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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf eine Montagestruktur für
Kameras an einem Kraftfahrzeug, wie im Oberbegriff des Anspruchs
1 beschrieben.
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In den letzten Jahren wurde ein Fahrunterstützungssystem
für Kraftfahrzeuge
mit einer Kamera vorgeschlagen, die an einem Kraftfahrzeug angebracht
ist, wobei Information zur Erhöhung
der Sicherheit zu einem Kraftfahrer zugeführt wird, oder eine Kraftfahrzeugsteuerung
automatisch durchgeführt
wird, die auf vorwärtsbezogene
Daten in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs basiert, die von der Kamera
während
der Fahrt erhalten werden.
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Aus dem Stand der Technik ist eine
Montagestruktur einer Kamera, die in der offengelegten Japanischen
Patentanmeldung Nr. 11-78717 beschrieben ist, bekannt. Die Veröffentlichung
offenbart eine Montagestruktur für
eine Kamera innerhalb einer Windschutzscheibe (Frontscheibe) eines
Kraftfahrzeuges oder für
eine Kamera als eine Einheit an einem Innenspiegel zur Überprüfung einer
Rückwärtsrichtung.
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Wenn die Montagestruktur, die in
der oben genannten Veröffentlichung
beschrieben ist, für
sogenannte Stereokameras verwendet wird, die eine Kamera auf der
rechten bzw. linken Seite haben, werden zwei Kameras auf jeder Seite
einer Frontscheibe mit Hilfe einer Strebe angebracht. Bei diesem
Montageverfahren gibt es jedoch das Problem, daß sich jede Position der beiden
Kameras aufgrund von unvermeidlichen Unebenheiten während der
Herstellung der Frontscheibe einer Kraftfahrzeugkarosserie relativ
leicht neigt. Wenn jede Position der Kameras von deren richtiger
Position abweicht, kann die Genauigkeit der erhaltenen Bilddaten
sich verringern. Als Ergebnis könnte
die Abstandsmessung zwischen einem Auto und dem davor fahrenden
Auto zum Beispiel nicht genau durchgeführt werden, so daß das Fahrunterstützungssystem
für Kraftfahrzeuge
nicht genau betrieben werden kann.
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Da die Kameras gemäß dem bekannten
Verfahren außerdem
unabhängig
an der Frontscheibe mit Hilfe der Strebe befestigt sind, ändert sich
eine relative Genauigkeit einer optischen Achse zwischen den Kameras,
die auf beiden Seiten angebracht sind, aufgrund von Schwingungen
während
des Fahrens, einer Verformung der Fahrzeugkarosserie und Temperaturunterschied
im Inneren des Kraftfahrzeugs leicht, so daß sich die Genauigkeit der
erhaltenen Bilddaten verringert. Zusätzlich muß eine Stellung wie beispielsweise
ein Winkel für
jede Kamera während
der Herstellung eingestellt werden, wobei dies zeitaufwendig ist.
Als Ergebnis wird deren Produktivitätseffizienz verringert.
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Bezug genommen wird auch auf die EP-A-476748,
die US-A-4 669 843
und die JP-A-60119192.
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Die EP-A-476748, welche die Merkmale
aufweist, die in dem Oberbegriff von Anspruch 1 erwähnt sind,
offenbart einen drehbaren von einem Helikopter getragenen Balken
mit mehreren Abschnitten zum Tragen von Abstandsmessungskameras
an jedem seiner Enden und Fernsehfokussierungskameras für stereofotogrammetrische
Vermessungen. Ein mittlerer rohrförmiger Abschnitt wird mit Hilfe
eines elektrischen Motors und Rückstellfedern
gedreht und von zwei Einfassungen getragen, die drehbar mit Hilfe von
gelenkigen Halterungen auf einer Basis angebracht sind, die steif
am Boden der Helikopterkabine befestigt sind. Zwei kegelstumpfförmige Seitenabschnitte
mit röhrenförmiger Struktur
des Balkens sind an dem Mittelabschnitt durch eine teleskopische Kopplungsvorrichtung
befestigt, die durch eine halbringförmige Bindung, die mit Flanschen
des Abschnitts zusammenwirkt, und durch Stifte und gespaltene Sicherheitsstifte
gesichert ist, wobei die Kameras von prismaförmigen Schachtelrahmen getragen
werden, die mit Hilfe eines Dämpfungssystems getragen
werden.
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Die US-A-4 669 843 offenbart einen
von einem Helikopter getragenen Balken, um an seinen Ende metrische
Fotokameras zu tragen, die für
industrielle stereofotogrammetrische Vermessungen geeignet sind.
Mehrere zylindrische röhrenförmige Abschnitte
sind in Reihe miteinander mit Hilfe von Flanschen verbunden und
von Hand drehbar, aber nicht longitudinal verschiebbar, wobei ihr
Mittelabschnitt in drei Klemmkrägen
eingesteckt ist, die durch doppelwirksame zylindrische Schockabsorbierer
an einer Basis oder einem Gestell angebracht sind, das auf dem Boden
der Helikopterkabine befestigt ist. An dem Ende des Balkens befinden
sich zwei zylindrische Gehäuse
mit aerodynamischem Verschlußelementen
und mit „Augenlid"-Öffnungen, in denen die Fotokameras
mit Hilfe eines Rahmens getragen werden, der mit dem Gehäuse mit
Hilfe von zwei entsprechenden radialen und axialen Schockabsorbiereinheiten
verbunden ist und mit zwei inneren Führungen versehen ist, in welche
die Seitenstützstifte
der Fotokamera eingesteckt sind.
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In der JP-A-60119192 werden die Positionen der
zwei Fernsehkameras einfach eingestellt, und die Kameras sind so
ausgebildet, daß sie
einem dynamischen Objekt entsprechen, in dem ein Stützmittel
gedreht wird, während
das Objekt entweder durch die erste oder die zweite Fernsehkamera
immer erfaßt wird,
und während
sowohl die Brennstrahlen der ersten und der zweiten Kamera als auch
das Objekt erfaßt
werden. Die Fernsehkameras werden von dem Stützelement so getragen, daß die Winkelanpassung gemäß der horizontalen bzw.
vertikalen Richtung erreicht wird, und daß sie das Objekt erfassen können. Sobald
der Nutzer das Objekt durch die Kamera durch Betätigen einer Bedienungstafel
erfaßt,
wird das Stützelement
um einen Schaft gedreht, während das
Objekt durch die Kamera erfaßt
wird, um die Korrelation zwischen den Videosignalen beider Kameras zu
bilden.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung wurde hinsichtlich der
bereits erwähnten
Probleme entwickelt, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es, eine Montagestruktur für
Kameras an einem Kraftfahrzeug zu schaffen, wobei eine relative
Position zwischen den Kameras, die an beiden Seiten angebracht sind,
genau beibehalten werden kann, selbst wenn Schwingungen während des
Fahrens und/oder ein Temperaturunterschied im Inneren des Kraftfahrzeug
die Kameras beeinflussen, so daß die
Genauigkeit der erhaltenen Bilddaten in keiner Situation verringert
wird.
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden
Erfindung wird eine Montagestruktur für Kameras an einem Kraftfahrzeug
wie in Anspruch 1 beschrieben, geschaffen.
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Da die beiden Kameras gemäß der oben
erwähnten
Bauweisen auf den zwei Seiten der Grundplatte angebracht sind, kann
eine Verringerung der relativen Genauigkeit jeder optischen Achse
zwischen der rechten und der linken Kamera infolge von Schwingungen
während
der Fahrt oder von Temperaturdifferenzen verhindert werden, Da die
Grundplatte auch an einem kleinen verstärkten Bereich der Fahrzeugkarosserie
befestigt ist, werden die Bilddaten, die von beiden Kameras erhalten
wurden, kaum von den Schwingungen während der Fahrt und ähnlichem
beeinflußt,
so daß die
Zuverlässigkeit
eines Fahrunterstützungssystem
verbessert werden kann.
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In einer Ausführungsform ist die keilförmige konische
Platte aus einer Anzahl von konischen Platten ausgewählt, die
verschiedene konische Winkel haben, so daß die optische Achse der Kameras
in eine richtige Richtung gerichtet ist, wenn die Grundplatte bei
der Montageposition des Kraftfahrzeugs angebracht ist.
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In einer Ausführungsform hat die Grundplatte
einen Querschnitt, der aus einem plattenförmigen Hauptstück, welches
sich in der seitlichen Richtung erstreckt, und aus einem hakenförmigen gekrümmten Stück besteht,
das integriert entlang der vorderen Kante des Hauptstücks ausgebildet
ist.
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In einer Ausführungsform besteht die Grundplatte
aus einem Werkstoff mit einem hohen Koeffizienten der thermischen
Leitfähigkeit,
um die thermische Leitung schnell durchzuführen, so daß ein thermisches Gleichgewicht
zwischen dem Paar Kameras beibehalten wird.
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In einer Ausführungsform besteht die Grundplatte
aus einer Aluminiumlegierung.
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In einer Ausführungsform ist die Grundplatte an
einer vorderen Schiene der Fahrzeugkarosserie angebracht.
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In einer Ausführungsform trägt das Befestigungsflächenelement
die gesamte Last der Grundplatte einschließlich der Kameras, nachdem
die Grundplatte an der Fahrzeugkarosserie angebracht wurde.
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In einer Ausführungsform weist die Struktur eine
Schaltungsabdeckung zum Abdecken einer unteren Seite der Grundplatte
und eine Schaltungseinrichtung zum Steuern einer jeden Kamera auf,
wobei die Schaltungseinrichtung sich in einem Leerraum zwischen
der Grundplatte und der Schaltungsabdeckung befindet.
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In einer Ausführungsform ist das Befestigungsflächenelement
mit Stiften auf dessen oberer Seite versehen, wobei die Stifte in
Positionierlöcher der
Fahrzeugkarosserie so eingesteckt sind, daß die Grundplatte bei einer
vorherbestimmten Montageposition der Fahrzeugkarosserie positioniert
ist.
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In einer Ausführungsform hat das Befestigungsflächenelement
eine Weite, die ungefähr
50 mm in der seitlichen Richtung ist.
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In einer Ausführungsform weist die Struktur außerdem eine
Ablöseverhinderungseinrichtung
auf, um zu verhindern, daß die
Grundplatte abgelöst
wird, wenn die Grundplatte an der Fahrzeugkarosserie angebracht
ist.
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In einer Ausführungsform weist die Ablöseverhinderungseinrichtung
ein Paar Klammern, die an oberen Teilen von beiden Enden der Grundplatte
befestigt sind, die zumindest einen gespaltenen Stift aufweisen,
der in die Fahrzeugkarosserie eingesteckt wird, bevor die Grundplatte
an der Fahrzeugkarosserie angebracht wird; und ein Paar Gurte auf, die
mit den Klammer an deren einem Ende und der Karosserie an deren
anderem Ende verbunden sind.
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In einer Ausführungsform sind die Gurte in einer
U-Form gebogen und tragen die Grundplatte nicht, wenn die Grundplatte
an der Fahrzeugkarosserie angebracht ist.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Nur beispielhaft wird eine besondere
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung nun mit Bezugnahme auf die beiliegenden
Zeichnungen beschrieben werden, in denen:
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1 eine
Ansicht zur Erklärung
ist, die ein Fahrunterstützungssystem
für Kraftfahrzeuge
zeigt, welches eine erfindungsgemäße Montagestruktur für Kameras
an einem Kraftfahrzeug hat;
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2 eine
Vorderansicht einer Grundplatte ist, die ein wichtiger Teil der
erfindungsgemäßen Montagestruktur
für Kameras
an einem Kraftfahrzeug ist;
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3 eine
Schnittansicht entlang der Linie A-A aus 2 ist;
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4 eine
Ansicht der erfindungsgemäßen Grundplatte
von unten ist;
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5 eine
Seitenansicht der erfindungsgemäßen Grundplatte
ist; und
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6 eine
perspektivische Explosionsansicht zur Erklärung der erfindungsgemäßen Montagestruktur
für Kameras
an einem Kraftfahrzeug ist, Genaue Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
Eine bevorzugte Ausführungsform
einer Montagestruktur für
Kameras an einem Kraftfahrzeug, für welches die vorliegende Erfindung
verwendet wird, wird unten mit Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen
beschrieben werden.
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1 ist
eine Ansicht zur Erklärung
eines Fahrunterstützungssystem
für Kraftfahrzeuge,
das Kameras verwendet, die an einem Kraftfahrzeug angebracht sind.
Die 2 bis 6 sind Ansichten, die eine
erfindungsgemäße Montagestruktur
für Kameras
an einem Kraftfahrzeug zeigen.
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Im folgenden wird zunächst eine
Zusammenfassung des Fahrunterstützungssystems
für Kraftfahrzeuge
erklärt
werden. Das Fahrunterstützungssystem
hat ein Paar Kameras 10A, 10B mit ladungsgekoppelten
Bauelementen (im folgenden CCD-Kameras genannt), um eine vorn befindliche
Straßenumgebung
während
der Fahrt zu erkennen. Ein Bildsignal, welches von diesen CCD-Kameras 10A, 10B in
der Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs erhalten wurde, wird in die
Bildverarbeitungseinheit 12 eingegeben, in welcher das
Bildsignal in verschiedene Arten von vorwärtsbezogenen Daten wie Distanzdaten
umgewandelt wird.
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Außerdem werden die erhaltenen
vorwärtsbezogenen
Daten, die Straßendaten,
die von dem Navigationssystem (nicht gezeigt) ausgegeben werden,
und Daten über
den Fahrzustand des Kraftfahrzeugs in eine Vorschausteuerungseinheit 14 (im
folgenden PCU genannt) eingegeben. Die PCU 14 erzeugt einen
Alarm bezüglich
einem Abstand des Autos und eines davor fahrenden Autos und führt verschiedene
Arten der Steuerung für
eine Fahrunterstützung
wie eine Geschwindigkeitssteuerung durch. Deshalb ist die hohe Genauigkeit
der vorwärtsbezogenen
Daten, die von dem CCD-Kameras 10A, 10B erhalten
werden, unerläßlich für die genaue
Betätigung
des Fahrunterstützungssystems.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, genaue vorwärtsbezogene
Daten zu erhalten, indem eine Montagestruktur der CCD-Kameras 10A, 10B an
einem Kraftfahrzeug verbessert wird, und wodurch eine relative Montagegenauigkeit
zwischen den CCD-Kameras 10A, 10B erhöht wird.
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Wie in 1 gezeigt,
weist die erfindungsgemäße Montagestruktur
für Kameras
eine Grundplatte 16 für
die Montage der zwei CCD-Kameras 10A, 10B im Inneren
eines Fahrzeugs als ein wichtiger Bestandteil auf. Die Grundplatte 16 ist
ein Element, das sich in einer seitlichen Richtung erstreckt. Die CCD-Kameras 10A, 10B sind
an jeweils einem Ende der Grundplatte 16 angebracht, die
aus nur einem Werkstoff gebildet ist, welches eine hohe Steiffigkeit und
einen hohen Koeffizient der thermischen Leitfähigkeit wie eine Aluminiumlegierung
hat.
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An dem Mittelstück der Grundplatte 16 ist
integriert ein Befestigungsflächenelement 17 zur
Befestigung der Grundplatte 16 an einer vorderen Schiene 40 einer
Fahrzeugkarosserie ausgebildet, das sich teilweise zu dem hinteren
Ende der Grundplatte 16 erstreckt. Zwei Stifte 18 sind
an einer oberen Seite des Befestigungsflächenelements 17 angebracht.
Die Stifte 18 greifen in Positionierlöcher der vorderen Schiene so
ein, daß die
Grundplatte 16 bei einem vorherbestimmten Montagestück positioniert ist.
Wie in den 1 und 2 gezeigt, weist das Befestigungsflächenelement 17 drei
Befestigungslöcher 21 auf,
in die Bolzen 42 zur Befestigung der Grundplatte 16 sowie
auch die Stifte 18 eingesteckt sind. Das Befestigungsflächenelement 17 ist
mit einer Weite von beispielsweise nur 50 mm ausgebildet und somit
ist eine Fläche
für die
Montage des Befestigungsflächenelements 17 an
der vorderen Schiene 40 sehr klein.
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Wenn die Grundplatte 16 an
der vorderen Schiene 40 befestigt ist, befindet sich eine
keilförmige
konische Platte 20 zwischen dem Befestigungsflächenelement 17 und
der vorderen Schiene; wie in den 2 und 3 gezeigt. Mehrere konische
Platte 20 mit unterschiedlichen konischen Winkeln sind
vorher vorbereitet, um die Änderung
eines vertikalen Winkels einer optischen Achse der CCD-Kameras 10A, 10B zu
ermöglichen.
Als Beispiele der konischen Platte 20 gibt es eine konische
Platte, deren vordere oder hintere Seite dünn ausgebildet ist oder die gleichmäßig flach
ist. Wenn die Grundplatte 16 befestigt ist, wird die konische
Platte 20 mit dem geeignetsten konischen Winkel ausgewählt, so
daß die
optische Achse der CCD-Kameras 10A, 10B, die an
der Grundplatte 16 angebracht sind, fein angepaßt werden
kann, um sie in die vorherbestimmte richtige Richtung zu richten.
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Wie in 1 gezeigt,
sind auf einer Rückseite
der Grundplatte 16 Verbinder 22A, 22B angebracht,
um die Bilddaten, die von der rechten und der linken CCD-Kamera 10A, 10B er halten
werden, auszugeben. Wie auch in den 3 und 4 gezeigt, ist eine Unterseite
der Grundplatte 16 von einer Schaltungsabdeckung 24 abgedeckt,
unter welcher eine Schaltungseinrichtung 26 zur Steuerung
jeder der CCD-Kameras 10A, 10B in einem Hohlraum
zwischen der Grundplatte 16 und der Schaltungsabdeckung 24 enthalten
ist. Die Grundplatte 16 hat eine hakenförmige Querschnittsgestalt,
die sich in einer seitlichen Richtung erstreckt, um zu verhindern,
daß die
Grundplatte 16 aufgrund eines Gewichts der CCD-Kameras 10A, 10B oder
einer Beschleunigung während
des Fahrens verformt wird.
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Die CCD-Kameras 10A, 10B und
die Grundplatte 16, die innerhalb eines Kraftfahrzeugs
befestigt sind, sind durch eine äußere Abdeckung 27 bedeckt, die
aus Kunststoff ist und Verbindungsteile 28A aufweist, die
mit der Grundplatte 16 an deren äußeren Enden und den Aussparungsteilen 28 mit
einem Loch, in welches Bolzen 30 eingesteckt werden, verbunden
werden sollen. Die äußere Abdeckung 27 ist bei
einem vorherbestimmten Teil der vorderen Schiene 40 durch
Befestigung der Bolzen 30 in der vorderen Schiene 40 angebracht.
Das Aussparungsteil 28 wird nach Befestigung der Bolzen 30 von
einer Kappe 32 bedeckt.
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Die Grundplatte 16 wird
auf der vorderen Schiene innerhalb eines Kraftfahrzeugs durch die Befestigungsflächenelemente 17 getragen.
Wie in 2 gezeigt, sind
die Abfallverhinderungsklammern 34 an einem oberen Teil
beider Enden der Grundplatte 16 angebracht, und gespaltene
Stifte 36 an deren oberem Ende sind in Löcher (nicht
gezeigt) der vorderen Schiene 40 eingesteckt. Wie in 5 gezeigt, ist die Abfallverhinderungsklammer 34 so ausgebildet,
daß sie
die beiden oberen Enden der Grundplatte 16 wie von rechts
nach links in 5 gezeigt
abdeckt. Ein vorderes Teil 34A der Klammer 34 ist
mit einem vorderen Endteil 16A der Grundplatte 16 durch
einen U-förmigen
Gurt 38 verbunden, der in der Seitenansicht der Vorwärtsrichtung
eines Kraftfahrzeugs gezeigt ist. Während der Gurt 38 verhindert,
daß die
Grundplatte 16 abfällt,
wenn sie angebracht wird, trägt
das Befestigungsflächenelement 17 die
gesamte Last der Grundplatte 16 einschließlich der
CCD-Kameras 10A, 10B, nachdem die Grundplatte 16 an
das Kraftfahrzeug unter Verwendung der keilförmigen Platten 20 befestigt
wurde. Das heißt, abgesehen
von den Befestigungsflächenelementen 17 sind
alle Stücke
der Grundplatte 16 unter diesen Bedingungen im wesentlichen
entfernt von der Fahrzeugkarosserie angebracht, nachdem sie befestigt wurden.
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Wie oben erwähnt und in 6 gezeigt, sind gemäß der erfindungsgemäßen Montagestruktur
für Kameras
an einem Kraftfahrzeug die CCD-Kameras 10A, 10B auf
beiden Enden der Grundplatte 16 angebracht und das Befestigungsflächenelement 17,
das sich in der Mitte der Grundplatte befindet, ist mit Befestigungslöchern (nicht
gezeigt) der vorderen Schiene durch Verschrauben mit den drei Bolzen 42 angebracht,
so daß die
Grundplatte 16 an der vorderen Schiene auf einer kleinen
verstärkten
Fläche
befestigt werden kann.
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Die CCD-Kameras 10A, 10B sind
nur einem geringen Einfluß der
Schwingungen während
der Fahrt und der Temperaturveränderung
im Inneren eines Fahrzeugs ausgesetzt, so daß die Montagegenauigkeit der
beiden Kameras 10A, 10B, das heißt von deren
optischer Achse, beibehalten werden kann.
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Zusätzlich wird erfindungsgemäß die geeignetste
von mehreren konischen Platten 20 ausgewählt und
zwischen dem Befestigungsflächenelement 17 und
der vorderen Schiene 40 angebracht, so daß eine Winkelanpassung
der CCD-Kameras 10A, 10B einfach durchgeführt werden
kann.
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Außerdem hat die Grundplatte 16,
die die CCD-Kameras 10A, 10B trägt, eine
ausreichende Querschnittsfläche
und wird von einem einheitlichen Werkstoff mit hoher Steiffigkeit
und einem hohen Koeffizienten der thermischen Leitfähigkeit
gebildet. Deshalb wird eine dimensionsmäßige Genauigkeit zwischen den
CCD-Kameras 10A, 10B verbessert, und die thermische
Leitung durch die Grundplatte 16 wird schnell durchgeführt, so
daß ein
geringer Temperaturunterschied zwischen den CCD-Kameras 10A, 10B selbst
dann auftritt, wenn es Tageslicht nur auf einer Seite gibt, ein
thermisches Gleichgewicht zwischen beiden Kameras kann nämlich beibehalten werden.
Als Ergebnis ist ein Bildausgangssignal, das charakteristisch für die rechte
und die linke CCD-Kamera ist, einheitlich, und die erhaltenen Bilddaten sind
stabilisiert.