kraftfahrzeuges reflektierte Laserstrahl auf dieser Messskala Auskunft über die Ausrichtung der Strahlungssachse des Radarsensors des Kraftfahrzeuges im Bezug zu der vorstehend erläuterten Fahrzeuglängsachse des Fahrzeuges gibt, also insbesondere darüber Auskunft gibt, ob die Strahlungsachse des Radarsensors exakt geradeaus in die Fahrtrichtung des Fahrzeuges weist.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine vereinfachte Vorrichtung zur Kalibrierung des wenigstens einen Radarsensors eines Fahrzeuges anzugeben.
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Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß dem geltenden Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung können den abhängigen Ansprüchen 2 bis 8 entnommen werden.
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Gemäß dem geltenden Anspruch 1 umfasst die Vorrichtung zunächst eine Kalibrierungstafel, die in einem definierten Abstand in einem rechten Winkel zur Fahrzeuglängsachse mittig vor einem Fahrzeug mit einem in dessen Fahrzeugfront integrierten Radarsensor positioniert wird, wobei dann an dieser Kalibrierungstafel eine Winkelverstellplatte mit einer ferromagnetischen Befestigungsplatte an dieser Kalibrierungstafel einhängbar ist und zwar derart, dass diese winkelverstellbar ist, so dass durch die definierte Winkelverstellbarkeit der Winkelverstellplatte der Abstand zwischen dem wenigstens einen Radarsensor und der Winkelverstellplatte durch die Winkelverstellung und damit des Anstellwinkels der Befestigungsplatte verstellbar ist, so dass ein auf die Winkelverstellplatte ausstrahlender Radarsensor unterschiedliche Abstände erfasst. Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass die Kalibrierung des wenigstens einen Radarsensors entweder in der Werkstatt in einfacher Weise, d. h. insbesondere ohne eine ansonsten erforderliche Achsenvermessung des Fahrzeuges erfolgen kann. Ein weiterer besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass, wenn die Kalibrierungstafel mobil ist, gegebenenfalls auch die Kalibrierungstafel mit der Winkelverstellplatte zu einem Fahrzeug gebracht werden kann, so dass dann die Kalibrierung des wenigstens einen Radarsensors vor Ort, nämlich dort, wo immer das Fahrzeug mit dem zu kalibrierenden Radarsensor steht, durchgeführt werden kann.
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In weiterer Ausgestaltung ist die Kalibrierungstafel mit entsprechenden Stellschrauben versehen, so das die Kalibrierungstafel insbesondere lotrecht vor dem Fahrzeug positioniert werden kann und im Übrigen auch sichergestellt werden kann, dass die Kalibrierungstafel exakt in einem rechten Winkel zur Fahrzeuglängsachse positioniert ist. Die korrekte Positionierung der Kalibrierungstafel kann in vorteilhafter Ausgestaltung mittels an der Winkelverstellplatte angebrachter Vertikal- und/oder Horizontal-Libellen überprüft werden.
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In konkreter Ausgestaltung ist die Winkelverstellplatte mittels eines in Richtung der Kalibrierungstafel vorspringenden Befestigungshakens an der Kalibrierungstafel befestigbar, wobei dieser Haken mit einer treppenartig ausgebildeten Aufhängevorrichtung versehen ist, so dass hierdurch die Winkelverstellplatte in unterschiedlichen Anstellwinkeln an der Kalibrierungstafel befestigbar ist.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann an der ferromagnetischen Befestigungsplatte mithilfe eines Magnetfußes ein auf den wenigstens einen Radarsensor ausstrahlender Laser lösbar an der Befestigungsplatte befestigt werden. Der Magnetfuß ist mit einem an- und ausschaltbaren Magneten versehen, so dass erst nach korrekter Ausrichtung des Lasers, insbesondere derart, dass er auf den Radarsensor ausgerichtet ist, durch Anschalten des in dem Magnetfuß integrierten Magneten der Laser auf der ferromagnetischen Befestigungsplatte fixierbar ist. Nachdem die Kalibrierung des wenigstens einen Radarsensors durchgeführt ist, kann der in den Magnetfuß integrierte Magnet wieder abgeschaltet werden und der Laser von der Befestigungsplatte abgenommen werden. Dies ist insbesondere deshalb sinnvoll, weil hierdurch der empfindliche Laser getrennt von der Kalibrierungstafel und der Winkelverstellplatte, etwa in einem geschützten Behältnis oder Koffer, aufgehoben und transportiert werden kann.
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In abermals vorteilhafter Weiterbildung kann auch der Laser selbst mit einer Vertikal- und/oder Horizontal-Libelle versehen sein, so dass auch dessen korrekte Ausrichtung unmittelbar am Laser selbst überprüfbar ist.
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In der Praxis sind viele Radarsensoren insbesondere zum Zwecke der Kalibrierung mit einer Referenzspiegelfläche versehen. Zur Kalibrierung solcher Radarsensoren mit integrierter Referenzspiegelfläche wird dann während der Kalibrierung der Laserstrahl des auf der Befestigungsplatte befestigten Lasers auf diese Referenzspiegelfläche des Radarsensors ausgerichtet, so dass der Referenzspiegel den Laserstrahl reflektiert. Der reflektierte Laserstrahl trifft dann auf eine mit dem Laser verbundene Messskala, so dass dann anhand der Messskala ablesbar ist, ob der Radarsensor korrekt ausgerichtet ist, d. h. ob die Radarwellen exakt in gedachter Verlängerung der Fahrzeuglängsachse nach vorne abstrahlen.
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Für den Fall, dass Radarsensoren nicht mit einer entsprechenden Referenzspiegelfläche versehen sind, kann im Rahmen der erfindungsgemäßen Lösung ein derartiger Referenzspiegel auf den Radarsensor aufgesetzt werden und ebendort mithilfe einer Unterdruckpumpe zur Erzeugung eines Unterdrucks oder leichten Vakuums in dieser Stellung reversibel fixiert werden, wobei dann wiederum der Laserstrahl des Lasers auf diese Spiegelfläche ausgerichtet wird und im Weiteren der reflektierte Laserstrahl auf eine mit dem Laser verbundene Messskala reflektiert wird, so dass dann an der Messskala die korrekte Ausrichtung des Radarsensors überprüfbar ist.
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In einer alternativen Ausgestaltung der Vorrichtung zu Kalibrierung wenigstens eines Radarsensors ohne integrierten Referenzspiegel kann der wenigstens eine Radarsensor auch dadurch kalibriert werden, dass nach korrekter Positionierung der Kalibrierungstafel mit an der Kalibrierungstafel eingehängter Winkelverstellplatte der wenigstens eine Radarsensor auf die Winkelverstellplatte ausstrahlt und anschließend mithilfe des wenigstens einen Radarsensors zu den mithilfe der Winkelverstellplatte unterschiedlichen Anstellwinkeln der Winkelverstellplatte jeweils Abstandsmessungen vorgenommen werden und anschließend mithilfe eines Ist-Sollwert-Vergleichs überprüft wird, ob die Abstandsmessung mithilfe des wenigstens einen Radarsensors korrekt ist und erforderlichenfalls der wenigstens eine Radarsensor mithilfe an dem wenigstens einen Radarsensor angeordneter Stellschrauben so lange nachjustiert wird, bis der Ist-Sollwert-Vergleich, der vorzugsweise mit Hilfe eines angeschlossenen Diagnosetesters über das zuständiges Steuergerät vorgenommen wird, die korrekte Ausrichtung des wenigstens einen Radarsensors ergibt.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert:
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Es zeigen:
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1 eine Kalibrierungstafel in einer Frontansicht,
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2 eine an der Kalibrierungstafel zu befestigende Winkelverstellplatte in einer Seitenansicht,
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3 eine an der Kalibrierungstafel befestigte Winkelverstellplatte in einer Frontansicht,
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4 einen an der Winkelverstellplatte befestigten Magnetlaser in einer perspektivischen Seitenansicht,
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5 den an der Winkelverstellplatte zu befestigenden Magnetlaser in Alleinstellung in einer perspektivischen Rückansicht,
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6 eine Spiegel-Justiervorrichtung in einer perspektivischen Ansicht,
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7 eine an einen Radarsensor montierte Spiegel-Justiervorrichtung in einer perspektivischen Ansicht,
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8 ein vor einer Kalibrierungstafel positioniertes Fahrzeug mit integriertem Radarsensor.
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1 zeigt in einer Frontansicht eine Kalibrierungstafel 1, wie sie üblicherweise zur Kalibrierung von in Fahrzeugen 30 integrierten Assistenzsystemen, wie beispielsweise in die Windschutzscheibe integrierte Kameras, eingesetzt wird. Die Kalibrierungstafel 1 ist hierzu mit einer Targetwand 2 versehen, die in hier nicht interessierender Weise zur Kalibrierung der genannten Assistenzsysteme eingesetzt wird. Dabei ist die Kalibrierungstafel 1 an einem Haltegestell 3 montiert, das seinerseits auf einem Fahrgestell 4 angeordnet ist. Zusätzlich ist an dem Haltegestell 3 oberhalb des Fahrgestells 4 und unterhalb der Kalibrierungstafel 1 ein Justagebalken 5 angeordnet. Der Justagebalken 5 ist insbesondere zum Zwecke der, korrekten Positionierung des Fahrzeuges vor der Kalibrierungstafel 1 zusätzlich beidseitig mit Justagebalkenspiegeln 6 und einer Justagebalkenskala 7 versehen. Mithilfe dieser und weiterer Hilfsmittel ist sichergestellt, dass ein Fahrzeug 30 derart vor der Kalibrierungstafel 1 positioniert werden kann, dass die Kalibrierungstafel 1 in einem definierten Abstand sowie im rechten Winkel zur Fahrzeuglängsachse vor dem Fahrzeug 30 positioniert ist, wobei durch ebenfalls hier nicht weiter interessierende Hilfsmittel sichergestellt ist, dass das Fahrzeug 30 mittig vor der Kalibrierungstafel 1 positioniert ist. Relevant für die Erfindung ist allerdings, dass das Fahrgestell mit Stellschrauben 10 versehen ist, um sicherzustellen, dass die Kalibrierungstafel 1 und der Justagebalken 5 lotrecht vor dem Fahrzeug 30 aufgerichtet sind und im Übrigen in einem rechten Winkel zur Fahrzeuglängsachse ausgerichtet werden können. Um dies zu überprüfen, ist oberhalb des Justagebalkens 5 eine Horizontal-Libelle 11 angeordnet.
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An dem Justagebalken 5 der Kalibrierungstafel 1 kann mittels eines vorspringenden Hakenelementes 8 eine Winkelverstellplatte 12 gemäß 2 eingehängt werden, wobei das Hakenelement 8 in seinem Einhängebereich mit einer treppenartig ausgebildeten Aufhängevorrichtung 9 versehen ist, so dass die Winkelverstellplatte 12 in unterschiedlichen Winkelpositionen befestigbar ist. An der der Einhängeseite abgewandten Seite der Winkelverstellplatte 12 ist eine ferromagnetische Befestigungsplatte 13 angeformt.
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3 zeigt eine an dem Justagebalken 5 der Kalibrierungstafel 1 eingehängte Winkelverstellplatte 12 in einer Frontansicht, wobei die Frontansicht die ferromagnetische Befestigungsplatte 13 zeigt, die gegebenenfalls mit einer Messskala versehen sein kann.
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Gemäß der Darstellung in 4 kann auf der Befestigungsplatte 13 der Winkelverstellplatte 12 ein Laser 14 mithilfe eines Magnetfußes 15 befestigt werden. Hierzu enthält der Magnetfuß 15 einen Magneten, der mittels eines Drehschalters 16 aktiviert und/oder deaktiviert werden kann. Sobald der Laser 14 auf der Befestigungsplatte 13 korrekt positioniert ist, d. h. derart, dass er auf einen in einer Fahrzeugfront integrierten Radarsensor 25 ausstrahlt, kann über den Drehschalter 16 der in den Magnetfuß 15 integrierte Magnet aktiviert werden, so dass der Laser 14 in seiner bestimmungsgemäßen Position an der Befestigungsplatte 13 der Winkelverstellplatte 12 befestigt ist. Der Laser 14 selbst kann über einen EIN-/AUS-Schalter 27 ein- oder ausgeschaltet werden. Durch Abschalten des Magnets mittels des in 5 gezeigten Drehschalters 16 kann dann der Laser 14 bedarfsweise von der Befestigungsplatte 13 insbesondere nach erfolgter Kalibrierung des Radarsensors 25 wieder abgenommen und sicher verwahrt werden. Um eine korrekte Ausrichtung des Lasers 14 auf den Radarsensor 25 sicherzustellen, sind der Laser 14 und/oder der Magnetfuß 15 jeweils mit einer Vertikal-Libelle 17 und/oder Horizontal-Libelle 18 versehen. Das eigentliche Lasergehäuse weist einen zentralen Austrittspunkt 19 für den von dem Laser 14 emittierten Laserstrahl auf. Dabei ist der Austrittspunkt 19 des Lasers 14 in einer Austrittsfläche zentral angeordnet, die üblicherweise mit einer zusätzlichen, in 4 nicht dargestellten Messskala versehen sein kann.
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Üblicherweise erfolgt dann nach entsprechender Positionierung des Fahrzeuges 30 vor der Kalibrierungstafel 1 und der Befestigung des Lasers 14 an der Befestigungsplatte 13 der Winkelverstellplatte 12 und dessen Ausrichtung auf den Radarsensor 25 für den Fall, dass es sich hierbei um einen Radarsensor 25 mit einem integrierten Referenzspiegel 21 handelt, derart, dass der Laserstrahl des Lasers 14 auf den Referenzspiegel 21 ausgerichtet wird, so dass der Referenzspiegel 23 den Laserstrahl reflektiert, so dass dieser auf die an dem Laser 14 befestigte Messskala reflektiert wird, so dass dann an dieser Messskala ablesbar ist, ob der Radarsensor 25 korrekt positioniert ist und somit der Radarstrahl in gedachter Verlängerung der Fahrzeuglängsachse, also geradeaus in Fahrtrichtung ausgerichtet ist. Sollte dies nicht der Fall sein, kann der Radarsensor 25 mittels einer entsprechender Einstellschraube 28 am Radarsensor so lange justiert werden, bis der Laserstrahl derart reflektiert wird, dass er in dem vorgeschriebenen Bereich auf die Messskala auftrifft, mithin der Radarsensor 25 korrekt justiert und ausgerichtet ist.
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Für den Fall, dass der Radarsensor 25 eines Fahrzeuges 30 zu kalibrieren ist, der nicht mit einem derartigen Referenzspiegel 21 versehen ist, kann die erfindungsgemäße Lösung auch mithilfe einer in 6 dargestellten Spiegel-Justiervorrichtung 20 durchgeführt werden. Hierzu umfasst die Spiegel-Justiervorrichtung 20 zunächst auf ihrer, in der montierten Stellung dem Radarsensor 25 abgewandten Oberfläche einen Referenzspiegel 21, der von einer Zentrierscheibe 22 untergriffen ist, wobei auf diese Zentrierscheibe 22 unterseitig mittig ein Rohrabschnitt 23 aufgesetzt ist, wobei dieser Rohrabschnitt 23 mit einer Öffnung versehen ist, an die ein Unterdruckschlauch 24 angeschlossen ist, der mit einer hier nicht weiter dargestellten Unterdruckpumpe verbindbar ist, so dass im montierten Zustand der von dem Rohrabschnitt 23 umschlossene Hohlraum mittels der Unterdruckpumpe zur Erzeugung eines leichten Vakuums evakuierbar ist, wobei hierdurch die Spiegel-Justiervorrichtung 20 und damit auch der an der Spiegel-Justiervorrichtung 20 montierte Referenzspiegel 21 unmittelbar vor dem Radarsensor 25 lösbar befestigbar ist.
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7 zeigt die Spiegel-Justiervorrichtung 20 in einer auf dem Radarsensor 25 montierten Stellung, wobei aus dieser montierten Stellung ersichtlich ist, dass auch die Spiegel-Justiervorrichtung 20 mit einer weiteren Libelle 26 versehen ist, um deren korrekte Ausrichtung sicherzustellen. Aufgrund des mit der Spiegel-Justiervorrichtung 20 vorgeschalteten Referenzspiegels 21, kann dann die Kalibrierung des in direkter Verlängerung hinter dem Referenzspiegel 21 angeordneten Radarsensors 25 analog zu der Justierung eines Radarsensors 25 mit integriertem Referenzspiegel 21 erfolgen.
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Schließlich zeigt 8 ein bestimmungsgemäß vor der Kalibrierungstafel 1 positioniertes Fahrzeug 30 mit einem integrierten Radarsensor 25. Unter der bestimmungsgemäßen Positionierung ist zu verstehen, dass das Fahrzeug mittig vor der Kalibrierungstafel 1 positioniert und sichergestellt ist, dass die Kalibrierungstafel 1 im rechten Winkel zur Fahrzeuglängsachse ausgerichtet ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kalibrierungstafel
- 2
- Targetwand
- 3
- Haltegestell
- 4
- Fahrgestell
- 5
- Justagebalken
- 6
- Justagebalken-Spiegel
- 7
- Justagebalken-Skala
- 8
- Hakenelement
- 9
- treppenartige Aufhängevorrichtung
- 10
- Stellschrauben
- 11
- Horizontal-Libelle des Justagebalkens
- 12
- Winkelverstellplatte
- 13
- Befestigungsplatte
- 14
- Laser
- 15
- Magnetfuß
- 16
- Drehschalter
- 17
- Vertikal-Libelle des Lasers
- 18
- Horizontal-Libelle des Lasers
- 19
- Austrittspunkt
- 20
- Spiegel-Justiervorrichtung
- 21
- Referenzspiegel
- 22
- Zentrierscheibe
- 23
- Rohrabschnitt
- 24
- Unterdruckschlauch
- 25
- Radarsensor
- 26
- weitere Libelle der Spiegel-Justiervorrichtung
- 27
- EIN-/AUS-Schalter
- 28
- Einstellschraube
- 30
- Fahrzeug
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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