DE3244358A1

DE3244358A1 - Einrichtung zur erfassung von hindernissen als rangierhilfe beim einparken oder wenden eines kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE3244358A1
Application number: DE19823244358
Authority: DE
Inventors: Guenter Dr Abersfelder; Rudolf Andres; Erwin Dipl Ing Heuwieser; Rudolf Knauer; Valentin Dipl Phys Magori
Original assignee: Daimler Benz AG; Siemens AG
Current assignee: Daimler Benz AG; Siemens AG
Priority date: 1982-12-01
Filing date: 1982-12-01
Publication date: 1984-06-14
Also published as: DE3244358C2; JPS59109884A; GB2131642A; FR2537288A1; GB8331917D0

Description

Daimler-Benz Daim 13 895/4

Aktiengesellschaft 14.10.1982

7000 Stuttgart 60

Siemens. Aktiengesellschaft

Einrichtung zur Erfassung von. Hindernissen als Rangier hilfe- beim Einparken oder Wenden eines Kraftfahrzeuges·

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erfassung von Hindernissen als Rangierhilfe beim Einparken' oder Wenden eines Kraftfahrzeuges mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen, gattungsbestimmen— den Merkmalen»

Bekannte Einrichtungen dieser Art arbeiten nach dem Radar- oder dem Sonar-Prinzip, d.h. mit der Erfassung von Laufzeiten, innerhalb derer mit hoher Wiederholungsfrequenz von einem optischen oder einem Ultraschallsender ausgesandte Impulse, die von dem zu erfassenden Hindernis zurückreflektiert oder gesträubt werden, empfangen werden.

/2

BAD

DaIm 13 895/4
14.1Ο..1982

Eine nach dem Sonar-Prinzip arbeitende Einrichtung dieser Art ist in der Zeitschrift "Äsahi. Evening News" vom 27*01.1982 beschrieben.

Diese bekannte Einrichtung umfaßt in spezieller Gestaltung drei: Ultraschallsender und darex. Ultraschall— empfänger , die in den hinteren Stoßfänger eines Kraftfahrzeuges integriert sind.. Sender und Empfänger sind in alternierender Folge äquidistant über die Breite des Kraftfahrzeuges verteilt, wobei die zentralen Achsen der Abstrahlwinkel, der Sender, und der Empfänger— öffnungswinkel parallel zur Fahrzeuglängsachse verlaufen*

Diese bekannte Einrichtung ist zumindest mit den folgenden Nachteilen behaftet:

Wegen der für übliche Ultraschallquellen charakteristischen engen Bündelung- der abgestrahlten Schalleistung wird ein·, durch Überlappung der Abstrahlwinkel entstehender/- lückenlos- zusammenhängender Erfassungsraum erst in relativ großem Abstand vom. Fahrzeug erzielt, mit der Folge, daß im unmittelbaren Nahbereich des Fahrzeuges befindliche Hindernisse, die nur wenig ausgedehnte Reflexionsflächen haben, wie z.B.. Zäune aus Drahtgeflecht oder schlanke Säulen, garnicht oder allenfalls schwer erkannt werden können.. Dieser Nachteil wird noch dadurch verschärft, daß der Fehler einer Laufzeitmessung mit abnehmendem Hindernisabstand drastisch zunimmt,- weshalb mit der bekannten Einrichtung ein Hindernis, das sich in einem Abstand von weniger als 0,2 bis 0,3 m vom Fahrzeug befindet, nicht mehr mit

/3

BAD ORIGINAL

DaIm 13 895/4
14.10.1982-

hinreichender" Genauigkeit lokalisierbar und damit sein Abstand! erfaßbar ist». Es, kommt hinzu, daß - wegen der engen. Bündelung der abgestrahlten Schallenergie ■— Hindernisse,- die sehr niedrig sind oder beispielsweise oberhalb der Senderebener in Richtung auf das. Fahrzeug weisend angeordnet sind, wie sr.B- die Ladepritsche eines Lastkraftwagens, zumindest im Nahbereich nicht zuverlässig erkennbar sind. Dasselbe gilt für Hindernisse wie einer unterhalb der Stoßstange eines benachbarten Fahrzeuges vorstehende Anhängerkupplung, die mit der bekannten Einrichtung nicht mit hinreichender Sicherheit erfaßt werden, können-

Aufgabe- der Erfindung ist es daher, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die auch im unmittelbar an das Fahrzeug anschließenden Nahbereich eine, zuverlässige Erkennung^ derjenigen Hindernisse gewährleistet, mit. denen mit nicht zu geringer Wahrscheinlichkeit im Straßenverkehr zu rechnen ist.

Diese Aufgabe wird, erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst..

Hiernach sind Sendeelemte vorgesehen, deren Abstrahl— winkel fächerförmig angeordnet sind, derart, daß Strahlungsenergie, z.B.. IR-Strahlung, sowohl in den unmittelbar an- das Fahrzeugheck anschließenden Raumwinkelbereich wie auch in den Rückraumbereich und seitlich vom Fahrzeug sich erstreckende Winkelbereiche abgestrahlt wird, wobei die Abstrahlwinkel der Sendeelemente lückenlos aneinander anschließen. Weiter ist für Empfangselemente,

/4

Daira 13 895/4 ^H

14-..10.1982. -Λ -

deren Empfänger-öffnungswinkeL den. Rückraum des Fahrzeuges und gegebenenfalls; einen seitlich, an diesen anschließenden. Winkelbereich ebenfalls lückenlos? über-' decken, eine Anordnung in definiertem Abstand oder definierten Abständen von den. Sendeeleraenten vorgesehen,, derart,- daß die Empfangs elemente zwar von, etwa, vorhandenen Hindernissen ausgehende Sekundärstrahlung, die durch Reflexion,- Streuung und/oder Beugung der von den Sendeelementen ausgehenden, auf solche Hindernisse auf— treffenden Primärstrahlung resultiert, innerhalb ihrer Empfänger-öffnungswinkeL empfangen können, nicht aber" die von den Sendeelementen ausgehende Primärstrahlung selbst- Die erfindungsgemäße Rangierhilfeeinrichtungvermittelt: eine gleichsam trigonometrische Auswertung des Hindernisabstandes auf der Basis des Abstandes zwischen dem. jeweiMgen Sende- und Empfangselement, das unter einem bestimmten Winkel· seine Primärstrahlung ausgesandt bzw- die vom Hindernis.zurückgeworfene Sekundärstrahlung empfangen hat.

Die hierfür erforderliche Kenntnis der Abstrahlrichtung und der Richtung, aus der die Sekundärstrahlung empfangen wird, kann, wie durch die Merkmale des Anspruchs 2 angegeben, dadurch gewonnen werden, daß die Sendeelemente im Rahmen wiederholter BestraSlung'szyklen je einzeln für eine Zeitspanne in den Emissionsbetrieb gesteuert sind, so daß, wenn innerhalb einer solchen Zeitspanne ein bestimmtes Empfangselement anspricht!, auch die Richtung bestimmt ist,, unter der dieses Empfangselement das Hindernis "sieht"*

/4a

BAD ORfGfMAL

32ΛΑ358

λ5

Daim 13 895/4

14.10.1982 -α£

Dies gilt auch- für die durch, die Merkmale des Anspruchs 3 angegebene Gestaltung, bei der: innerhalb der Emissions Zeitspanne eines;- einzelnen Sendeelementes die Empfangselemente nicht gleichzeitig sondern einzeln für. sich, in einer definierten Reihenfolge, und. für dementsprechend, kürzere Zeit— spannen in ihren; empfangsbereiten Zustand gesteuert werden, mit der günstigen Folge,daß zur Verarbeitung ihrer Ausgangs— signale nur ein.einziger Vorverstärker benötigt wird.

Vorteilhaft ist. es. dabei,wenn,wie gemäß Anspruch 4 vorgesehen, die- Sendeelemente- innerhalb der jeweiligen Emissionszeitspannen gepulst und in Synchronisation mit den Empfangs-Bereitschaftszuständen. der Empfangselemente in. den Emissionsbetrieb gesteuert sind».

/5

Daim T3 895/4
14,10.1982

In. den durch die Merkmale der Ansprüche 5 bis 7 angegebenen Gestaltungen, die durch, eine bezüglich der Fahrzeug— längsachse. symmetrische Anordnung- von Sende— und Empfangs·— elementen, charakterisiert sind,, können die für die Ab— Standsbestimmung eines Hindernisses erforderlichen Abstrahlr und. Empfangsrichtungen auch allein aus den jeweils ansprechenden Empfangselementen, bestimmt werden..

Durch die Merkmale des Anspruchs 8 ist eine für die Auswertung der Sekundärstrahlungs-Empfangersignale der erfindungsgemäßen, Rangierhilfeeinrichtung günstige Deckungsgleichheit des Erfassungsraumes,, in den die Primärstrahlung abgestrahlt wird,, mit. dem Beobachtungsraum, aus dem die Sekundärstrahlung- empfangen wird, gegeben..

In der Gestaltung der Rangierhilfeeinrichtung gemäß den Merkmalen des: Anspruchs 9 läßt sich mit nur wenigen Empfangs elementen bezüglich des Beobachtungsraumes ein. günstighohes Winkelauflösungsvermögen: erzielen,- mit dem auch, ein entsprechend, hohes Abstandsauflösungsvermögen der erfaßbaren Hindernisabstände einhergeht.

In Verbindung damit kann bei einer Auslegung der Rangierhilf eeinrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 10 auch mit einer günstig niedrigen Zahl von Sendeelementen gearbeitet werden..

Die für diese Gestaltung charakterisitsche niedrige Anzahl von Empfängerelementen ist auch mit erheblichen Kostenvorteilen verbunden. Dies gilt insbesondere auch für die gemäß Anspruch IP vorgesehene weitere Gestaltung der erfindungsgemäßen Rangierhilfeeinrichtung, bei der insgesamt nur vier Empfangerlemente benötigt werden.

/6

ORIGINAL*

Daim 13 895/4 ,-,

14.10.1982 ^Λ+ ~j{ -

Durch eine Gestaltung der Rangierhilfeeinrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruchs ΐ*1 kann zusätzliche Sicherheit bezüglich, der Erkennung seitlich vom. Fahrzeug, befindlicher Hindernisse gewonnen, werden»

Durch die. Merkmale- des Anspruchs 12 ist. eine bevorzugte Gestaltung, der erfindungsgemäßen Rangierhilfeeinrich— tung unter Verwendung- von IR-Leuchtdioden als Sendeelemente und IR-empfendlichen Halbleiter-Fotodioden als Empfangselemente angegeben.

Eine dazu, alternative, mit gängigen Mitteln der Ultraschall techniJc ebenfalls realisierbare Gestaltung der erfindungsgemäßen Rangierhilfeeinrichtung ist durch die Merkmale des Anspruchs U angegeben. Sende- und Empfangselemente mit den durch die Merkmale des Anspruchs 1Φ angegebenen Sender- bzw.. Empfänger Charakteristiken können in Verbindung mit IR-Sende- und Empfangselementen durch, linsenförmige Gestaltungen ihrer Vergußkörper mit einfachen Mitteln realisiert werden.

Durch die gemäß Anspruch Tür vorgesehene Kombination einer solchen Rangierhilfeeinrichtung mit einer Ultraschall-Sende-.und Empfangseinheit ist gewährleistet, daß. in. praxi mir nur geringer Wahrscheinlichkeit auftretende IR-strahlungsdurchlässige bzw. reflexionsschwache Hindernisse,, jedenfalls dann, wenn sie großflächig sind, mit hinreichender Zuverlässigkeit erkannt werden können. " . . "

Durch die Merkmale der Ansprüche 16 bis 20 sind.vorteilhafte Gestaltungen der erfindungsgemäßen Rangierhilf eeinrichtung hinsichtlich ihrer Struktur und Anordnung angegeben, die eine sinnfällige und einprägsame Darstellung der erfaßbaren Hindemisabstände vermitteln.

/7

Daim 13 895/4

14.10.1982 - Π -

Durch, die gemäß Anspruch 21 vorgesehene- selbs tätige Einschaltung der erfindungsgemäßen Rangierhilfeeinrichtung ist sichergestellt/daß. dem Fahrer im Bedarfsfälle die durch: die Einrichtung- vermittelte Sicherheitsreserve zurr Vefügung· steht-

Anstelle von Empfängereinheiten,die jeweils einen Satz von Empfangselementen mit aneinander anschlies-r senden Empfänger-Öffnungswinkeln umfassen,kann,wie gemäß. Anspruch 22. vorgesehen ,auch, ein einziges Empfangs— element vorgesehen sein,dessen wirksamer Empfängeröffnungswinkel, drehbar is.t,sodaß dieses Empfangselement mit sukzessiver Erfassung aufeinander* folgender Bereiche des Erfassungsraums, betrieben werden kann»

Hierfür sind, durch dlei Merkmale der Ansprüche. 23 und 24 alternative Gestaltungen eines, solchen Empfangs— elemente?,seinem grundsätzlichen Aufbau nach,angegeben.

Weitere- Einzelheiten und. Merkmale- der Erfindung ergeben sich aus· der" nachfolgenden Beschreibung spezieller Gestaltungen der- erfindungsgemäßen Rangierhilfeeinrichtung anhand der Zeichnung.Es zeigen:

Pig-T den prinzipiellen Aufbau einer in die Heckleuchten eines Kraftfahrzeuges integrierten erfindungsgemäßen Rangxerhilfeexnrichtung in schematischer, teilweise abgebrochener Ansicht von oben,

Fig.2 die Einrichtung gemäß Fig.1,von der Fahrzeugrückseite her gesehen,

. - . . /8 BAD ORlQfNAl/

Daira 13 895/4
14..10.. 1982

Fig»3a Einzelheiten der Anordnung von Sende— und Empfangsund. 3h - elementen, der Rangierhilf eeinrichtung,

Fig.^4· eine im Rahmen einer Auswertungseinheit der Rangierhi 1 f eeinrichtung gemäß den Fig..1 bis 3b. vorgesehene Speichermatrix,

Fig. 5 Einzelheiten der Ansteuerung der Speichermatrix gemäß Eig„4_r

Fig .6. eine weitere zur Auswertung von Empfängersig— nalen einer bezüglich der Längsachse des Fahrzeugs. symmetrischLausgebildeten Rangierhilf eeinrichtung geeignete Speichermatrix ihrer Auswertungseinrichtung,

Fig-7T eine der Eigvt entsprechende Darstellung der und 7b erfindungsgemäßen Rangierhilfe-rEinrichtung und einer Speichermatrix zur Erläuterung einer speziellen Betriebsart, der Rangeirhilfeein— richtung _r- und

Figο 8 eine spezielle Anordnung von Empfangselementen einer im Rahmen der Rangierhilfeeinrichtung gemäß den _F'ig,"1 oderJ7b.einsetzbaren Empfängereihheit.

/9

ao

Daim 13 895/4

T4.TO.1982 -&-

Zweck, der int der Fig.. 1 dargestellten Rangierhilfe— einrichtung· 10 ist die zuverlässige Erfassung von Hindernissen. TT oder 12 in einem. Teil des Rückrauraes eines Kraftfahrzeuges 13, der vom Fahrer beim Zurücksetzendes Eahrzeuges nur schwer einsehbar ist- Hindernisse, der in der Fig.. T dargestellten Art können z.B.. Tele— fonverteilerkästen, Baustellenabschrankungen ο »dglsein.

Funktionswesentliche Bestandteile der Rangierhilfeeinrichtung 10 sind zwei Infrarot(IR)-Sendeeinheiten 14 und 16 sowie zwei IR-Empfängereinheiten 17 und 18, die in der am besten aus der Fig- 2 ersichtlichen Anordnung" in die Heckleuchten 19 und. 21 des Fahrzeuges 13 integriert sind,, wobei der horizontale Abstand b der Sendeeinheiten 14- midi 16". und der unterhalb dieser angeordneten. Empfängereinheiten 17 und; 18 möglichst groß gewählt ist und nahezu der Fahrzeugbreite:entspricht..

Zum. Zweck der Erläuterung sei ohne Beschränkung der Allgemeinheit angenommen, daß die Sendeeinheiten 14 und 16 jeweils sieben Sendeelemtente 14/1 bis 14/7 bzw. 16/1 bis 16/7 (Fig. 3a) haben, und daß die einzelnen Sendeelemente der Sendeeinheiten 14 und 16 jeweils so angeordnet sind, daß die von ihren Strahlungsfeldern ("Sendekeulen") überdeckten Winkelbereiche Ψ* (i = 1:,.. 2 ,.. 7)

von je 15 "lückenlos aneinander anschließen_r so daß sich bei gleichzeitiger Erregung-aller Sendeelemente 14/1 bis 14/7 bzw. 16/1 bis 16/7 der jeweiligen Sendeeinheit 14 bzw- 16, ein Gesamtstrahlungsfeld ergibt, das demjenigen einer ein-

. zigen punktförmigen Strahlungsquelle mit einem hori-

/10

BAD

Daim 13 895/4

14.10.1982 _~ y6 -

zontalen offnungswinkeL 0 =■ T^ +* Ψ\ + .-..+ ψ_η ergibt,? beim gewählten Fallbeispiel ein Gesamtöff— nungswinkel 0 von 105°..

Eür die Empfangereinheiten 17 und 18 sei entsprechend, angenommen,. daß diese jeweils sieben Empfangselemente 17/1 bis 17/7" (Fig. 3b) bzw. 18/1 bis 18/7 mit Empfänger-Öffnungswinkeln "7 ι kis If j von jeweils mindestens 15° umfassen,- wobei die Empfänger elemente 17/1 bis 17/7 bzw.- 18/1 bis. 18/7 wiederum so angeordnet sind, daß sich ihre Empfänger^öffnungswinkel if\ - bis ¹^ ₇ lückenlos aneinander anschließend zu einem Gesamtöffnungswinkel £. ergänzen,- der betragsmäßig dem. Gesamtabstrahlwinkel 0 der zugeordneten^Sendeeinheit 14 bzw. 16 entspricht. Die Sendeeinheiten .14 und 16. sind, wie am besten aus der- Fig. 1 ersichtJÜch,, so angeordnet, daß keinerlei Fahrzeugteile in die von. den Sendeelementen 14/1 bis 14/7 bzw.. 16/T bis 16/7 emittierbaren Strahlungsfelder bzw- Äbstrahlwinkel ψ ^. bis ψ^y - hineinragen, die inneren Ränder 22 und 23 der Strahlungsfelder ψ ^ der:inneren. Sendeelemente- 14/1' und 16/1 der Sendeeinheiten 14 bzw- 16 jedoch möglichst steil, d.h.. nahezu rechtwinklig zur vertikalen Längsmittelebene 24 des Fahrzeuges T3 verlaufen, damit die Strahlungsfelder ψ .. der inneren Sendeelemente auch den unmittelbar .an das Fahrzeugheck anschließenden Rückraumbereich möglichst vollständig überdecken.

Die Empfangselemente 17/1 bis 17/7 und 18/1 bis 18/7 der Empfangereinheiten 17 bzw. 18, deren Empfänger-

/11

aa.

Daim 13 895/4
14.10.1982

öffnungswinkel o/j ^ bis /1|₇ hinsichtlich Weite und Orientierung mit den Abstrahl-Öffnungswinkeln. ψ - bis ψ j der Sendeelemente 14/1 bis 14/7 bzw.. 16/1 bis 16/7 beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig^ 1 als identisch vorausgesetzt sind., sind so angeordnet und. ausgebildet,, daß sie die in die Abstrahlwinkel ψ ₁ bis f _ ausge— sandte Direkt— oder Primärstrahlung nicht empfangen können, wohl aber aus einer Reflexion, Streuung und/oder Beugung der Primärstrahlung resultierende, zusammenfassend als Sekundärstrahlung bezeichnete Strahlungsenergie, die innerhalb der öffnungswinkel· ^₁ bis Ί/ ₇ der Empfängerelemente 17/1 bis 17/7 bzw. 18/1 bis 18/7 auf deren Empfängerflächen, auftrifft. Im folgenden sei nun. mit zusätzlichem Bezug auf die. Fig „ 4 und 5 auf funktioneile Eigenschaften der erfindungsgemäßen Rangierhilfeeinricritung 10 eingegangen, wobei, auch alternative Betriebsmöglichkeiten. derselben erläutert werden sollen»

Für ein erstes Erläuterungsbeispiel· sei angenommen, daß die Einrichtung 10 nur eine Sendeeinheit,- z.B. die an der rechten, hinteren Heckleuchte 21 angeordnete Sendeeinheit 16 und nur die an der linken. Fahrzeugseite angeordnete Empfängereinheit 17 aufweise.- Mittels einer nicht dargestellten Steuereinheit werden die Sendeele— mente 16/1 bis 16/7, z.B. in der durch ihre Indizierung 1 bis 7 angegebenen Reihenfolge nacheinander für kurze, gleichdauernde Zeitspannen Δ t[angeregt. Diese, die. sukzessive Aktivierung der einzelnen Sendeelemente 16/1 bis 16/7 umfassenden Bestrahlungszyklen, innerhalb derer nacheinander die durch die Abstrahlwinkel Φ ₁

/12

BAD ORIGINAL

Daim 13 895/4
14.1O..1982

bis ψ j dear Sendeelemente 16/1 bis 16/7 markierten Bereiche des Hindernisraumes: ausgeleuchtet werden, werden fortlaufend wiederholt- Sämtliche Empfangselemente 17/1 bis. 17/7 der Empfängereinheit. 17 werden ständig in Empfangsbereltschaft. gehalten.

Die insoweit erläuterte Rangierhilfeeinrichtung 10 arbeitet dann, wie folgt:

Während der- Erregungs Zeitspanne At2 des zweiten Sende— elements 16/2.,. in der dieses IR-Strahlung in den Ab-Strahlwinkelbereich ψ₂ emittiert, wird von dem Empfangselement 17/6 der Empfängereinheit 14 — und nur von diesem Empfangselement 17/6. — Sekundärstrahlung empfangen, die aus einer Reflexion oder Streuung des z.B. in Richtung der Pfeile 26 oder 27 auf das Hindernis 12 auf treffenden.. Pr imäxlichtes in den Empfänger-Öffnungswinkel ^T. c resultiert,- wie- durch, die weiteren Pfeile 28 und 29 schematisch angedeutet. Sekundärstrahlung, die von dem Hindernis 12 unter anderen, als zu dem Empfangselement 17/6 hin gerichteten, durch die Pfeile 28 und 29- beispielhaft angedeuteten Richtungen, beispielsweise in Richtung des Pfeils 31 reflektiert wird, kann von keinem der anderen Empfangselemente empfangen werden. .

Da für die Zeitspanne Δ t₂, innerhalb derer das Sendeelement 16/2 IR-Strahlung emittiert, deren Ausbreitungsrichtung bzw. Abstrahlwinkel ψ ₂ festgelegt ist und durch das Ansprechen des Empfangselementes I7/6 auch der Empfänger-Öffnungswinkelbereich ίή _g festgelegt ist, aus dem die Sekundärstrahlung empfangen wird,

/13

Oft

Daim 13 895/4-14..10» 1982.

und weiter: der seitliche Abstand b zwischen dem aktivierten Sendeelement 16/2 und. dem ansprechenden. Empfangselement 17/6 bekannt ist/ kann aus diesen Daten z:*B^: im Wege einer einfachen trigonometrischen Berechnung r die mittels eines elektronischen Rechenwerkes einer in ihren Einzelheiten nicht dargestellten Auswer— tungseinheit durchführbar ist,, das Hindernis 12 jedenfalls näherungsweise lokalisiert und im Sinne einer Minimalabschätzung sein Abstand vom Fahrzeugheck bestimmt: werden.

Entsprechendes gilt, wenn während der AktivierungsZeitspannen A-t_g und Δ-tg von den Sendeelementen 16/5 und 16/6 ausgesandte IE.-Primärstrahlung auf das Hindernis 11 auf tritt, und, das> Empfangselement 17/3 der Empfängereinheit 17 die hieraus resultierende Sekundärstrahlung· empfängt- , .

Im- Rahmen, einer Auswertungseinheit, die für den Abstand eines Hindernisses 11 bzw... 12 vom Fahrzeug 13 bzw*, deren Anordnung bezüglich des Fahrzeuges 13 charakteristische Ausgangssignale erzeugt, ist mindestens eine elektronische Speichermatrix 32 (Fig. 4) vorgesehen, deren Zeilenindizierung i derjenigen der Indizierung 1 bis 7 der Sendeelemente 16/1 bis 16/7 und deren Spaltenindizierung j derjenigen der Indizierung "/j" der Empfängerelemente 17/1 bis 17/7 entspricht. Jedem der gemäß Fig. 1 schiefwinklig-viereckigen Überlappungsbereiche 33 der Abstrahlwinkel ψ . und der Empfängerwinkel ti . ist im Rahmen dieser Speichermatrix 32 der mit der entsprechenden Indizierung ij versehene

/14

BAD ORIGINAL

Daim 13. 895/4
14^10.1982.

Speicherplatz s.. zugeordnete Die Ansteuerung der Speicherplätze s. . der Speichermatrix; 32 kann ζ-B., wie in der Figv 5 schematised angedeutet, aus einer UND-Verknüpfung der- für die Sendeelemente 16/1 bis 16/7 in zeitlicher Folge erzeugten Ans teuer s ignale. und der von den ansprechenden Empfangselementen 17/1 bis 17/7 hier— auf erzeugten Empfangs-Antwortsignale erfolgen. Der sich nach Ablauf des geschilderten Bestrahlungszyklus ergebende Speicherinhalt der Speichermatrix 32 ist in der Fig., 4 wiedergegeben,- wobei, der Speicherinhalt "1'^r des· Speicherplatzes S_n ~ die Information hinsichtlich der-Lokalisierung des Hindernisses 12 (Fig. 1)- die Speicherinhalte "1 -' der Speicherplätze s_{c o} und s,_ _ die Information hinsichtlich der Lokalisierung des Hindernisses 11 beinhalten- Diese Informationen können nach gängigen Techniken der Datenverarbeitung in ana- ' logem oder digitalem Format zur Anzeige gebracht werden..

Hierzu, kanax z„B.. ein im wesentlichen der Fig. 1 entsprechendes Änzeigenfeld. vorgesehen sein, in dem jedem der: Obarlappungsbereiche 33i eliE'Änzeigealeinent,, z.B^ eine. Leuchtdiode 34 zugeordnet isfc-r. die' aufleuchtet,, vsenn. der Tnhgl1~ des dem: jeweiligen Überlappungsbereich zugeordneten Speicherplatzes s. . eine logische 1 ist.. Möglich ist auch eine Anzeige derart, daß in einem Anzeigenfeld ein rechtwinklig zur Längsachse 24 des Fahrzeugs 13 verlaufender Querbalken aufleuchtet, dessen Abstand vom Fahrzeugheck dem minimalen erfaßten Hindernisabstand entspricht. - .

/15

BAD ORIGIN/^

Daim 13 895/4
14.10.1982

Vorteilhaft kann es auch sein,, wenn alternativ oder/ zu~ satzlich- eine numerische- Anzeige der mit den Speicher— Inhalten verknüpften Hindernisabstände vorgesehen ist_r der mittels gängiger- DekodieredLnrichtungen in das gewünschte, numerische Anzeigeformat gebracht werden können.

Vorteilhaft kann es weiter sein,, wenn alternativ oder zusätzlich eine akustische Analoganzeige vorgesehen ist, beispielsweise derart, daß mit abnehmendem Hinder— nisabstand vom Fahrzeug die Tonhöhe und/oder die Folge— · frequenz akustischer Impulssignale zunimmt.

Wenn optische Anzeigeeinrichtungen vorgesehen sind, durch die hinter dem Fahrzeug 13 befindlicher Hindernisse 11 und 12 angezeigt werden sollen, so ist es aus Sicherheitsgründen zweckmäßig, wenn solche Anzeige— einrichtungen- im Rückraum des Fahrzeuges untergebracht sind, so daß der Fahrer bei einer Rückwärtsfahrt gleichsam gezwungen bleibt,, sich in dieser Richtung zu orientieren.. Bei kombinierter Realisierung· eines analogoptischen Anzeigefeldes mit einer numerischen Anzeige kann diese auch am Armaturenbrett des Fahrzeuges untergebracht sein.

Es versteht sich, daß die Folgefrequenz der Ansteuerimpulse, mit denen die Sendeelemente 16/1 bis 16/7 zur IR-Strahlungsemission angeregt werden und die Wiederholungsfrequenzen der Bestrahlungszyklen hinreichend hoch gewählt werden müssen, damit die bei einem Rangieren des Fahrzeuges sich ergebenden Veränderungen der Hindemisabstände hinreichend rasch erfaßt

/16

Daim 13 895/4
14.10.1982

werden können.. Bei Verwendung handelsüblicher IR— Leuchtdioden, als Sendeelemente und Halbleiter-Fotodioden, als Empfängerelemente, die im ns-Bereich- liegende Ansprechzeiten, haben und bei Verwendung üblicher Halbleiterspeicher im. Rahmen der Auswertungseinrichtung ist dies jedoch, unproblematische

Im folgenden wird auf eine weitere für den praktischen Einsatz der Rangierhilfeeinrichtung 10 besonders gut geeignet^erscheinende Betriebsart eingegangen, bei der nunmehr die au£ beiden Fahrzeugseiten, vorgesehenen Sende— einheiten. 14 und 16 sowie. Empfängereinheiten 17 und. 18 zweckentsprechend- ausgenutzt werden. Hierbei, werden in aufeinanderfolgenden. Zeitintervällen At^ bis At₇ zunächst die Sendeelemente TB/1 bis 16/7 der an der rechten Eahrzeugseite angeordneten Sendeeinheit 16 und in den darauffolgenden ZeitintervaELen. At-, bis At-, (Fig.. 6) die-Sendeelemente 14/1 bis T4/7 in der durch die Indizierung angegebenen Reihenfolge zur IR-Strahlungsemission angesteuert, wobei, die Empfangselemente 18/1 bis 18/7 und 17/1 bis 17/7 beider- Empfängereinheiten 18 und 17 ständig empfangsbereit sind. Ein Bestrahlungszyklus umfaßt dann natürlich die sukzessive Ansteuerung sämtlicher der genannten Sendeelemente 16/1 bis 16/7 und 14/1 bis 14/7 in der angegebenen Reihenfolge. Bei. dieser Betriebsart der erfindungsgemäßen Rangierhilfeeinrichtung 10 wird dann, wenn z.B. in dem Zeitintervall ^t- das Sendeelement 16/2 aktiviert ist und IR-Strahlung in seinen Abstrahlwinkel ψ~ abstrahlt, sowohl von dem Empfangselement 18/2 der rechtsseitigen Empfängereinheit 18 als auch von dem Empfangselement 17/6 der an der linken Fahrzeugseite angeordneten Empfanger-

/17

Daiiti 13 895/4

14.10^1 982 -Vf-

einheit 17 Sekundärstrahlung empfangen, die von dem Hindernis 12 in die entsprechenden öffnungswinkel ^₂, und "Jq der Empfangselemente 16/2 bzw- 17/6 geworfen wird.

Eine zur Speichermatrix 32 analoge und in sinngemäßer Abwandlung auf diese Betriebsart ausgelegte Speicher- matrix. 35 hat dann die in der Eig. 6 wiedergegebene Gestaltung und nach Abschluß eines Bestrahlungszyklus den in der Fig.. 6 wiedergegebenen Speicherinhalt.

Bei dieser Speichermatrix. 35 wird in. deren. linkem_r oberen Quadranten das Antwortverhalten der Empfangselemente 18/1 bis 18/7 der auf der linken Fahrzeugseite angeordneten Empfangseinherit 18 gespeichert und in ihrem rechten oberen Quadranten das: Antwortverhalten der Empfangs— elemente 17/1 bis. 1V7/7" der auf der linken Fahrzeugseite angeordneten Empfangseinheit/ das sich aus- der Ansteuerung der Sendeelemente 16/1 bis 16/7 der auf der rechten. Fahrzeugseite angeordneten Sendeeinheit 16 ergibt.

Im linken unteren Quadranten dieser Speichermatrix 35 wird, das Antwortverhalten der Empfangselemente 18/1 bis 18/7 der auf der rechten Fahrzeugseite angeordneten Empfangseinheit 18 und im rechten unteren Quadranten der Matrix 35 das Antwortverhalten der Empfangselemente 17/1 bis 17/7 der auf der rechten Fahrzeugseite angeordneten Empfangseinheit 17 gespeichert, das sich durch die Aktivierung der Sendeeinheiten 14/1 bis 14/7 der linksseitig angeordneten Sendeeinheit 14 ergibt, die in den Zeitintervallen ^t- bis ^t₇, nacheinander erregt werden.

/18

BAD ORIGINAL

Daim 13 895/4
14^10.1982

Es versteht sich, daß der Speicherinhalt der Speicher— matrix; 35 in. einer zur vorstehend geschilderten analogen Weise zu. analogen oder digitalen Anzeigesignalen' für die interessierenden Hindernisabstände verarbeitet werden, kann..

Die Emissionsanregung der Sendeelemente 14/1 bis 14/7 und 16/1 bis 16/7 ist selbstverständlich nicht auf die durch, die Indizierung der Zeitintervalle ^ti angegebene Reihenfolge beschränkt;· vielmehr können die Sendeelemente innerhalb.eines Bestrahlungszyklus in beliebiger Reihenfolge zur Strahlungsemission angesteuert werden, da. für die Decodierung des Speicherinhalts der Speicher— matrix· 35 lediglich die "räumliche" Verknüpfung der Speicherplätze Si j mit den Sendeelementen (Index "U.'¹") und den: Empfangselementen (Index "j") von Bedeutung ist; die Emissions anregung der- Strahlungselemente 14-/1 bis 14/7 und: 16/1 bis T6/7 kann daher auch alternierend oder gruppenweise alternierend erfolgen.

In der anhand, der Fig. 1 und 6 erläuterten Auslegung zeichnet sich die Rangierhilfeeinrichtung 10 durch eine besonders hohe Zuverlässigkeit der Hindemiserkennung aus. Dies rührt einmal daher, daß die Hindernisse 11 und 12 im Rahmen eines Bestrahlungszyklus zweimal und in der Regel mit verschiedener Bestrahlungsgeometrie angestrahlt werden, wodurch die Wahrscheinlichkeit, daß wenigstens bei einem BestrahlungsVorgang eine für den Nachweis der Sekundärstrahlung günstige Strahlungsgeometrie vorliegt, beträchtlich erhöht ist; zum anderen ist hinsichtlich der Erfassung der Richtung, unter der von den Sendeelementen ausgesandte Strahlung auf ein

/19

DaIm 13 895/4
14^10.1982

Hindernis auftrifft gleichsam doppelte Sicherheit gegeben, da. diese Emissionsrichtung' zum einen aus der Ansteuerung der Sendeelemente 14/1 bis 14/7 bzw.. 16/1 bis. 16/7 und zum anderen aus. dem Ansprechverhalten derjenigen Empfangselemente 17/1 bis 17/7 bzw. 18/1 bis-18/7 bestimmbar ist, in deren Empfänger-öffhungswinkel. /fy. bis /7yf₇ die jeweils aus der Rückstreuung der Pr i.— märstrahlung am Hindernis resultierende Sekundärstrah— lung geworfen wird..

Unter Verzicht auf diese Redundanz hinsichtlich der Bestimmung der Abstrahlwinkel· ψ ^, innerhalb derer Primär-IR-Strahlung auf ein Hindernis 11 und/oder 12 auftrifft/, kann die Rangierhilfeeinrichtung 10 auch so ausgelegt sein,- dai£ in aufeinanderfolgenden, gegebenenfalls durch Aus-Zeiitintervalle </"t gegeneinander abgesetzten Emissionszeitintervallen ,ZLt sämtliche Sende— elemente 14/1 bis- 14/7 und 16/1 bis 16/7 gleichzeitig zur Strahlungsemission angeregt werden und die Bestimmung- der Richtungen, bzw- Abstrahlwinkel· Φ^ lediglich aus der Erfassung^ des Antwortverhalten der Empfängerelemente 17/T bis 17/7 und 18/1 bis 18/7 erfolgt.. Zur Erläuterung dieser Betriebsart der Rangierhilfeeinrich— tung 10 sei nunmehr auf die Fig. 7a Bezug genommen, die in einer der Fig. 1 analogen Darstellung eine Situation zeigt, in der sich in dem mit der Rangierhilfeeinrichtung 10 überwachbaren Erfassungsraum in der aus der Fig. 7a ersichtlichen Anordnung ein einziges, relativ großes Hindernis 36, z.B. ein Koffer befindet, der vom Fahrer nicht gesehen werden kann. In dieser Situation besteht bei einer gleichzeitigen Anregung sämtlicher

/20

Daim 13 895/4
14^10.1982

Sendeelemente 14/1 bis 14/7 und 16/1 bis 16/7 das mittels der Empfängereinheiten VT und 18 erfaßbare Ant— wortereignis darin, daß von der auf der linken Fahrzeugseite angeordneten Empfängereinheit 17 nur deren Empfänger elemente. 17/4.,. 17/5 und 17/6 und von der auf der rechten. Fahrzeugseite angeordneten. Empfängereinheit 18 nur deren Empfängerelemente 18/2, 18/3 und 18/4 ansprechen. Dieses Antwortereignis ist in der in der Fig. 7b wiedergegebenen —■ zweizeiligen — Matrix 37 veranschaulicht, deren Matrixelemente si _Λ bis si -,

1,1 I , /

und si. _Λ bis si — wiederum Speicherelemente eines im Rahmen einer elektronischen Auswertungseinheit vorgesehenen. Speichers repräsentieren, dessen Speicherinhalt durch geeignete; Decodierung in Einheiten des Abstandes des Hindernisses 36? vom Fahrzeug 13 anzeigbar ist. In diesem Speicher 'ist jedem Empfangselement mit der linksseitigen Empfängereinheit 17 ein durch ein Matrixelement, si . (j = T bis 7) der oberen Zeile der Matrix.

¹ r j

37 identifizierter Speicherplatz und jedem Empfangselement· der rechtsseitigen Empfängereinheit 18 ein durch ein Matrixelement si . der unteren Zeile der Matrix 37 identifizierter Speicherplatz zugeordnet. Für diejenigen. Empfangselemente, die im Rahmen eines auszuwertenden -' gerade ablaufenden oder auch diesem vorausge—. gangenen — Bestrahlungszyklus angesprochen, d.h. Sekun— därstrahlung empfangen haben, wird in dem zugeordneten Speicherelement eine logische 1 gespeichert und eine 0 für diejenigen Empfangselemente, die keine Sekundärstrahlung "gesehen" haben.

/21

Daim 13 895/4

14.10.1982 . - Z\ -

Wenn der speziell, in. der Fig.. 7b wiedergegebene Speicherinhalt vorliegt,, so bedeutet dies,, daß. sich- das Hindernis 36 in dem in der Eig^ 7a. schraffiert eingezeichneten Erfassungsbereich 38 befindet und sowohl· innerhalb. dreier Empfängerwinkel· f)<y' '^r)i'^/J?A ^^err Empfängerein— heit 18 der rechten. Eahrzeugseite ais, auch innerhaib dreier Empfängerwinkel· <T? ., /JO^ r und -^g der auf der linken Fahrzeugseite angeordneten Empfängereinheit liegt-Eine Auswertung dieses SpeicherInhalts in Einheiten des Hindernisabstandes wird bei dieser Auslegung, der Ran— gierhiifeeinrichtung 1O zweckmäßigerweise so getroffen, daß der Minimal·abstand des Erfassungsbereiches 38 von einer rechtwinkiig zur Fahrzeugiängsachse 24 verlaufenden, gestrichelt eingezeichneten Basislinie 39 - analog oder digital — ausgegeben wird,, d.h». der Abstand d1 dear Basislinie 39* von der dieser nächstliegenden Ecke 41 des Erfassungsbereiches 38. Wäre beim Fallbeispiel, gemäß Fig. 7a der Beobachtungsraum- in.der anhand, der Fig.. 1 und 6 geschilderten Betriebsart der Rangierhilfe—-einrichtung 10 abgetastet worden, so hätte sich bei ansonsten vergieichbarer Auswertung ein größerer Abstand, des Hindernisses 36 von der Basisiinie 39 ergeben, nämiich der Abstand- d.1 · der Basisiinie 39 von der dieser nächstiiegenden Ecke 42 des Überlappungsbereiches des Empfängerwinkel /rp~ des Empfangselements 18/2 der auf der rechten Fahrzeugseite angeordneten Empfangseinheit 18 mit dem Empfängerwinkel /η _g des Empfangselements 17/6 der auf der linken Fahrzeugseite angeordneten Empfängereinheit 17.

/22

Daim 13 895/4

14.-ΪΟ.1982 - 22 -

Der Vergleich der beiden Betriebsarten, zeigt, daß bei. gleichzeitiger Bestrahlung des gesamten Beobachtungs— raustes: und. wenn ausgedehnte Hindernisse 36 vorhanden sind,- die sich über mehrere Überlappungsbereiche 33 des Beobachtungsraumes* erstrecken,, das Abs.tandsauflö— sungsverraögeir etwas; geringer ist als bei sukzessiver Ausleuchtung der Abstrahlwinkel ψ ι daß jedoch die Abstandsanzeige,, insoweit als ein allenfalls geringerer als der wahre- Hindernisabstand, angezeigt wird, stets auf der sicheren Seite liegt.. Ein wesentlicher Vorteil der anhand der Fig. 7a und 7b geschilderten Funktionsweise· der Rangierhilfeeinrichtung 10 besteht jedoch darin, daß. die Zeitspanne Δ ^, in der ein Hindernis 36 erfaßt werden kann _P sehr viel, kurzer ist als bei sukzessiver Ausleuchtung· der Abstrahlwinkel ψ±* Die anhand der Fig·.. 7a ioind 7b geschilderte Betriebsweise der Rangierhilfeeinrichtung 10 ist daher insbesondere am Beginn, eines Rangiervorganges vorteilhaft, wenn es darum geht, möglichst, rasch einen überblick über vorhandene Hindernisse- zu gewinnen und. noch von relativ großen, z.3- im Z-Meter-Bereich liegenden Hindernisabständen ausgegangen werden kann. Zweckmäßig ist es dabei., wenn die Rangierhilfeeinrichtung 10 von der einen, auf die andere Betriebsart umgeschaltet werden kann oder selbsttätig umschaltet, wenn ein Hindernisabstand von z.B. weniger als 80 cm unterschritten wird und hiernach die Rangierhilfeeinrichtung 10 in der mit sukzessiver Ausleuchtung der Abstrahlwinkel Ψ^ arbeitet .

Um z.B. beim Wenden eines Fahrzeuges auf schmaler Straße oder beim Einparken in eine enge Parklücke

/23

BAD ORIGINAL

Daim 13 895/4.

14.10.1982 - 23. -

den zur Verfügung- stehenden. Raunt möglichst weitgehend ausnutzen, zu. können,, ist. anzustreben, daß insbesondere? im Nahbereich, des. Fahrzeuges Hindernisabstände in. feiner Abstufung: erkennbar sind,. dJi.. das Abs tandsauf lö— sungsvermögen der Rangierhilfeeinriehtung 1O sollte in dem jeweiligen: Nahbereich des Fahrzeuges möglichst hoch sein-

Zu. diesem Zweck, können für die inneren Empfangselemente _r z..B.. die Empfangselemente 17/1 bis, 17/2 und 18/1 bis. 18/3 der links— und rechtsseitigen Empfängereinheiten 17 und 18 kleinere öffnungswinkel /r\ ^ bis -^₃ vorgesehen sein als für- die jeweils äußeren. Empfangselemente;: desgleichen können für die zugeordneten, inneren Sendeelemente 14/1 bis 1-4/3. bzw., 16/T bis 16/3 entsprechend, engere AbstrahlwinfceX. ψ- bis Ψ~ vorgesehen sein. Es kann dann, allerdings- notwendig; sein,» daß,, um. den gesamten Beobachtungsraum mit hinreichend engem. Raster abtasten zu können, insgesamt eine größere Anzahl von Sende- und Empfangselementen erforderlich sind.

Eine vorteilhafte Möglichkeit, auch mit relativ wenigen Empfangselementen pro Empfängereinheit 17 und. 18 ein günstig hohes Winkelauflösungsvermögen bezüglich der Sekundärstrahlungs-Empfangsrichtungen und damit auch ein entsprechend hohes Abstrahlungs-Auflösungsvermögen zu erzielen, besteht, wie in der Fig. 8 lediglich für. die Empfangseinheit 18 der rechten Fahrzeugseite dargestellt, darin, Empfangselemente mit, verglichen mit den Darstellungen der Fig. 1 oder 7a, vergrößerten Empfänger-Öffnungswinkeln -^₁ bis /Up _g zu

/24

BAD ORIGINAL

32U358

Daim 13 895/4

14.10.1982 - 24 -

verwenden und. die fächerförmige· Anordnung- dieser Emp— fangselemente so zu treffen, daß sich die Empfänger— winkel benachbarter; Empfangselemente in den gestrichelt eingezeichneten. Bereichen ^₁ ^, 47 ₂ 3' ^3 4' ^4 5 und./jy _{5 6} i5beriappen_r.wobei-es: wiederum zweckmäßige ist, die- Winkelbreiten der - überlappenden und der nicht überlappenden Bereiche etwa gleich groß zu wählen.. Auf diese Weise läßt, sich dann mit z.B.. nur sechs Empfangselementen eine Aufteilung des Beobachtungsraumes in elf Empfängerwinkelbereiche vorgebbarer Winkelbreite erreichen, die. dadurch, identifiziert werden können, daß entweder nur ein Empfangselement anspricht, das je einem der Empfänger-öffnungswinkeL Jj ^ bis rf ^ zugeordnet ist, oder jeweils zwei. Empfangselemente ansprechen,, wenn die Strahlung aus den Überlappungsbereichen -^_{1 2} ^bis yf)c c auf beide Empfängerflächen einander benachbart angeordneter Empfangselemente trifft»

Für die anhand der Pig» 1, 4 und 6 geschilderte Funktionsweise der Rangierhilfeeinrichtung 10 ist es dann allerdings erforderlich,. ."· daß eine erhöhte Anzahl von Sendeelementen vorgesehen wird, die selektiv in die verschiedenen, durch alternatives oder gemeinsames Ansprechen von Empfangselementen erkennbaren Winkelbe— reiche Strahlung emittieren können.

Es versteht sich,, daß im Rahmen einer Rangierhilfeeinrichtung 10 anstelle von Sendeelementen und Empfangselementen, die auf die Emission bzw. den Nachweis elektromagnetischer Strahlung, insbesondere IR-Strahlung ausgelegt sind, auch Ultraschall-Sende- und Empfangselemente eingesetzt und in den anhand der Fig. 1 und 4 bis 7a, 7b

/25

Daim- 1ä 895/4
14 ►TO. .1982

geschilderten.. Eunktionen benutzt warden, können.JIs ist dann, auf* einfachere. Weise als. bei. der- Verwendung: elektromagnetischer. Strahlungsquellen und: Empfänger, obwohl auch: bei. solchen,, dank- dear extrent kurzen. Ansprechzelten von lichtemittierenden Dioden, und. Halbleiter-Strahlungsempfängern nicht: ausgeschlossen ^ möglich, durch einen, schnellen Pulsbetrieb solcher Ultraschal l.-Sendeelemente zusätzlich- Lauf Zeitmessungen durchzuführen, und. dadurch, insbesondere: auch bei: größeren Hindernisabständen zwischen T und. 2. nt ein hohes; Abstandsr>Auf lösungsvermögen zu erreichen..

Eine, vorteilhafte Abwandlung einer: Rangierhilfeeinrichtung 10 kann- auch daJrin bestehen,« daß- einzelne Empfangseleraente,- insbesondere die äußeren,, die Strahlung* aus: den* äußeren. Empfängerwinkelbereichen/η ₇ empfangen _r ein. zusätzliches: Signal abgeben,, wenn die? empfangene. Sekundärstrahlung?, eine: "fündestintensität Ober— schreitet,d.h^ das erfaßte Hindernis-, relativ nahe- ist». Ein. solches^ Empfangselement wirkt dann, zusätzlich als Annäherungsschalter·,,, der ein Anzeigesignal oder ein Warnsignal auslösen kann_r wenn ein' Mindestabstand- einest Hindernisses vom Fahrzeug unterschritten ist..

Vorteilhaft ist. es* weiter, wenn die im Rahmen der vorstehend erläuterten Rängierhilfeeinrichtung 10 vorgesehenen Sende— und. Empfangselemente, in vertikaler Richtung gesehen, möglichst große öffnungswinkel haben, so daß schon in relativ geringer Entfernung; vom Fahrzeug in Bodenhöhe oder etwa in Höhe der Kofferraum— deckklappe angeordnete Hindernisse zuverlässig erkannt

/26

Daim 13 895/4

14..10.1982 - 26 -

werden, können.Derartige Abstrahle und. Empf angscharakteristiken von Sende — und Empfangselementen. sind bei Verwendung: von IR-Leuchtdionden und IR-Empfangselementen durch zweckentsprechend, ausgebildete- Linsen wesentlich leichter realisierbar als mit konventionellen Ultraschallquellen, und. -empfangselementen.

Im Folgenden sei nunmehr auf weitere Abwandlungen der Rangierhilfeeinrichtung 10 eingegangen,die zum vorstehend geschilderten Zweck mit Vorteil einsetzbar sind:

Die Rangierhilfeeinrichtung 10 kann dahingehend, modifiziert sein,daß die Empfangselemente 18/1 bis 18/7 bzw. 17/1 bis 17/T innerhalb einer ZeitspanneAtj_,in der ein einzelnes der: Sendeelemente 14/1 bis 14/7 bzw. 16/T bis 16/7 in seinen Strahlungs-emittierenden Zustand gesteuert ist,nicht alle gleichzeitig,sondern einzeln nacheinander,_in einer definierten Reiehnfolge in. ihren empfangsbereiten Zustand gesteuert werden.. Auch hier- ist wiederum aus der Indizierung· des jeweils empfangsbereiten Empfangselements die Richtung erkennbar, aus der die aus dem Erfassungsraum kommende Sekundärstrahlung eines emittierenden Sendeelements empfangen wird.Zwar ist in dieser Betriebsart die Zeit, in der ein einzelnes Empfangselement empfangsbereit ist, verkürzt und zwar größenordnungsmäßig auf eine Zeitspanne At., _n,wenn ^t. die Zeitspanne ist,in der das Sendeelement erregt ist und η die Zahl der Empfangselemente ist,diei innerhalb dieser Zeitspanne einzeln

/27

BAD ORIGINAL

Daim 13 895/4

14.10.1982 - 27 -

In den empfangsbereiten Zustand gesteuert werden müssen, der VorteiJL einer solchen; Gestaltung; der Rangierhilfe— einrichtung 10 besteht jedoch, dar in ,daß für die Verstärkung der von den einzelnen. Empfangselementen erzeugten Ausgangssignale nur ein. einziger Vorverstärker benötigt wird.Aus* Gründen der einfachen Leitungsführung kann es jedoch zweckmäßig sein,wenn für jede,je einen Satz von Empfangselementen umfassende Empfängereinheit auch ein Vorverstärker vorgesehen wird.

Vorteilhaft: ist es auch,wenn das jeweilige Sendeelement, innerhalb der Zeitspanne Δ-t, innerhalb derer die zugeordneten Empfangselemente sukzessive in ihren empfangsbereiten Zustand gesteuert werden,seinerseits in einem mit der Ansteuerung der jEmpf angselemente synchronen. Pulsbetrieb in .seinen Emissionsbetrieb gesteuert wird. Dadurch können die Sendeelemente mit kürzeren Emissions— zelten und damit in aller Regel mit wesentlich höherer Ausgangs— bzw.Strahlungsleistung betrieben werden..

Eine dem Erfindungsgedanken unterfallende Abwandlung der Rangierhilfeeinrichtung 10 kann auch darin bestehen, daß anstelle eines Satzes von Empfangselementen mit aneinander anschließenden. Empfänger-Öffnungswinkeln nur ein einziges Empfangselement vorgesehen ist,dessen wirksamer öffnungswinkel/·? drehbar ist,sodaß,wenn dieses Empfangselement anspricht,aus der gleichzeitigen Erfassung der Orientierung seines Empfänger-Öffnungswinkels auf die Richtung geschlossen werden kann,aus der die Sekundärstrahlung empfangen worden ist.

/28

Daim 13 895/4 14.10.1982

Eine solche Drehbarkeit des Erapfänger-öffnungswinkels kann, dadurch, realisiert werden,daß das Empfangselement selbst drehbar- angeordnet ist ,oder* daß. ein. Empfangsele— raent mit einem den: gesamten Erfassungsbereich überdek— kenden Empfänger-Öffnungswinkel· feststehend angeordnet ist und eine drehbare Blendeneinrichtung vorgesehen ist_r, die· zu- verschiedenen. Zeitpunkten verschiedene Ausschnitte aus dem gesamten. Empfänger-Öffnungswinkelbereich auszublenden erlaubt.Eine solche Einrichtung kann auch mittels, eines vor dem. Empfangselement drehbar bzw. schwenkbar- angeordneten Lichtleiters _r. Spiegels oder. Prismas realisiert sein/mit dessen verschiedenen Schwenk- bzw. Drehstellungen,die. im, Verlauf einer Emissions-Zeitspanne des Sendeelements eingenommen werden,definiert verschiedene Erfassungs-Winkelbereiche verknüpft sind.

Claims

Daimler-Benz Daim. 13 895/4

Aktiengesellschaft 1410 1982

Stuttgart 60

Siemens Aktiengesellschaft.

Patentansprüche

(1. ,Einrichtung zurr Erfassung von Hindernissen als Rangierhilfe, z-B*. beim Einparken oder Wenden, eines Fahrzeuges mit einer zur zeitweisen, wiederholten Aussendung von -r elektromagnetischer oder akustischer Strahlungsenergie in den Erfässungsraum vorgesehenen Sendeeinrichtung und mit einer Empfangseinrichtung zum- Nachweis von Strahlung, die durch Reflexionen, Streuung, oder Beugung- der von der Sendeeinrichtung emittierten Strahlung an einem Hindernis auf die Empfangseinrichtung auftrifft, wobei verschiedenen Bereichen, des Hindernisraumes verschiedene Sendeelemente mit begrenzten Abstrahlwinkeln zugeordnet sind,

die in einem Mindestabstand vom Fahrzeug den Erfas— sungsraum lückenlos überdecken und verschiedenen Bereichen des mittels der Empfangseinrichtung erfaßbaren Beobachtungsraumes ebenfalls verschiedene Empfangselemente mit begrenzten Empfänger-öffnungswinkeln zugeordnet sind, die ihrerseits den Beobachtungsraum lückenlos überdecken und mit einer Auswer-

/2

Daim 13 895/4

14.10.1982 - 2 -

tungseinheit, die aus einer Verarbeitung der zeitlichen Korrelation: ausgesandter und. empfangener Strahlungsempulse ein. für die Lokalisierung; eines inr Beobachtungsraum befindlichen Hindernisses charakteristisches. Anzeigesignal, abgibt, dadurch gekennzeichnet,, daß, mindestens ein. Satz- von Sende— elementen (14/1 bis 14/7 bzw> 16/1 bis 16/7) mit fächerförmig angeordneten, den Erfassungsraum lückenlos überdeckenden. Abstrahlwinkeln vorgesehen ist und mindestens ein Satz von Empfangselementen. (18/1 bis 18/7 bzw. 17/T bis 17/7) mit fächerförmig angeordneten, den. Beobachtungsraum:lückenlos überdecken— den. Empfänger-Öffnungswinkeln {·#)'+ bia^-), wobei, diese Empfangselemente- in einem Abstand von den Sendeelementen, derart angeordnet sind, daß sie deren PrimärstrahJfong- nicht empfangen, können., sondern nur die von Hindernissen (11, 12,-36) ausgehende Sekundärstrahlung, und daß die Auswertungseinheit aus einer Erfassung- des Abstrahlwinkelbereiches, aus dem von. der Sendeeinrichtung ausgesandte Strahlung: auf ein im Beobachtungsraum befindliches Hindernis trifft sowie aus einer Erfassung des Empfan— ger-öffnungswinkelbereiches, innerhalb dessen, aus dem Beobachtungsraum Sekundärstrahlung- auf die Emp— fangseinheit (17 bzw. 18) trifft, wobei dieser Emp— fangswinkelbereich durch denjenigen des jeweils ansprechenden Empfangselements markiert ist, auf der Basis des Abstandes zwischen Sende- und Empfangselement und der erfaßten Abstrahl-;und Empfangswin— kelbereiche das für den Minimalabstand des Hindernisses (11, 12; 36) vom Fahrzeug (13) charakteristische Anzeigesignal erzeugt.

/3

BAD ORIGiNAL

324Λ358

Daim 13 895/4

14^10*1982 - 3 -

2. Einrichtung nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß. die Sendeelemente (14/1 bis 14/7 bzw. 16/1 bis 16/7) im Rahmen wiederholter Bes tr ahlungs zyklen je einzeln für die Zeitspanne ( Δ-t^J.in den Emissions— betrieb gesteuert sind, während, gleichzeitig alle Empfangseleraente (18/1 bis 18/7 bzw. 17/1 bis 17/7) in ihren empfangsbereiten Zustand gesteuert sind..

3* Einrichtung nach Anspruch 1,- dadurch gekennzeichnet,, daß die Sendeelemente( 14/1 bis 14/7 bzw.16/1 bis 16/7) im Rahmen, wiederholter Bestrahlungszyklen je einzeln für .eine;· Zeitspanne (At.) in den Emissions— betrieb gesteuert sind, und daß: innerhalb einer solchen Emissions Zeitspanne die Empfangselemente (18/1 bis 18/7 bzw.- 17/1 bis? 17/7) einzeln zu verschiedenen Zeiten in ihren empfangsbereiten Zustand gesteuert sind» -^:

4- Einrichtung nach. Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeelemente (14/1 bis 14/7 bzw. 16/1 bis 16/7) innerhalb der jeweiligen Emissionszeitspan— nen (At.) gepulst und in Synchronisation mit den Empfangselementen (18/1 bis 18/7 bzw. 17/1 bis 17/7) in den Emissionsbetrieb gesteuert sind.

3a

Daim 13 895/4
14.1O.19&.2

5. Einrichtung nach einem der" vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet:,daß an. beiden. Seiten des Fahrzeuges (13) je- eine Sendeeinheit (14 bzw. 16) und eine Empfängereinheit (T7 bzw- 18) vorgesehen sind, die Primärstrahlung in den gesamten Erfassungsraum aussenden bzw.. Sekundär strahlung aus dem gesamten Beobachtungsraum empfangen können.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß *sämtliche Sendeelemente (14/T bis 14/7 und 16/1 bis 16/7) bei gleichzeitiger Empfangsbereitschaft aller Empfangselemente (17/T bis T7/T und 18/1 bis 18/7) in ihren, s tr ahlungsemittier enden. Betriebszustand gleichzeitig steuerbar sind-

7.. Einrichtung nach Anspruch. 6_r dadurch gekennzeichnet, daß die-Sendeelemente* (14/1 bis 14/7 und, 16/1 bis 16/7) im. Pülsbetrieb für aufeinanderfolgende Emissions· zeitintervalle (At) ,· die durch Pausenzeitintervalle (cTt) gegeneinander abgesetzt sind, in ihren Emissions zustand steuerbar sind. - '

8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5-7, dadurch gekennzeichnet,daß jedem Sendeelement , (14/1 bis 14/7 bzw.16/1 bis 16/7), das mit einem de- j finierten Abstrahlwinkel ( Cf .) Primärstrahlung in den Erfassungraum abstrahlt, ein Empfangselement (17/1 bis 17/7 bzw.18/1 bis 18/7) zugeordnet ist,dessen Empfähger-öffnurigswinkel {rt .) , innerhalb dessen es \ Sekundärstrahlung empfangen kann, dem Abstrahlwinkel ((Pl) des zugeordneten Sendeelements entspricht.

/4

BAD ORIGINAL

Daim 13 895/4 ^

14-10.1982 — ßf -

9v Einrichtung nach, einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7> dadurch gekennzeichnet, daß die Empfänger— öffnungswinkel· (/^₁ b±s4j ) einander benachbarter Empfangselemente (17/1 bis. 17/n'bzw.. 18/1 bis 18/n) einer. Empfängereinheit (17 bzw. 18) sich überlappen, wobei, die Winkelbreiten, der tiberlappungsbereiche vorzugsweise gleich der Winkelbreite des sich nicht mit einem der benachbarten Empfänger - öffnungswinkel überlappenden Teilbereiches, des jeweiligen. Empfänger— öffnungswinkels sind, daß im Rahmen der Auswertungs— einrichtung eine· Verknüpfungseinrichtung vorgesehen ist,die aus dem alternativen oder kombinierten Ansprechen benachbarter Empfangselemente erkennt,- ob die. empfangene Strahlung in einem Überlappungsbereich oder im überlappungsfreien Teil des jeweiligen Empfängerwinkels einfällt,, und daß in jedem überlap—

pungsfreien Bereich der Empfänger - öffnungswinkel bis/Λ ) und jedem ihrer Überlappungsbereiche

je ein Sendeelement zugeordnet ist,, deren Abstrahlwinkel, mit. diesen. Empfängerwinkelbereichen übereinstimmen..

/5

BAD QR?G/_NAL

Daim 13 895/4

14^10.1982 (θ - ^ -

1Q_ Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder Eahrzeugseite zwei Empfangselemente vorgesehen sind,- wobei der- überlappungsbereich der Abstrahlwinkel {ψ*) der inneren. Sendeelemente, von oben gesehen, einen sich in Längsrichtung des Fahrzeuges (13) erstreckenden Streifen. der Fahrzeugbreite (b) entspricht, an den sich seitlich die den Beobachtungs— raum beidseits des Fahrzeugs erweiternden Abstrahl— winkel (ψj) ^er äußeren Sendeelemente anschließen.

1T*. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2. bis 8, dadurch gekennzeichnet,- daß mindestens diejenigen Empfangselemente (17/7 und 18/7), die auf einen Empfang von Sekundärstrahlung aus außerhalb der Fahrzeugbreite.· biegenden Bereichen des Beobachtungs— raumes ausgerichtet sind, zusätzlich als Schwellenwertdetektoren ausgebildet sind,, die dann ein weite— res Ausgangs signal abgeben,, wenn die Intensität der empfangenen Sekundärstrahlung einen definierten Schwellenwert überschreitet.

12- Einrichtung, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeelemente (14/1 bis 14/7 und 16/1 bis 16/7) als IR-Strahlungsquellen und die Empfangselemente (17/1 bis 17/7 und 18/1 bis 18/7) als IR-empfindliche Halbleiter-Fotodetektoren ausgebildet sind.

13- Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Sendeelemente (14/1 bis 14/n und 16/1 bis 16/n.) Ultraschallquellen

• und als Empfangselemente (17/1 bis 17/n und 18/1 bis 18/n) auf die Abstrahlfrequenz der Sendeelemente abgestimmte Ultraschalldetektoren vorgesehen sind.

/6

BAD ORIGINAL

^:.. . " - ...::. *^:.Λ-λ 22U358

Daim 13 895/4 14.10..1982.

Ά- -ä -

T4;-, Einrichtung nach Anspruch. 12,- dadurch gekennzeichnet, daß die in horizontaler Richtung gemessenen? Abstrahlwinkel λψ^) der Sendeelemente (14/1 bis 14/7 und

16/1 bis 16/7) zwischen 5° und. 30° und ihre in vertikaler Richtung- gemessenen Abstrahlwinkel zwischen 30° und 70° betragen—

1S.. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 12 oder 14_r dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu IR-Sendeeinheiten (14 und. 16) eine in .!.der Eahrzeugmitte- angeordnete Ultraschall-Sende-• und. Empfangseinheit vorgesehen ist, die nach dem Prinzip der Laufzeitmessung arbeitet..

16.. Einrichtung- naclt einem, der vorhergehenden. Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,, daß eine die Anzeige des Hindernisabstandes vermittelnde Anzeigeeinrichtung· einen elektronischen Matrixspeicher (32; 35) mit durch, die Nummerierung der Sendeelemente (14/1 bis 14/7" bzw.. 16/1 bis 16/7) bestimmten Zeilenindizierung (i) und durch die Nummerierung der Empfangselemente (17/1 bis T7/7 bzw.. 18/1 bis 18/7) bestimmter Spaltenindiz ierung (j) umfaßt, wobei der· für einen Bestrahlungszyklus der Rangierhilfeeinrichtung (10) charakteristische Speicherinhalt eines Elementes (s.·) des Matrixspeichers, das je einem der den Beobachtungsraum überdeckenden Überlappungsbereiche (33) der Sende-Abstrahlwinkel (φ*) und der Empfän— ger-öffnungswinkel {/rp .) zugeordnet ist, eine logische Eins ist, wenn das der Spaltenindizierung (j) entsprechende Empfangselement im Verlauf des auszuwertenden Bestrahlungszyklus Sekundärstrahlung empfangen hat, die von dem der Zeilenindizierung (i) ent-

/7

Daim 13 895/4

14.10-1982 $ -X-

sprechenden. Sendeelement ausgegangen, ist,, und. sonst. "Null" ist-

t7*I Einrichtung nach Anspruch. TS, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung ein Sichtfeld, umfaßt, das. in. einer Anordnung-,, die derjenigen der über— lappungsbereiche (33) der Abstrahlwinkel (ψ^) der Sendeelemente (14/1 bis 14/7 bzw. 16/1 bis 16/7) mit den Öffnungswinkelbereichen {*Όα) der Empfangs-*- elemente (17/1 bis 17/7 bzw- 18/1 bis 18/7) geometrisch ähnlich, ist, Anzeigeelemente (34) aufweist, die aufleuchten oder eine mit der Umgebung kontrastierende Färbung annehmen,, wenn der Speicherinhalt ihrer zugeordneten Speicherelemente (s. ■) der Speichermatrix. (32; 35) jeweils eine logische "Eins"* ist..

18« Einrichtung nach: Anspruch TG,- dadurch gekennzeichnet, daß eine Decodiereinrichtung vorgesehen ist, die aus! einer Decodierung des Speicherinhalts der Speichermatrix (32; 35) eine für den Minimal abs t anderes im Beobachtungsraum·befindlichen Hindernisses (11, 12; 36) vom Fahrzeug (13) charakteristische digitale oder analoge Anzeige vermittelt.

19. Einrichtung nach Anspruch 17 oder Anspruch 18-, dadurch gekennzeichnet, daß das für eine Analoganzeige des Abstandes eines Hindernisses (11, 12; 36) vorgesehene Anzeigefeld im Rückraum des Fahrzeuges (13) angeordnet ist. ,

/8

·*Ό ORIGINAL

Daim 13 895/4
14.10.1982

Zr Einrichtung' nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet^ daß eine akustische Anzeigevorrichtung' vorgesehen, ist, die Schallimpulse erzeugt, die- hinsichtlich ihrer Tonhöhe und/oder der Wiederholungsfrequenz mit dem Abstand eines Hindernisses (11,, IZy 36) vom; Fahrzeug (13) variieren..

ZT« Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,, daß die Rangierhilfeeinrich— tung (10) durch das Einlegen des Rückwärtsganges des Fahrzeuges,, gegebenenfalls im Kombination mit dem Lösen, der Feststellbremse und/oder dem Loslassen des Kupplungspedals bzw. dem Einsetzen einer Rückwärtsbewegung des Fahrzeuges selbsttätig einschaltbar ist»

22.» Einrichtung nacht: einem,der- vorhergehenden Ansprüche, dadurch.-, gekennzeichnet,daß anstelle eines Satzes von Empfangselementen. (18/1 bis 18/7 bzw.17/T bis 17/7) mit aneinander anschließenden Empfänger Öffnungswinkelbereichen, nur ein einziges Empfangselement vorgesehen ist,dessen wirksamer Empfängeröffnungswinkel (/rt) drehbar ist.

23.. Einrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Empfangselement einen in horizontaler Richtung eng begrenzten Empfänger-Öffnungswinkel (*? ) aufweist und um eine vertikale Achse drehbar angeordnet ist.

/9

BAD ORIGINAL

Daim 13 895/4 ^AV

14.10.1982 - ja -

24- Einrichtung- nach Anspruch 22,. dadurch, gekennzeichnet,, daß das Empfangselement feststehend angeordnet ist und einen den gesamten. Erfassungsraum überdeckenden. Empfänger-Öffnungswinkel· aufweist,=, und daß. eine drehbare Leichleitanordhung> z.B.. eine Blendenein— richtung, vorgesehen ist,über die dem Empfangselement, zu verschiedenen Zeiten Licht aus verschiedenen Winkelbereichen des Erfassungraumes zuführbar ist.