DE69820370T2

DE69820370T2 - Ausrichtungsvorrichtung für Automobilradar

Info

Publication number: DE69820370T2
Application number: DE69820370T
Authority: DE
Inventors: Jean-Paul Artis
Original assignee: Thales SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1997-09-26
Filing date: 1998-09-18
Publication date: 2004-10-14
Anticipated expiration: 2018-09-19
Also published as: DE69820370D1; EP0905526B1; FR2769085A1; ES2212238T3; FR2769085B1; EP0905526A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regelung der Ausrichtung eines Radars für Automobile, insbesondere für die Ausrichtung der radioelektrischen Achse des Radars bezüglich einer gegebenen Richtung relativ zu dem Fahrzeug. Sie ist insbesondere auf die Ausrichtung der radioelektrischen Achse des Radars auf die Schubachse eines Fahrzeugs anzuwenden.
Kraftfahrzeuge können mit mehreren Typen von Radaren ausgestattet sein. Unter diesen sind insbesondere die Radare vom sogenannten ACC-Typ bekannt, nach dem angelsächsischen Ausdruck "Automotive Cruise Control". Ein Radar dieses Typs ist dazu bestimmt, die Regelung der Geschwindigkeit der Fahrzeuge zu ermöglichen. Es erfaßt und lokalisiert das nächste Fahrzeug in der Fahrspur des Trägers. Für diese Anwendung benötigt das Radar beispielsweise einen bestrichenen Bereich in der Größenordnung von 150 Metern. Es muß insbesondere in der Lage sein, die Anwesenheit eines Fahrzeugs in der Fahrspur des Trägers in dieser Entfernung zu erfassen. Offensichtlich muß die radioelektrische Achse des Radars aufgrund der anderen Ungenauigkeitsquellen bei der Winkellokalisierung im Azimut mit der Tangente zu der Bahn des Trägerfahrzeugs ausgerichtet sein, welche nämlich der Schubachse des Fahrzeugs entspricht. Diese Ausrichtung muß besser als etwa 0,2° realisiert werden, was eine sehr präzise Ausrichtung bedeutet. Die Regelung dieser Ausrichtung besteht darin, daß die radioelektrische Achse des Radars und die Schubachse des Trägerfahrzeugs parallel gemacht werden. Die Schubachse ist die Tangente zu der Bahn, welcher das Fahrzeug folgt, wenn der Fahrer das Steuer losläßt. Für ein Fahrzeug, das keinen schwerwiegenden Mangel insbesondere auf Höhe der Geometrie der Fahrgestelle oder der Qualität der Bereifung besitzt, ist diese Bahn eine Gerade oder eine Kurve mit großem Krümmungsradius. Die Schubachse ist nämlich ziemlich genau die Winkelhalbierende des Winkels, der durch die horizontale Projektion der Achsen der Hinterräder gebildet ist. Die radioelektrische Achse ist die Achse, entlang welcher das Radar einen Phasenverschiebungswinkel null für ein Objekt mißt, welches auf dieser Achse liegt.
Die Regelung der Ausrichtung durch eine elektronische Abstandsmessung, die von dem Radar auf ein Signal aus einem aktiven oder passiven Antwortgeber geliefert wird, ist bekannt. Ein Beispiel einer Ausrichtungsvorrichtung, welche das Radar verwendet, mit welchem das Fahrzeug ausgestattet ist, ist insbesondere in der deutschen Patentanmeldung DE 197 07 590 A1 beschrieben.
Das aktive oder passive Antwortgebersystem liegt allgemein in einem relativ großen Abstand von dem Radar, beispielsweise 20 Meter oder mehr, und zwar bei freier Umgebung. Diese Regelung wird möglicherweise nach einer Analyse des Verhaltens des Radars durch Versuche auf der Straße von Hand verfeinert. Ein solches Verfahren ist nicht leicht im Rahmen einer Massenproduktion wie beispielsweise einer Produktion von ACC-Radaren umzusetzen, die in der Zukunft eine wachsende Anzahl von Automobilen ausstatten sollen. Die Hauptgründe sind insbesondere folgende:

– die Betriebszeit ist sehr lang;
– man muß über einen Antwortgeber und insbesondere über einen freien Raum verfügen, der frei von jeglicher parasitären Reflexion über einen weiten Abstand gegenüber von der Regelungsstation ist;
– die Verwendung von Höchstfrequenzmaterial eignet sich schlecht für das industrielle Milieu der Automobilproduktion oder -wartung, insbesondere erfordert sie eine spezielle Kammer, die keine Echos zurückschickt, um eine Regelung im Nahfeld durchzuführen.

Alle diese Zwänge bringen offensichtlich hohen Kosten mit sich, die mit einer Massenautomobilproduktion nicht zu vereinbaren sind, wo die Kosten der fertigen Produkte gerade sehr straff sind. Im übrigen tragen die mangelnde Zuverlässigkeit und vor allem die nicht vorhandene Reproduzierbarkeit auch dazu bei, daß das oben beschriebene Verfahren aus diesem Produktionstyp auszuschließen ist.
Es ist auch bekannt, die Ausrichtung des Radars durch Verwendung optischer Mittel zu regeln. Ein Beispiel einer Vorrichtung zur Regelung der Ausrichtung, die ein Lichtbündel verwendet, das direkt auf eine Meßeinrichtung projiziert wird, ist insbesondere in der amerikanischen Patentschrift 5,313,213 beschrieben.
Die Aufgabe der Erfindung liegt insbesondere darin, eine bequeme Regelung der Radarachse bezüglich des Trägers zu ermöglichen, und zwar genausogut an einer Fertigungsstraße wie bei der Wartung, beispielsweise in einer Tankstelle, wobei gleichzeitig eine gute Regelungsgenauigkeit gewährleistet ist. Zu diesem Zweck besteht der Gegenstand der Erfindung in einer Vorrichtung zur Regelung der Ausrichtung der radioelektrischen Achse eines von einem Fahrzeug getragenen Radars bezüglich einer gegebenen Richtung relativ zu dem Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel zum Messen der Position des Fahrzeugs bezüglich einer Referenzrichtung, einen Spiegel und Meßmittel für den Phasenverschiebungswinkel zwischen einem entlang einer bekannten Richtung bezüglich der radioelektrischen Achse emittierten Strahl und seinem von dem Spiegel reflektierten Strahl aufweist, wobei die Regelung eine Funktion des Phasenverschiebungswinkels ist.
Der Gegenstand der Erfindung liegt auch in einer Vorrichtung zur Regelung der Ausrichtung der radioelektrischen Achse eines von einem Fahrzeug getragenen Radars bezüglich einer gegebenen Richtung relativ zu dem Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel zum Messen der Position des Fahrzeugs bezüglich einer Referenzrichtung, einen Spiegel, der mechanisch mit dem Radar fest verbunden ist, und Mittel zum Messen des Phasenverschiebungswinkels zwischen einem emittierten Strahl und seinem von dem Spiegel reflektierten Strahl aufweist, wobei der Phasenverschiebungswinkel eine Funktion des Winkels zwischen der Ebene des Spiegels und der Referenzrichtung ist.
Die Erfindung hat insbesondere als Hauptvorteile, daß die Betriebszeiten reduziert werden können, daß die Regelung von nicht sehr qualifizierten Personen durchgeführt werden kann, daß sie nicht sperrig ist, daß sie insbesondere wenig Bodenfläche benötigt, daß sie eine hohe Zuverlässigkeit und eine sehr gute Reproduzierbarkeit ermöglicht und ökonomisch ist.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich mit Hilfe der folgenden Beschreibung unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen; darin zeigen:
1 eine erste mögliche Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung;
2 ein Ausführungsbeispiel von Mitteln zum Messen der Regelung;
3 ein weiteres Ausführungsbeispiel von Mitteln zum Messen der Regelung;
4 eine zweite mögliche Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung, bei welcher das obengenannte Ausführungsbeispiel von Meßmitteln verwendet wird;
5 eine dritte mögliche Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung; und
6 ein mögliches Ausführungsbeispiel einer Werkzeugausrüstung, um einen Spiegel mechanisch mit einem Radar fest zu verbinden.
1 veranschaulicht eine mögliche Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung, wobei einige ihrer Komponenten dargestellt sind. Die Vorrichtung weist Mittel zum Messen der Position des Fahrzeugs 1 auf, das mit einem Radar 20 ausgestattet ist, das beispielsweise vorne zwischen den Scheinwerfern liegt, bezüglich einer Referenzrichtung 10. Dieses Fahrzeug kann von jedem Typ sein, vom Kraftwagen bis zum großen Transportfahrzeug. Diese Mittel zum Messen der Position des Fahrzeugs, die wohlbekannt sind, sind nicht dargestellt. Diese Mittel sind beispielsweise eine Bank zum Regeln der Parallelität des vorderen und des hinteren Fahrgestells der Fahrzeuge bei der Herstellung oder bei der Wartung, wobei das Fahrzeug an dieser Bank angebracht ist. Diese Mittel sind mit Sensoren ausgestattet, mit welchen präzise die Ränder der Felgen der Hinterräder 2, 3 entlang einer horizontalen Ebene lokalisiert werden können, die durch die Achsen 4, 5 der Räder verläuft. Diese Mittel ermöglichen also die Messung des Winkels a₁, den die Achse 4 des linken Hinterrades 2 mit der Referenzrichtung 10 der Positionierungsmeßmittel bildet. Ebenso ermöglichen sie die Messung des Winkels a₂, den die Achse 5 des rechten Hinterrades 3 mit der Referenzrichtung 10 bildet. Da die Schubachse 11 des Fahrzeugs die Winkelhalbierende der Achsen 4, 5 der Hinterräder ist, läßt sich aus der Kenntnis der Winkel a₁, a₂, den diese mit der Referenzrichtung 10 bilden, der Winkel a₃ bestimmen, den die Schubachse 11 mit dieser Referenzrichtung 10 bildet. Dieser Winkel a₃ kann durch die folgende Beziehung in Abhängigkeit von den Winkeln a₁, a₂ der Achsen der Räder angegeben werden: a3 ½(a1 + a2) – 90° (1)
Im Falle der Verwendung Bank zum Messen der Parallelität, die gewöhnlich nur Informationen relativ zu den Winkeln liefert, den die Räder 2, 3 bezüglich des Fahrzeugs 1 bilden, wird beispielsweise ein zusätzlicher Sensor hinzugefügt, um den Winkel in der horizontalen Ebene anzugeben, den die Achse 4, 5 eines der Räder mit einer bekannten festgelegten Referenz bildet, deren Richtung die obengenannte Referenzrichtung 10 bildet.
Die Vorrichtung nach der Erfindung weist Mittel zum Messen der Regelung auf, d. h. Mittel zum Messen der Winkelposition der radioelektrischen Achse des Radars 20 bezüglich dieser obengenannten Referenzrichtung 10. Diese Meßmittel weisen einen Spiegel 7 und eine zu diesem Spiegel gerichtete Lichtstrahlungsquelle 12 sowie Mittel zum Messen des Phasenverschiebungswinkels zwischen dem emittierten Strahl 12 und dem reflektierten Strahl 13 auf. Der Spiegel 7 ist ein ebener Spiegel, der in vertikaler Position gegenüber dem Fahrzeug 1 in einem Abstand d installiert ist, der beispielsweise zwischen 1 und 2 Meter beträgt. Der Spiegel 7 bildet einen Winkel a₄ mit der Referenzrichtung 10. Dieser Winkel a₄ liegt beispielsweise in der Nähe von 90°.
2 stellt in einer Ansicht in der horizontalen Ebene ein Ausführungsbeispiel der Mittel zum Messen der Regelung dar. Sie weisen eine Lichtquelle 21 und Mittel 22 zum Messen des Phasenverschiebungswinkels, die mit dem Radar 20 mechanisch fest verbunden sind. Diese Elemente sind beispielsweise an einem Gestell angebracht, das seinerseits für die Dauer der Regelung an dem Radar 20 angebracht ist. Das Gestell weist beispielsweise Ausnehmungen auf, die den Zugang zu Schrauben zur Regelung der Winkelpositionierung des Radars an dem Träger ermöglichen. Die Lichtquelle 21 ist beispielsweise ein Laser mit geringer Divergenz. Die Position der Lichtquelle wird beispielsweise derart geregelt, daß der emittierte Lichtstrahl zu der radioelektrischen Achse 14 des Radars parallel ist. Falls dies nicht der Fall ist, ist die Winkelposition zwischen dieser Achse 14 und dem emittierten Strahl 12 wenigstens bekannt. Die Mittel zum Messen des Phasenverschiebungswinkels zwischen dem emittierten Strahl 12 und dem reflektierten Strahl 13 sind beispielsweise eine Platte 22, die beispielsweise nicht reflektierend ist und senkrecht zu der Richtung des emittierten Strahls 13 liegt. Diese Platte ist beispielsweise in ihrem Zentrum mit einer Öffnung 23 versehen, die den Durchgang des Laserbündels ermöglicht. Diese Platte 23 weist beispielsweise horizontale Graduierungen auf, die beiderseits der obengenannten Öffnung 23 liegen. Der Phasenverschiebungswinkel wird ausgehend von dem Abstand dx zwischen dem Emissionspunkt A des Lichtstrahls 12 und dem Auftreffpunkt B des reflektierten Strahls 13 auf der Platte 22 bestimmt. Der Abstand dx zwischen diesen Punkten genügt der folgenden Beziehung: dx = 2d tg (α + a4 – 90°) (2);worin α der Winkel zwischen dem emittierten Strahl 12 und der Referenzrichtung ist, d der Abstand zwischen der Platte 22 und dem Spiegel 7 ist und tg die Tangentenfunktion ist.
Da die Komponenten d und a₄ der Beziehung (2) bekannt und festgelegt sind, wird die Position des Radars dann derart geregelt, daß der Abstand dx einem Winkel α gleich a₃ entspricht, falls der emittierte Strahl 12 parallel zu der radioelektrischen Achse 14 liegt. Da der Winkel zwischen der Schubachse 11 und der Referenzrichtung auch gleich a₃ ist, ergibt sich, daß die radioelektrische Achse 14 zu der Schubachse 11 parallel ist, was das Ziel der Regelung ist. Wenn der emittierte Strahl nicht zu der radioelektrischen Achse parallel ist und demnach einen Winkel Δa mit dieser radioelektrischen Achse bildet, wird die Regelung durchgeführt, bis der Abstand dx einem Winkel von α = a₃ + Δa entspricht. Der vertikale Schnitt des Spiegels 7 kann kreisförmig sein und im wesentlichen einen Radius haben, der gleich dem Abstand zwischen dem Spiegel 7 und dem Radar 20 ist. In diesem Fall befindet sich das reflektierte Bündel 13 unabhängig von dem Wert der Regelung des E1-Winkels des Radars immer an den Meßgraduierungen der Platte 22, wodurch insbesondere die Regelungsoperation vereinfacht ist.
Um die Regelung der Ausrichtung des Radars zu vereinfachen, aber auch zu beschleunigen, ist es vorteilhaft, bequem und rasch die Richtung des emittierten Bündels 12 bezüglich der radioelektrischen Achse 14 des Radars positionieren zu können. Erfindungsgemäß sind dafür Positionierungsmittel vorgesehen. Diese Mittel bestehen beispielsweise aus einem Prisma 24 an einer der Seiten 25 des Gehäuses des Radars 20, beispielsweise an der Oberseite, wenn das Radar 20 an dem Fahrzeug 1 installiert ist. Dieses Prisma führt beispielsweise das Gestell, an welchem die Emissionsquelle 21 angebracht ist. Das Prisma kann durch jede andere mechanische Referenzform ersetzt sein, welche ein ausreichend genaues und eindeutiges Einsetzen ermöglicht, das reproduzierbar ist. Der Winkel, den die Achse des Prismas mit der radioelektrischen Achse des Radars bildet, ist mit Präzision bestimmt, bevorzugt fällt die Richtung der beiden Achsen zusammen. Die Richtung der Achse des Prismas bezüglich der radioelektrischen Achse wird beispielsweise bei der Herstellung des Radars oder seiner Einstellung aus der Kenntnis der Richtung der radioelektrischen Achse festgelegt, die vorher durch die Herstellungsmerkmale des Radars oder durch seine ersten Versuche bekannt sein kann. Das Gestell, das die Lichtquelle 21 hält, hat eine solche Form, daß das emittierte Lichtbündel 12 parallel zu der Richtung der Achse des Prismas ist und damit parallel zu der radioelektrischen Achse 14 des Radars 20 ist oder gut definiert ist, wenn es auf das Radar 20 gesetzt ist. Im Falle der Verwendung einer anderen Form als dem Prisma ist die Form des Gestells beispielsweise derart definiert, daß die Achse des emittierten Bündels 12 zu der radioelektrischen Achse des Radars parallel ist. In allen Fällen sind die relativen Positionen dieser beiden Achsen reproduzierbar und bekannt, und der Winkel zwischen ihren Richtungen ist gut definiert.
Die Referenzform 24 kann beispielsweise auch aus der Seite eines mechanischen Trägers bestehen, an dem das Radar 20 anliegt, wobei dieser Träger bezüglich des Fahrzeugs regelbar ist. Die mechanische Quelle 21 und die Mittel 22 zum Messen des Phasenverschiebungswinkels sind dann an dem Träger des Radars angebracht, wobei sie beispielsweise selbst an einem Gestell angebracht sind. Dann wird die Position des Trägers und nicht direkt diejenige des Radars geregelt.
3 stellt in einer Ansicht in der horizontalen Ebene eine weitere mögliche Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung dar. Bei dieser Ausführungsform ist die an dem Radar oder möglicherweise an seinem mechanischen Träger angebrachte Werkzeugausrüstung bezüglich der vorhergehenden Ausführungsform modifiziert. Die Werkzeugausrüstung weist eine Lichtquelle 31 auf, die nicht unbedingt ein Laser ist. Sie weist im übrigen eine Videokamera 32 auf, die an der Seite liegt und bei welcher das Zentrum des Objektivs 33 in der gleichen horizontalen Ebene wie die Lichtquelle 31 liegt. Ein Betriebssystem der Videokamera ermöglicht die Lokalisierung des Bildes der Lichtquelle, das von dem Spiegel 7 reflektiert und von der Kamera 32 erfaßt wurde. D. h., mit diesem Betriebssystem kann der Abstand dx gemessen werden, wie er relativ zu der Beziehung (2) definiert ist.
Die Werkzeugausrüstung ist bezüglich des Radars 20 oder seines Trägers auf die gleiche Weise wie die Werkzeugausrüstung von 2 positioniert. Insbesondere kann die Referenzform, bezüglich welcher die Richtung der von der Lichtquelle emittierten Strahlung fixiert ist, ebenfalls ein Prisma sein. Die Regelung wird auf die gleiche Weise wie bei der vorhergehenden Ausführungsform durchgeführt, wobei die Messungen nicht visuell mittels einer Graduierung, sondern automatisch mittels eines Videobetriebssystems einer Kamera 32 durchgeführt werden.
5 und 6 stellen eine weitere mögliche Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung dar. Bei dieser Ausführungsform ist ein Spiegel 51 an dem Radar 20 oder möglicherweise an seinem mechanischen Träger angebracht. Ein vor dem Radar angeordneter Spiegel wird nicht mehr verwendet. Der Spiegel liegt in einer vertikalen Ebene parallel zu der Richtung des oben beschriebenen Radars, also beispielsweise parallel zu der radioelektrischen Achse des Radars. Bei Verwendung einer anderen Referenzform ist die den Spiegel 51 stützende Werkzeugausrüstung derart, daß nach dem Einsetzen die Richtung der radioelektrischen Achse des Radars beispielsweise parallel zu der Ebene des Spiegels ist.
6 veranschaulicht beispielhaft in einer Darstellung in der horizontalen Ebene ein mögliches Ausführungsbeispiel einer Werkzeugausrüstung zum Anbringen des Spiegels 51 an dem Radar 20, insbesondere um. ihn mechanisch mit dem Radar fest zu verbinden. Ein Stift 61 ist zu der Achse des Prismas 24 des Radars parallel gemacht, beispielsweise für die Zeit der Regelung, wobei die Achse ihrerseits konstruktionsmäßig parallel zu der radioelektrischen Achse 14 des Radars ist. Die Form des Prismas erleichtert insofern diese Parallelstellung, als der Stift innerhalb des Prismas 24 positioniert ist, das dann die Richtung des Stifts 61 führt. Dazu kann der Stift 61 einen dreieckigen Querschnitt haben, der sich perfekt demjenigen des Prismas anschmiegt. Der Träger 62 des Spiegels 51 kann an dem Stift 61 mittels eines Rändelrades 63 befestigt sein, das mechanisch mit dem Träger 62 fest verbunden ist. Dieses legt den Spiegel nach der Regelung seiner Vertikalität fest. Um diese Regelung zu ermöglichen, ist der Abschnitt des Stifts 61, der das Rändelrad hält, beispielsweise an dessen Riffelung angepaßt. Die Vertikalität des Spiegels kann beispielsweise einfach mittels einer Wasserwaage 64 oder jedes anderen geeigneten Instruments geregelt werden.
5 veranschaulicht die Position der Mittel 31, 32 zum Messen der Regelung. Diese sind nicht mehr an dem Radar oder seinem Träger, sondern an einem Rahmen befestigt, dessen Position bezüglich der Referenzrichtung 10 bekannt ist. Falls diese Meßmittel eine Lichtquelle 31 und eine Kamera 32 aufweisen, wie sie beispielsweise relativ zu 3 veranschaulicht sind, dann bildet die Achse 59 des Objektivs 33 der Kamera einen bekannten Winkel a₄ mit de r Referenzrichtung. Die Lichtquelle emittiert eine Strahlung 52, die an dem Spiegel 51 reflektiert wird. Die Position der Quelle ist derart geregelt, daß der emittierte Strahl 52 parallel zu der Achse 59 des Objektivs ist. Der Winkel zwischen diesem Strahl 52 und der Referenzrichtung 10 ist also gleich dem oben definierten Winkel a₄. Die Lichtquelle und das Objektiv liegen in ein und derselben vertikalen Ebene.
Wenn dy den Abstand zwischen dem Ausgangspunkt des emittierten Strahls 52 und dem Punkt darstellt, wo die Kamera den reflektierten Strahl 53 erfaßt, ist dieser Abstand dy durch die folgende Beziehung angegeben: dy = 2d tg(β + a4 – 90°) (3);worin β der Winkel zwischen der Achse des Objektivs und dem von dem Spiegel 51 reflektierten Bündel 53 ist, d der Abstand zwischen diesem und der Lichtquelle 31 ist und a₄ der oben definierte Winkel ist.
Dieser Winkel β ist im übrigen auch gleich dem Winkel α zwischen der Ebene des Spiegels und der Referenzrichtung 10. Folglich wird die Position des Radars 20, die im übrigen die Orientierung des Spiegels 51 steuert, derart geregelt, daß der Abstand dy einem Winkel β und damit einem Winkel a gleich dem Winkel a₃ entspricht, welcher der oben definierte Winkel zwischen der Schubachse 11 des Fahrzeugs und der Referenzrichtung 10 ist. Da die vertikale Ebene parallel zu der radioelektrischen Achse 14 des Radars ist, ergibt sich dann daraus, daß diese Achse zu der Schubachse 11 des Fahrzeugs parallel ist.
Die Werkzeugausrüstung 31, 32 zum Messen, die in 5 verwendet wird, kann durch eine Werkzeugausrüstung des Typs ersetzt sein, der relativ zu 2 beschrieben wurde. In diesem Fall ist der Winkel zwischen der Referenzrichtung 10 und dem von der Quelle 21 emittierte Strahl, z. B. ein Laserstrahl, gleich dem oben definierten Winkel a₄.
Der Spiegel 51 kann beispielsweise durch ein gerades Prisma mit gleichschenkligem Querschnitt ersetzt sein, dessen Scheitel horizontal und dessen Basis, die zu der Meßwerkzeugausrüstung gerichtet ist, beispielsweise im wesentlichen vertikal ist, wodurch insbesondere keine Regelang der Vertikalität mehr nötig ist.
Eine Vorrichtung nach der Erfindung ist leicht auf eine Serienfertigungsstraße anzuwenden, denn sie benötigt einerseits sehr wenig Platz am Boden gegenüber dem Fahrzeug, und andererseits können die Meßwerkzeugausrüstungen während des Vorschubs der Straße an fester Station bleiben, insbesondere im Fall einer Vorrichtung nach 5. Im übrigen ist es bei Verwendung einer Meßwerkzeugausrüstung auf der Basis einer Kamera, da die Information in elektronischer Form verfügbar ist, möglich, damit direkt einen elektrischen Schraubendreher zu koppeln, der von einem Bediener oder einem Roboter an dem Radar präsentiert wird. Damit wird insbesondere eine totale Automatisierung des Regelungsprozesses in Großserie möglich. Wenn die Regelung durch eine Vorrichtung nach der Erfindung nicht völlig automatisiert ist, kann sie durch einen nicht sehr qualifizierten Bediener durchgeführt werden, der beispielsweise nur auf die Position des Radars, insbesondere auf die Regelungsschrauben einwirken maß, bis der Auftreffpunkt des reflektierten Strahls an der Graduierung der Platte 22 einen gegebenen Wert angibt oder das von der Kamera 32 gelieferte Bild der Quelle 31 eine definierte Position einnimmt. Schließlich sind die verwendeten Mittel nicht nur wenig platzraubend und kostengünstig, sondern sie ermöglichen dabei auch zuverlässige und reproduzierbare Messungen, die insbesondere unabhängig von der äußeren Umgebung sind.
Die Vorrichtung nach der Erfindung wurde für eine Ausrichtung der radioelektrischen Achse des Radars auf die Schubachse des Trägerfahrzeugs beschrieben, indessen ist sie auch auf jede Ausrichtung bezüglich einer gegebenen Richtung relativ zu dem Trägerfahrzeug anzuwenden, wobei diese Richtung entlang einer Referenzrichtung definiert ist.
Zur Vereinfachung der Messungen wurde beschrieben, daß die Spiegel in einer vertikalen Ebene liegen, aber Messungen des Phasenverschiebungswinkels in der horizontalen Ebene, genauer in einer Ebene senkrecht zu den emittierten Strahlen oder der radioelektrischen Achse, könnten selbst dann durchgeführt werden, wenn die Spiegel nicht vertikal sind, insbesondere durch Projektion der Strahlen oder ihrer Auftreffpunkte in einer horizontalen Ebene.
Bevorzugt sind die emittierten Strahlen Lichtstrahlen, insbesondere wegen der leichten Realisierung und Einstellung, aber spezielle Regelungsbedingungen könnten sehr wohl auf andere Strahlen als Lichtstrahlen zurückgreifen.
Schließlich ist zu bemerken, daß die Regelung beispielhaft für ein Radar beschrieben wurde, das vom Fahrzeug nach vorne orientiert ist, indessen kann eine Vorrichtung nach der Erfindung eine Regelung für ein Radar durchführen, das entlang jeder anderen Richtung orientiert ist.

Claims

Vorrichtung zur Regelung der Ausrichtung der radioelektrischen Achse (14) eines von einem Fahrzeug (1) getragenen Radars (20) bezüglich einer gegebenen Richtung (11) relativ zu dem Fahrzeug, welche Mittel zum Messen der Position des Fahrzeugs bezüglich einer Referenzrichtung (10), einen Spiegel (7) und Meßmittel (22, 32, 33) aufweist, die mit dem Radar fest verbunden sind und mit denen der Phasenverschiebungswinkel zwischen einem emittierten Strahl (12) und seinem von dem Spiegel (7) reflektierten Strahl (13) gemessen werden kann, wobei der Phasenverschiebungswinkel eine Funktion des Winkels (α) zwischen dem emittierten Strahl (12) und der Referenzrichtung (10) ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahl (12) von einer von dem Radar getrennten Emissionsquelle (21) entlang einer bekannten Richtung bezüglich der radioelektrischen Achse des Radars emittiert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine mit dem Radar fest verbundene Referenzform (24) aufweist, bezüglich welcher die Emissionsquelle (21) des Strahls (12) positioniert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzform ein Prisma (24) ist, das einen Rahmen führt, an welchem die Emissionsquelle (21) angebracht ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzform (24) derart orientiert ist, daß die Richtung des emittierten Strahls (12) bekannt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzform (24) derart orientiert ist, daß die Richtung des emittierten Strahls (12) zu der radioelektrischen Achse (14) des Radars parallel ist.
Vorrichtung zur Regelung der Ausrichtung der radioelektrischen Achse (14) eines von einem Fahrzeug (1) getragenen Radars (20) bezüglich einer gegebenen Richtung (11) relativ zu dem Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel zum Messen der Position des Fahrzeugs bezüglich einer Referenzrichtung (10), einen Spiegel (51), der mechanisch mit dem Radar (20) fest verbunden ist, und Meßmittel (22, 32, 33) für den Phasenverschiebungswinkel (dy) zwischen einem emittierten Strahl (52) und seinem von dem Spiegel (51) reflektierten Strahl (53) aufweist, wobei der Phasenverschiebungswinkel (dy) eine Funktion des Winkels (α) zwischen der Ebene des Spiegels (51) und der Referenzrichtung (10) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine mit dem Radar fest verbundene Referenzform (24) aufweist, bezüglich welcher der Spiegel (51) positioniert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzform ein Prisma (24) ist, das einen Träger (61, 62) führt, an welchem der Spiegel (51) angebracht ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzform (24) derart orientiert ist, daß die Ebene des Spiegels (51) zu der radioelektrischen Achse (14) des Radars parallel ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Messen des Phasenverschiebungswinkels eine Platte (22) aufweisen, die senkrecht zu dem emittierten Strahl (12, 52) liegt, wobei der Phasenverschiebungswinkel ausgehend von dem Abstand zwischen dem Emissionspunkt (A) und dem Auftreffpunkt (B) des reflektierten Strahls (13, 53) auf der Platte bestimmt wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Messen des Phasenverschiebungswinkels eine Videokamera (32) aufweisen, deren Objektiv in der gleichen Ebene wie die Emissionsquelle (21, 31) liegt, wobei ein Betriebssystem den Abstand (dy) zwischen der Quelle (21, 31) und dem Auftreffpunkt des reflektierten Strahls (13, 53) mißt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gegebene Richtung (11) die Richtung der Schubachse (14) des Fahrzeugs (1) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß, da die Schubachse (14) als die Winkelhalbierende des von den Achsen (4, 5) der hinteren Räder (2, 3) gebildeten Winkels definiert ist, ihre Richtung durch die Bestimmung der Winkel (a₁, a₂) der Achsen bezüglich der Referenzrichtung durch die Mittel zum Messen der Position des Fahrzeugs (1) definiert ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Messen der Position des Fahrzeugs (1) bezüglich der Referenzrichtung (10) eine Bank zum Regeln der Parallelität des vorderen und des hinteren Fahrgestells des Fahrzeugs sind, wobei das Fahrzeug auf dieser Bank angebracht ist.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Messen der Position des Fahrzeugs einen zusätzlichen Sensor aufweisen, um den Winkel anzugeben, den die Achse (4, 5) eines der Räder bezüglich der Referenzrichtung bildet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5 und 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzform (24) aus der Seite eines mechanischen Trägers besteht, an den das Radar (20) anliegt, wobei dieser Träger bezüglich des Fahrzeugs regelbar ist, wobei die Position des Trägers und nicht direkt diejenige des Radars (20) geregelt wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktion des Spiegels (51) durch ein gerades Prisma mit gleichschenkeligem Hauptschnitt realisiert ist, dessen Scheitel horizontal und dessen Basis zu den Mitteln (22, 32, 33) zum Messen des Phasenverschiebungswinkels gerichtet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis des Prismas im wesentlichen vertikal ist.