EP3314298A1 - Sensorsystem einer sensoreinrichtung eines kraftfahrzeugs - Google Patents

Sensorsystem einer sensoreinrichtung eines kraftfahrzeugs

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Publication number
EP3314298A1
EP3314298A1 EP16731093.7A EP16731093A EP3314298A1 EP 3314298 A1 EP3314298 A1 EP 3314298A1 EP 16731093 A EP16731093 A EP 16731093A EP 3314298 A1 EP3314298 A1 EP 3314298A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sensor
motor vehicle
sensor system
sensor housing
holding device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP16731093.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Nadine Sticherling
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huf Huelsbeck and Fuerst GmbH and Co KG
Original Assignee
Huf Huelsbeck and Fuerst GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Huf Huelsbeck and Fuerst GmbH and Co KG filed Critical Huf Huelsbeck and Fuerst GmbH and Co KG
Publication of EP3314298A1 publication Critical patent/EP3314298A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4811—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements common to transmitter and receiver
    • G01S7/4813—Housing arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R11/00—Arrangements for holding or mounting articles, not otherwise provided for
    • B60R11/04—Mounting of cameras operative during drive; Arrangement of controls thereof relative to the vehicle
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/89—Lidar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S17/894—Three-dimensional [3D] imaging with simultaneous measurement of time-of-flight at a two-dimensional [2D] array of receiver pixels, e.g. time-of-flight cameras or flash lidar

Definitions

  • the invention is directed to a sensor system of a
  • Sensor device of a motor vehicle for the optical detection of objects and their spatial movements comprising a 3D camera which detects spatial data with a transit time method and which comprises a pulse light source and a light-sensitive receiving device, wherein the pulse light source and the light-intensive receiving device in a common
  • Sensor housing are arranged and both to a
  • Detection range of the 3D camera are aligned.
  • Such a sensor device is nowadays for the optically supported detection of operating gestures or
  • Trigger switching operations By way of example, automatic video evaluations of surveillance systems can be mentioned here, which read out patterns or movements from individual images or a sequence of images.
  • many other optically-based systems are known, with the most basic systems including, for example, light barriers or brightness sensors.
  • optical systems of higher complexity often use an array of optically sensitive detection units, usually referred to as pixels, which receive optical information in parallel, for example in the form of a CCD array.
  • DE 10 2008 025 669 A1 discloses an optical sensor which detects a gesture, whereupon a closing element of a vehicle is automatically moved.
  • WO 2008/116699 A2 relates to an optical sensor chip and relates to an optical anti-pinch device for the monitoring of a window, sliding door or a tailgate in a motor vehicle.
  • WO 2012/084222 A1 discloses an optical sensor for actuating and monitoring a closing element.
  • WO 2013/001084 A1 discloses a system for contactless
  • Interferometry and time-of-flight (ToF) can be implemented with optical sensors.
  • the invention relates to a sensor arrangement which uses the time-of-flight (ToF) method, so that this will be briefly explained here.
  • ToF time-of-flight
  • the ToF method is a space area with a
  • Illuminated light source and recorded the duration of the reflected back from an object in the space area light with an area sensor should be arranged as close as possible to each other.
  • the distance between the sensor and the object to be measured can be determined from the linear relationship between the light transit time and the speed of light. To measure the time delay must be a synchronization between
  • the light source is pulsed in this concept.
  • the detection unit so the
  • Pixel array pulsed sensitively switched.
  • the integration window of the individual pixels is synchronized in time with the light source and in the integration period
  • this collection method is not a purely image-based acquisition method. It is determined at each pixel distance information, which by the temporal Light detection takes place. Finally, when using a pixel array, there is a matrix of distance values that allows for cyclic detection interpretation and tracking of object motion.
  • a sensor system of the type designated input is for
  • Example from DE 10 2013 108 824 AI known is integrated into a unit in a sensor housing, which can be mounted on the motor vehicle.
  • the shape of the sensor housing must always be adapted to the type of motor vehicle, in particular, the shape of the sensor housing must be adapted to the shape of the outer contour of the motor vehicle.
  • the invention has for its object to provide a solution that provides a sensor system in a structurally simple manner and cost, which avoids the known from the prior art problem and for a variety of motor vehicle types, i. For vehicles of different manufacturers and for different models of a manufacturer, is universally applicable.
  • Holding device is releasably attached, wherein the
  • a sensor system is provided, which is characterized by a functional design and has a simple and inexpensive construction. Characterized in that the sensor housing is not attached directly to a motor vehicle component of the motor vehicle but indirectly via the holding device on the motor vehicle component, an adaptation of the shape of the sensor housing to the outer contour of the motor vehicle is no longer required.
  • the shape of the sensor housing is now based solely on technical due to the present invention
  • Holding device a picture frame shaped
  • Base body from which extend elastically formed retaining clips, whose free ends are each formed hook-shaped.
  • Sensor housing wherein the retaining clips are used for connection to the motor vehicle component and / or the sensor housing.
  • the sensor housing has a front side with openings for the pulse light source and the light-sensitive receiving device and a rear side with at least one latching recess for the hook-shaped free ends of the elastic
  • trained retaining clips form the positive connection, which is designed to be releasable due to the elasticity of the retaining clips.
  • Formation of the sensor housing is in a further embodiment is that the sensor housing from front to back has at least one stage and the at least one latching recess is formed in the at least one stage.
  • the 3D camera i. the light-sensitive receiving device and the
  • Pulsed light source are correspondingly centrally on
  • Body is arranged around the 3D camera lying around and not sending and receiving light from the
  • the invention provides in a further embodiment that the frame-shaped
  • Base body has a front side of the sensor housing covering and the view to the detection area releasing viewing window, which is enclosed in the frame-shaped base body.
  • the transparent window formed as a viewing window is optically transparent to the detection area in the relevant
  • Holding device on the motor vehicle component is in
  • serving for the inside fixation on the motor vehicle component fastening means is at least a double-sided adhesive strip which is adhered to a fixing surface of the holding device.
  • the invention finally provides that the fixing means serving for the inside fixation on the motor vehicle component have a
  • the adhesive allows a very flexible adaptation to different outer contours of the vehicle, which is the variable Einset zbarkeit the
  • FIG. 1 shows a schematic arrangement of a sensor system according to the invention on a motor vehicle
  • FIG. 2 is a perspective view of the sensor system according to the present invention.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the
  • Figure 4 is a rear view of the invention
  • Figure 5 is another perspective detail of the sensor system.
  • Bumpers which represents a motor vehicle component 2 of the motor vehicle 1 in the context of the invention, a sensor system 3, which is shown in detail in Figures 2 to 5.
  • Sensor system 3 comprises a sensor device 4, a
  • the sensor device 4 has an SD camera which records spatial data with a transit time method and which comprises a pulse light source 7 and a light-sensitive receiving device 8.
  • the detection area 9 of the SD camera of the sensor device 4 is down, to the sides and directed backwards from the motor vehicle 1, wherein the
  • Sensor device 3 is provided to detect the operating gesture for the operation of a tailgate.
  • the user in the detection area 9 can perform a gesture with his foot, which is recognized as a control request and triggers an electrical opening of the tailgate of the motor vehicle 1.
  • the sensor device 4 While the entire detection area 9 of the 3D camera or the sensor device 4 extends over a large solid angle, the sensor device 4 also has a
  • Marking light source 10 which illuminates a portion 11 which is a portion of the detection area 9.
  • Marker light source 10 lights brightly in the area 11 and emits light in the visible spectrum. A user recognizes this marked area as a illuminated area on the floor in the rear area and can now purposefully move his foot in this area, which is marked by the light.
  • the 3D camera of the sensor device 4 detects the operating gesture and can trigger a tailgate operation.
  • the marking by the marker light source 10 makes it possible to carry out the operating gesture in a more targeted manner and to distinguish it more clearly from movements in the remaining area 9. It can certainly be provided that the other detectable areas in the
  • Detection area 9 are included in the evaluations in the vehicle. For example, the system may be awakened when an approach in area 9 is detected. However, the execution of concrete unlocking gestures or movement gestures is usefully carried out in the marked area 11. It should be noted that the detection of the 3D camera is not dependent on the marker light source, but with a
  • Pulse light source 7 operates in a different spectral range. The marking is exclusively for the support of the
  • the sensor system 3 according to the invention is shown in detail.
  • the sensor system 3 comprises the sensor device 4, the sensor housing 5 and the holding device 6.
  • the pulsed light source 7, which is associated with the sensor device 4 and its 3D camera, is light-intensive Receiving device 8 are arranged and housed in the sensor housing 5 together with the marker light source 10.
  • the control, evaluation and supply of the sensor device 4 via a uniform wiring harness, in particular a plug connection 12 is provided for coupling to a wiring harness.
  • the sensor housing 5 is releasably attached to the holding device 6.
  • a positive connection 14 is provided, the elastically formed retaining clips 15 of the holding device 6 and a latching recess 16 of the
  • the retaining clips 15 are on a frame-shaped body 17 of the
  • Holding device 6 integrally formed and extend from this, wherein they each hook-shaped at its free end 18
  • the retaining clips 15 are integrally formed on the frame-shaped base body 17 and form an insertion region 40 (see FIG. 5), which is quadrangular in the exemplary embodiment. In these
  • Plug-in area 40 is the sensor housing 5 with his
  • Front side 19 can be inserted, wherein it also has at its front side 19 a plurality of openings 20 for the pulse light source 7, the light-sensitive receiving device 8 and the
  • Marking light source 10 has. On its rear side 21, the latching recess 16 is provided and shaped for the hook-shaped free ends 18 of the elastically formed retaining clips 15. The sensor housing 5 is inserted during assembly in the insertion area 40 until the
  • Detent recess 16 are engaged, wherein upon insertion first the elastic retaining clasps 15 are urged outwards and engage only when reaching the recess 16 in this.
  • Holding clips 15 directed inward of the insertion portion 40.
  • the sensor housing 5 is stepped from front 19 to rear 21.
  • a shoulder 23 formed by a first step 22 on the front side 19 of the sensor housing 5 is correct with the formed by the frame-shaped base body 17 through hole 24 and / or the cross section of the
  • Plug-in portion 40 coincide, so that in the assembled state of the shoulder 23 of the sensor housing 5 is at least partially disposed in the through hole 24 and / or the insertion portion 40 of the base body 7. So that the 3D camera of the
  • a viewing window 25 is enclosed in the passage opening 24, whereby the front side 19 of the sensor housing 5 is covered and yet the view of the 3D camera on the detection area 9 is released.
  • the sensor housing 5 On its rear side 21, the sensor housing 5 also has a step 26, in which the latching recess 16 is formed.
  • the sensor housing 5 is arranged with its shoulder 23 in the passage opening 24 and lies with its front side 19 against the viewing window 25, wherein the hook-shaped
  • the holding device 6 has a fixing means 30 for internal fixing.
  • the motor vehicle component 2 shown in FIG. 1 is a
  • Attachment 30 formed in the form of double-sided adhesive strips 31.
  • an adhesive strip is C-shaped and the other strip-shaped, so that both a
  • component - bonding adhesive is between the
  • Fixing surface 32 and the motor vehicle component 2 can be applied.

Landscapes

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Abstract

Bei einem Sensorsystem (3) einer Sensoreinrichtung (4) eines Kraftfahrzeugs (1) zur optischen Erfassung von Objekten und deren räumlichen Bewegungen, aufweisend eine 3D-Kamera, die räumliche Daten mit einem Laufzeitverfahren erfasst und die eine Pulslichtquelle (7) und eine lichtsensitive Empfangseinrichtung (8) umfasst, wobei die Pulslichtquelle (7) und die lichtintensive Empfangseinrichtung (8) in einem gemeinsamen Sensorgehäuse (5) angeordnet sind und beide zu einem Erfassungsbereich (9) der 3D-Kamera ausgerichtet sind, soll eine Lösung geschaffen werden, durch die das Sensorsystem für Fahrzeuge verschiedener Hersteller sowie für verschiedene Modelle eines Herstellers, universell einsetzbar ist. Dies wird dadurch erreicht, dass das Sensorgehäuse (5) über eine formschlüssige Verbindung (14) an einer Halteeinrichtung (6) lösbar befestigt ist, wobei die Halteeinrichtung (6) ein zur innenseitigen Fixierung an einem Kraftfahrzeugbauteil (2) dienendes Befestigungsmittel (30) aufweist.

Description

Sensorsystem einer Sensoreinrichtung eines Kraftfahrzeugs
Die Erfindung richtet sich auf ein Sensorsystem einer
Sensoreinrichtung eines Kraftfahrzeugs zur optischen Erfassung von Objekten und deren räumlichen Bewegungen, aufweisend eine 3D-Kamera, die räumliche Daten mit einem Laufzeitverfahren erfasst und die eine Pulslichtquelle und eine lichtsensitive Empfangseinrichtung umfasst, wobei die Pulslichtquelle und die lichtintensive Empfangseinrichtung in einem gemeinsamen
Sensorgehäuse angeordnet sind und beide zu einem
Erfassungsbereich der 3D-Kamera ausgerichtet sind.
Eine solche Sensoreinrichtung wird neuerdings zur optisch gestützten Erkennung von Bedienungsgesten oder
Bedienungshandlungen an Kraftfahrzeugen eingesetzt. Dabei werden zeitlich und räumlich aufgelöste Informationen erfasst und ausgewertet, um den Bedienwillen eines Benutzers in Form seiner Geste oder Handlung zu erkennen.
Im Stand der Technik sind optische Verfahren bekannt, die Betätigungen in Reaktion auf eine Auswertung von
Bildinformationen erkennen und daraufhin zum Beispiel
Schaltvorgänge auslösen. Beispielsweise sind hier automatische Videoauswertungen von Überwachungssystemen zu nennen, welche Muster oder Bewegungen aus einzelnen Bildern oder einer Folge von Bildern herauslesen. Außerdem sind zahlreiche andere optisch gestützte Systeme bekannt, wobei zu den grundlegendsten Systemen beispielsweise Lichtschranken oder Helligkeitssensoren gehören. Optische Systeme mit höherer Komplexität bedienen sich jedoch oft eines Arrays von optisch sensitiven Erfassungseinheiten, meist als Pixel bezeichnet, die parallel optische Informationen aufnehmen, beispielsweise in Gestalt eines CCD-Arrays.
Die DE 10 2008 025 669 AI offenbart einen optischen Sensor, welcher eine Geste detektiert, woraufhin ein Schließelement eines Fahrzeugs automatisch bewegt wird.
Die WO 2008/116699 A2 betrifft einen optischen Sensorchip und bezieht sich auf eine optische Einklemmschutzvorrichtung für die Überwachung einer Fensterscheibe, Schiebetür oder einer Heckklappe in einem Kraftfahrzeug.
Die WO 2012/084222 AI offenbart einen optischen Sensor zur Betätigung und Überwachung eines Schließelements.
Da die Gestensteuerung in verschiedenen technischen
Bereichen immer größere Akzeptanz erfährt, wurden auch Versuche unternommen, solche rein optischen Systeme zur Erkennung des Bedienwunsches bei Kraftfahrzeugen zu verwenden. Bei diesen Systemen herrscht jedoch weiterhin die Erfassung von Bedienungen über kapazitive Systeme vor.
Im Bereich der optischen Erfassung sind Systeme bekannt, welche eine pixelbezogene Ortsinformation, insbesondere eine Distanz von der Sensor- oder Erfassungseinrichtung erfassen. Die WO 2013/001084 AI offenbart ein System zur berührungslosen
Erfassung von Gegenständen und Bediengesten mit einer optisch gestützten Einrichtung ähnlicher Art, wie sie auch für das
Sensorsystem der vorliegenden Erfindung einsetzbar ist.
Diese Systeme werden beispielsweise, je nach angewandtem Auswertungsverfahren, als „Time-of-flight"-Systeme oder auch als „3D-Imager" oder „Range Imager" bezeichnet. Die
Anwendungsgebiete solcher Systeme liegen im Bereich der
industriellen Automatisierungstechnik, in der Sicherheitstechnik und im Automobilbereich. In einem Auto werden 3D-Sensoren in Spurhaltesystemen, zum Fußgängerschutz oder als Einparkhilfe eingesetzt. Sowohl Konzepte der Triangulation als auch der
Interferometrie und auch der LichtlaufZeitmessung (Time-of- flight (ToF) ) können mit optischen Sensoren umgesetzt werden.
In diesem Zusammenhang wird auf diesbezügliche
Ausarbeitungen verwiesen, welche die technischen Konzepte und deren Realisierung detailliert beschreiben, insbesondere die Dissertation „Photodetektoren und Auslesekonzepte für 3D-Time- of-Flight-Bildsensoren in 0,35 pm-Standard-CMOS-Technologie" , Andreas Spickermann, Fakultät für Ingenieurwissenschaften der, Universität Duisburg-Essen, 2010.
Außerdem wird auf die Publikation „Optimized Distance
Measurement with 3D-CMOS Image Sensor and Real-Time Processing of the 3D Data for Applications in Automotive and Safety Engineering", Bernhard König, Fakultät für
Ingenieurwissenschaften der Universität Duisburg-Essen, 2008 verwiesen .
Die vorgenannten Arbeiten beschreiben das Konzept und die Realisierung von einsetzbaren optischen Sensorsystemen, so dass im Rahmen dieser Anmeldung auf deren Offenbarung verwiesen wird und nur zum Verständnis der Anmeldung relevante Aspekte
erläutert werden.
Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung welche das Time- of-Flight- (ToF) Verfahren nutzt, so dass dieses hier kurz erläutert wird.
Beim ToF-Verfahren wird ein Raumbereich mit einer
Lichtquelle beleuchtet und die Laufzeit des von einem Objekt im Raumbereich zurück reflektierten Lichtes mit einem Flächensensor aufgenommen. Dazu sollten Lichtquelle und Sensor möglichst nah zueinander angeordnet sein. Aus dem linearen Zusammenhang von Lichtlaufzeit und Lichtgeschwindigkeit lässt sich die Distanz zwischen Sensor und Messobjekt bestimmen. Zur Messung der zeitlichen Verzögerung muss eine Synchronisation zwischen
Lichtquelle und Sensor gegeben sein. Durch die Nutzung gepulster Lichtquellen können die Verfahren optimiert werden, denn kurze Lichtpulse (im ns-Bereich) ermöglichen eine effiziente
Hintergrundlichtunterdrückung. Außerdem werden durch die
Verwendung des gepulsten Lichts mögliche Mehrdeutigkeiten bei der Bestimmung der Distanz vermieden, so lange der Abstand genügend groß ist.
Einerseits wird bei diesem Konzept die Lichtquelle gepulst betrieben. Außerdem wird die Detektionseinheit , also das
Pixelarray, gepulst sensitiv geschaltet. Mit anderen Worten wird das Integrationsfenster der einzelnen Pixel zeitlich mit der Lichtquelle synchronisiert und in der Integrationsdauer
begrenzt. Durch den Vergleich von Ergebnissen mit
unterschiedlichen Integrationsdauern können insbesondere Effekte von Hintergrundlicht herausgerechnet werden.
Wesentlich ist, dass diese Erfassungsmethode keine rein bildbasierte Erfassungsmethode ist. Es wir bei jedem Pixel eine Abstandsinformation ermittelt, was durch die zeitliche Lichtdetektion erfolgt. Bei Verwendung eines Pixelarrays liegt schließlich eine Matrix von Abstandswerten vor, welche bei zyklischer Erfassung eine Interpretation und Verfolgung von Objektbewegungen zulässt.
Ein Sensorsystem der Eingangs bezeichneten Art ist zum
Beispiel aus der DE 10 2013 108 824 AI bekannt. Bei diesem bekannten Sensorsystem ist die Sensoreinrichtung mitsamt der Pulslichtquelle und der Empfangs- bzw. Erfassungseinrichtung zu einer Einheit in einem Sensorgehäuse integriert, welches am Kraftfahrzeug montierbar ist. Nachteilig bei diesem Stand der
Technik ist, dass zur Montage in oder an einem Kraftfahrzeug die Form des Sensorgehäuses immer auf den Kraftfahrzeugtyp angepasst werden muss, wobei insbesondere die Form des Sensorgehäuses an die Form der Außenkontur des Kraftfahrzeugs angepasst werden muss.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Lösung zu schaffen, die auf konstruktiv einfache Weise und kostengünstig ein Sensorsystem bereitstellt, welches das aus dem Stand der Technik bekannte Problem vermeidet und für unterschiedlichste Kraftfahrzeugtypen, d.h. für Fahrzeuge verschiedener Hersteller und für unterschiedliche Modelle eines Herstellers, universell einsetzbar ist.
Bei einem Sensorsystem der Eingangs bezeichneten Art wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das
Sensorgehäuse über eine formschlüssige Verbindung an einer
Halteeinrichtung lösbar befestigt ist, wobei die
Halteeinrichtung ein zur innenseitigen Fixierung an einem
Kraftfahrzeugbauteil dienendes Befestigungsmittel aufweist.
Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen und
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen .
Durch die Erfindung wird ein Sensorsystem zur Verfügung gestellt, welches sich durch eine funktionsgerechte Konstruktion auszeichnet und einen einfachen und kostengünstigen Aufbau aufweist. Dadurch, dass das Sensorgehäuse nicht direkt an einem Kraftfahrzeugbauteil des Kraftfahrzeugs sondern indirekt über die Halteeinrichtung an dem Kraftfahrzeugbauteil angebracht ist, ist eine Anpassung der Form des Sensorgehäuses an die Außenkontur des Kraftfahrzeugs nicht mehr länger erforderlich. Die Form des Sensorgehäuses orientiert sich nunmehr aufgrund der vorliegenden Erfindung ausschließlich an technischen
Gegebenheiten. Eine Anpassung der Form des Sensorgehäuses an das Fahrzeug ist aufgrund der Halteeinrichtung nicht mehr notwendig, denn die Halteeinrichtung sorgt als eine Art Adapter, welcher zwischen dem Kraftfahrzeugbauteil und dem Sensorgehäuse
eingefügt ist und das Sensorgehäuse an dem Kraftfahrzeugbauteil befestigt. Eine Anpassung an die Außenkontur des Fahrzeugs ist entweder über die Halteeinrichtung oder über das
Befestigungsmittel gegeben. Durch die erfindungsgemäße Lösung ist nun nicht nur mehr eine variable Verwendung des
Sensorgehäuses sowie des gesamten Sensorsystems von Fahrzeugtyp zu Fahrzeugtyp sondern auch eine variable Verwendung für
verschiedene Bauräume an einem Fahrzeugtyp möglich.
Die Erfindung sieht in Ausgestaltung vor, dass die
Halteeinrichtung einen bilderrahmenförmig ausgebildeten
Grundkörper aufweist, von dem aus sich elastisch ausgebildete Haltespangen erstrecken, deren freie Enden jeweils hakenförmig ausgebildet sind. Der bilderrahmenförmig ausgebildete
Grundkörper erlaubt eine sehr flexible Verbindung mit dem
Sensorgehäuse, wobei die Haltespangen zur Verbindung mit dem Kraftfahrzeugbauteil und/oder dem Sensorgehäuse dienen.
In Ausgestaltung der Erfindung ist es weiter von Vorteil, wenn das Sensorgehäuse eine Vorderseite mit Öffnungen für die Pulslichtquelle und die lichtsensitive Empfangseinrichtung und eine Rückseite mit wenigstens einer Rastausnehmung für die hakenförmig ausgebildeten freien Enden der elastisch
ausgebildeten Haltespangen aufweist. Die Rastausnehmung und die hakenförmig ausgebildeten freien Enden der elastisch
ausgebildeten Haltespangen bilden die formschlüssige Verbindung, die aufgrund der Elastizität der Haltespangen lösbar ausgebildet ist .
Eine konstruktiv besonders günstige Möglichkeit zur
Ausbildung des Sensorgehäuses besteht in weiterer Ausgestaltung darin, dass das Sensorgehäuse von Vorderseite zur Rückseite wenigstens eine Stufe aufweist und die wenigstens eine Rastausnehmung in der wenigstens einen Stufe ausgebildet ist.
Die Erfindung sieht in weiterer Ausgestaltung vor, dass zur Bildung der formschlüssigen Verbindung die hakenförmig
ausgebildeten freien Enden der elastisch ausgebildeten
Haltespangen mit der wenigstens einen Rastausnehmung auf der Rückseite des Sensorgehäuses in Eingriff stehen. Die 3D-Kamera, d.h. die lichtsensitive Empfangseinrichtung und die
Pulslichtquelle, sind dabei entsprechend zentral am
Sensorgehäuses angeordnet, so dass der bilderrahmenförmige
Grundkörper um die 3D-Kamera herum liegend angeordnet ist und das Senden und Empfangen von Licht nicht von der
Halteeinrichtung gestört wird.
Zum Schutz der 3D-Kamera sieht die Erfindung in weiterer Ausgestaltung vor, dass der bilderrahmenförmig ausgebildete
Grundkörper ein die Vorderseite des Sensorgehäuses abdeckendes und die Sicht zu dem Erfassungsbereich freigebendes Sichtfenster aufweist, das im bilderrahmenförmigen Grundkörper eingefasst ist. Das als Klarsichtscheibe ausgebildete Sichtfenster ist zum Erfassungsbereich hin optisch transparent im maßgeblichen
Wellenlängenbereich ausgebildet.
Eine besonders günstige Möglichkeit zur Montage der
Halteeinrichtung an dem Kraftfahrzeugbauteil ist in
Ausgestaltung der Erfindung dadurch gegeben, dass das zur innenseitigen Fixierung an dem Kraftfahrzeugbauteil dienende Befestigungsmittel wenigstens ein doppelseitiger Klebestreifen ist, welcher auf einer Fixierungsfläche der Halteeinrichtung aufgeklebt ist.
In einer alternativen Ausgestaltung sieht die Erfindung schließlich vor, dass das zur innenseitigen Fixierung an dem Kraftfahrzeugbauteil dienende Befestigungsmittel eine
bauteilverbindende Klebemasse ist, welche zwischen einer
Fixierungsfläche der Halteeinrichtung und dem
Kraftfahrzeugbauteil aufbringbar ist. Die Klebemasse gestattet eine sehr flexible Anpassung an unterschiedliche Außenkonturen des Fahrzeugs, was die variable Einset zbarkeit des
erfindungsgemäßen Sensorsystems im Vergleich zu Sensorgehäusen aus dem Stand der Technik und deren Anbringung am Fahrzeug spürbar erhöht .
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und
nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen
Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Der Rahmen der Erfindung ist nur durch die Ansprüche definiert.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung, in der ein beispielhaft
bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist. In der Zeichnung zeigt:
Figur 1 eine schematisch Anordnung eines erfindungsgemäßen Sensorsystems an einem Kraftfahrzeug,
Figur 2 eine perspektivische Darstellung des Sensorsystems gemäß der vorliegenden Erfindung,
Figur 3 eine perspektivische Einzelteilansicht des
erfindungsgemäßen Sensorsystems,
Figur 4 eine Rückansicht auf das erfindungsgemäße
Sensorsystem aus Figur 2 und
Figur 5 eine weitere perspektivische Einzelteildarstellung des Sensorsystems.
In Figur 1 ist das Heck eines Kraftfahrzeuges 1 zu sehen. Bei diesem Kraftfahrzeug 1 ist in dessen heckseitigem
Stoßfänger, der ein Kraftfahrzeugbauteil 2 des Kraftfahrzeugs 1 im Sinne der Erfindung darstellt, ein Sensorsystem 3 angeordnet, welches im Detail in den Figuren 2 bis 5 gezeigt ist. Das
Sensorsystem 3 umfasst eine Sensoreinrichtung 4, ein
Sensorgehäuse 5 und eine Halteeinrichtung 6, wobei die
Sensoreinrichtung in dem Sensorgehäuse 5 untergebracht ist, wie der perspektivischen Einzelteildarstellung der Figur 3 zu entnehmen ist. Ferner weist die Sensoreinrichtung 4 eine SD- Kamera auf, die räumliche Daten mit einem Laufzeitverfahren erfasst und die eine Pulslichtquelle 7 und eine lichtsensitive Empfangseinrichtung 8 umfasst. Der Erfassungsbereich 9 der SD- Kamera der Sensoreinrichtung 4 ist nach unten, zu den Seiten und nach hinten vom Kraftfahrzeug 1 weg gerichtet, wobei die
Sensoreinrichtung 3 dazu vorgesehen ist, die Bediengeste für die Betätigung einer Heckklappe zu erfassen. Dazu kann der Benutzer in dem Erfassungsbereich 9 eine Geste mit seinem Fuß ausführen, die als Bedienwunsch erkannt wird und eine elektrische Öffnung der Heckklappe des Kraftfahrzeuges 1 auslöst.
Während der gesamte Erfassungsbereich 9 der 3D-Kamera bzw. der Sensoreinrichtung 4 sich über einen großen Raumwinkel erstreckt, weist die Sensoreinrichtung 4 außerdem eine
Markierungslichtquelle 10 auf, die einen Bereich 11 ausleuchtet, der ein Teilbereich des Erfassungsbereiches 9 ist. Die
Markierungslichtquelle 10 leuchtet lichtstark in dem Bereich 11 und strahlt Licht im sichtbaren Spektrum ab. Ein Benutzer erkennt diesen markierten Bereich als ausgeleuchteten Bereich auf dem Boden im Heckbereich und kann nun zielgerichtet seinen Fuß in diesen Bereich bewegen, der durch das Licht markiert ist. Die 3D-Kamera der Sensoreinrichtung 4 erfasst die Bediengeste und kann eine Heckklappenbetätigung auslösen. Die Markierung durch die Markierungslichtquelle 10 erlaubt es, die Bediengeste zielgerichteter auszuführen und deutlicher von Bewegungen in dem übrigen Bereich 9 zu unterscheiden. Es kann durchaus vorgesehen sein, dass auch die übrigen erfassbaren Bereiche in dem
Erfassungsbereich 9 in die Auswertungen im Fahrzeug einbezogen werden. Beispielsweise kann das System geweckt werden, wenn eine Annäherung in dem Bereich 9 detektiert wird. Die Ausführung von konkreten Entriegelungsgesten oder Bewegungsgesten ist jedoch sinnvollerweise in dem markierten Bereich 11 auszuführen. Es ist festzuhalten, dass die Erfassung der 3D-Kamera nicht auf die Markierungslichtquelle angewiesen ist, sondern mit einer
Pulslichtquelle 7 in einem anderen Spektralbereich arbeitet. Die Markierung erfolgt ausschließlich zur Unterstützung des
Benut zers .
In den Figuren 2 bis 5 ist das erfindungsgemäße Sensorsystem 3 im Detail dargestellt. Wie insbesondere Figur 3 zeigt, umfasst das Sensorsystem 3 die Sensoreinrichtung 4, das Sensorgehäuse 5 und die Halteeinrichtung 6. Die zur Sensoreinrichtung 4 und deren 3D-Kamera gehörende Pulslichtquelle 7 und lichtintensive Empfangseinrichtung 8 sind in dem Sensorgehäuse 5 gemeinsam mit der Markierungslichtquelle 10 angeordnet und untergebracht. Die Ansteuerung, Auswertung sowie Versorgung der Sensoreinrichtung 4 erfolgt über einen einheitlichen Kabelbaum, wobei insbesondere eine Steckerverbindung 12 zur Kopplung mit einem Kabelbaum vorgesehen ist.
Das Sensorgehäuse 5 ist an der Halteeinrichtung 6 lösbar befestigt. Zu diesem Zweck ist eine formschlüssige Verbindung 14 vorgesehen, die von elastisch ausgebildeten Haltespangen 15 der Halteeinrichtung 6 und einer Rastausnehmung 16 des
Sensorgehäuses 5 gebildet wird. Die Haltespangen 15 sind an einem bilderrahmenförmig ausgebildeten Grundkörper 17 der
Halteeinrichtung 6 angeformt und erstrecken sich von diesem, wobei sie an ihrem freien Ende 18 jeweils hakenförmig
ausgebildet sind. Die Haltespangen 15 sind umlaufend an dem bilderrahmenförmig ausgebildeten Grundkörper 17 angeformt und bilden einen Einsteckbereich 40 (siehe Figur 5) aus, der in dem Ausführungsbeispiel viereckig ausgebildet ist. In diesen
Einsteckbereich 40 ist das Sensorgehäuse 5 mit seiner
Vorderseite 19 einsteckbar, wobei es an seiner Vorderseite 19 ferner mehrere Öffnungen 20 für die Pulslichtquelle 7, die lichtsensitive Empfangseinrichtung 8 und die
Markierungslichtquelle 10 aufweist. An seiner Rückseite 21 ist die Rastausnehmung 16 für die hakenförmig ausgebildeten freien Enden 18 der elastisch ausgebildeten Haltespangen 15 vorgesehen und ausgeformt. Das Sensorgehäuse 5 wird beim Zusammenbau solange in den Einsteckbereich 40 eingeschoben, bis die
hakenförmigen freien Enden 18 der Haltespangen 15 mit der
Rastausnehmung 16 in Eingriff stehen, wobei bei Einstecken zunächst die elastischen Haltespangen 15 nach außen gedrängt werden und erst bei Erreichen der Rastausnehmung 16 in dieser eingreifen. Wie insbesondere in der Figur 5 zu erkennen ist, sind die hakenförmigen freien Enden 18 der elastischen
Haltespangen 15 einwärts des Einsteckbereichs 40 gerichtet.
Das Sensorgehäuse 5 ist von Vorderseite 19 zu Rückseite 21 stufig ausgebildet. Dabei stimmt ein durch eine erste Stufe 22 auf der Vorderseite 19 des Sensorgehäuses 5 gebildeter Absatz 23 mit der vom bilderrahmenförmigen Grundkörper 17 ausgebildeten Durchgangsöffnung 24 und/oder dem Querschnitt des
Einsteckbereichs 40 überein, so dass im zusammengebauten Zustand der Absatz 23 des Sensorgehäuses 5 zumindest abschnittsweise in der Durchgangsöffnung 24 und/oder dem Einsteckbereich 40 des Grundkörpers 7 angeordnet ist. Damit die 3D-Kamera der
Sensoreinrichtung 4 geschützt ist, ist in der Durchgangsöffnung 24 ein Sichtfenster 25 eingefasst, wodurch die Vorderseite 19 des Sensorgehäuses 5 abgedeckt ist und dennoch die Sicht der 3D- Kamera auf den Erfassungsbereich 9 freigegeben ist.
Auf seiner Rückseite 21 weist das Sensorgehäuse 5 ebenfalls eine Stufe 26 auf, in welcher die Rastausnehmung 16 ausgebildet ist. Die hakenförmig ausgebildeten freien Enden 18 der
elastischen Haltespangen 15 stehen im zusammengebauten Zustand des Sensorsystems 3 mit der in der Stufe 26 umlaufend
ausgebildeten Rastausnehmung 16 in Eingriff. Wie ferner aus den Figuren ersichtlich ist, ist zur Bildung der formschlüssigen Verbindung 14 das Sensorgehäuse 5 mit seinem Absatz 23 in der Durchgangsöffnung 24 angeordnet und liegt mit seiner Vorderseite 19 an dem Sichtfenster 25 an, wobei die hakenförmig
ausgebildeten freien Enden 18 der elastisch ausgebildeten
Haltespangen 15 mit der Rastausnehmung 16 auf der Rückseite 21 des Sensorgehäuses 5 in Eingriff stehen.
Mit Hilfe der formschlüssigen Verbindung 14 ist das
Sensorgehäuse 5 an der Halteeinrichtung 6 lösbar befestigt. Um das Sensorsystem 3 nun an einem Kraftfahrzeugbauteil 2
anzubringen, weist die Halteeinrichtung 6 ein zur innenseitigen Fixierung dienendes Befestigungsmittel 30 auf. Bei dem in Figur 1 gezeigten Kraftfahrzeugbauteil 2 handelt es sich um eine
Stoßstange, in welcher ein Bauraum vorgesehen ist, in welchem die Halteeinrichtung 6 innenseitig fixiert werden kann. Bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel ist das
Befestigungsmittel 30 in Form von doppelseitigen Klebestreifen 31 ausgebildet. Dabei ist ein Klebestreifen C-förmig und der andere streifenförmig ausgebildet, so dass beide eine
rahmenförmige Fixierungsfläche 32 der Halteeinrichtung 6 bedecken. Über die Klebestreifen 31 wird die Halteeinrichtung 6 und damit das Sensorsystem 3 an dem Kraftfahrzeugbauteil 2 befestigt. Als Alternative zu den Klebestreifen ist es auch denkbar, dass das zur innenseitigen Fixierung an dem
Fahrzeugbauteil 2 dienende Befestigungsmittel 30 eine
bauteilverbindende Klebemasse ist, welche zwischen der
Fixierungsfläche 32 und dem Kraftfahrzeugbauteil 2 aufbringbar ist .
Die vorstehend beschriebene Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die beschriebene und dargestellte Ausführungsform beschränkt. Es ist ersichtlich, dass an der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform zahlreiche, dem Fachmann
entsprechend der beabsichtigten Anwendung naheliegende
Abänderungen vorgenommen werden können, ohne dass dadurch der Bereich der Erfindung verlassen wird. Zur Erfindung gehört alles dasjenige, was in der Beschreibung enthalten und/oder in der
Zeichnung dargestellt ist, einschließlich dessen, was abweichend von den konkreten Ausführungsbeispielen für den Fachmann
naheliegt .

Claims

Patentansprüche
1. Sensorsystem (3) einer Sensoreinrichtung (4) eines Kraftfahrzeugs (1) zur optischen Erfassung von Objekten und deren räumlichen Bewegungen, aufweisend eine 3D-Kamera, die räumliche Daten mit einem Laufzeitverfahren erfasst und die eine Pulslichtquelle (7) und eine lichtsensitive
Empfangseinrichtung (8) umfasst, wobei die Pulslichtquelle (7) und die lichtintensive Empfangseinrichtung (8) in einem gemeinsamen Sensorgehäuse (5) angeordnet sind und beide zu einem Erfassungsbereich (9) der 3D-Kamera ausgerichtet sind, dadurch gekennzeichnet,
dass das Sensorgehäuse (5) über eine formschlüssige
Verbindung (14) an einer Halteeinrichtung (6) lösbar befestigt ist, wobei die Halteeinrichtung (6) ein zur innenseitigen Fixierung an einem Kraftfahrzeugbauteil (2) dienendes
Befestigungsmittel (30) aufweist.
2. Sensorsystem (3) nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (6) einen
bilderrahmenförmig ausgebildeten Grundkörper (17) aufweist, von dem aus sich elastisch ausgebildete Haltespangen (15) erstrecken, deren freie Enden (18) jeweils hakenförmig
ausgebildet sind.
3. Sensorsystem (3) nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, dass das Sensorgehäuse (5) eine Vorderseite (19) mit Öffnungen (20) für die Pulslichtquelle (7) und die lichtsensitive Empfangseinrichtung (8) und eine Rückseite (21) mit wenigstens einer Rastausnehmung (16) für die hakenförmig ausgebildeten freien Enden (18) der elastisch ausgebildeten Haltespangen (15) aufweist.
4. Sensorsystem (3) nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, dass das Sensorgehäuse (5) von Vorderseite (19) zur Rückseite (21) wenigstens eine Stufe (26) aufweist und die wenigstens eine Rastausnehmung (16) in der wenigstens einen Stufe (26) ausgebildet ist.
5. Sensorsystem (3) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung der formschlüssigen
Verbindung (14) die hakenförmig ausgebildeten freien Enden (18) der elastisch ausgebildeten Haltespangen (15) mit der wenigstens einen Rastausnehmung (16) auf der Rückseite (21) des Sensorgehäuses (5) in Eingriff stehen.
6. Sensorsystem (3) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der bilderrahmenförmig
ausgebildete Grundkörper (17) ein die Vorderseite (19) des Sensorgehäuses (5) abdeckendes und die Sicht zu dem
Erfassungsbereich (9) freigebendes Sichtfenster (25) aufweist, das im Grundkörper (17) eingefasst ist.
7. Sensorsystem (3) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zur innenseitigen Fixierung an dem Kraftfahrzeugbauteil (2) dienende Befestigungsmittel (30) wenigstens ein doppelseitiger Klebestreifen (31) ist, welcher auf einer Fixierungsfläche (32) der Halteeinrichtung (6) aufgeklebt ist.
8. Sensorsystem (3) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zur innenseitigen Fixierung an dem Kraftfahrzeugbauteil (2) dienende Befestigungsmittel eine bauteilverbindende Klebemasse ist, welche zwischen einer Fixierungsfläche (32) der Halteeinrichtung und dem
Kraftfahrzeugbauteil (2) aufbringbar ist.
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