EP4511258A1 - Objektsteuer- und/oder -regelsystem - Google Patents

Objektsteuer- und/oder -regelsystem

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Publication number
EP4511258A1
EP4511258A1 EP23720588.5A EP23720588A EP4511258A1 EP 4511258 A1 EP4511258 A1 EP 4511258A1 EP 23720588 A EP23720588 A EP 23720588A EP 4511258 A1 EP4511258 A1 EP 4511258A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
headlight
detection device
target
alignment unit
designed
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.)
Pending
Application number
EP23720588.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Schmidt
Dirk Horst
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.)
Kuester Holding GmbH
Original Assignee
Kuester Holding GmbH
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kuester Holding GmbH filed Critical Kuester Holding GmbH
Publication of EP4511258A1 publication Critical patent/EP4511258A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q1/00—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor
    • B60Q1/02—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments
    • B60Q1/24—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments for lighting other areas than only the way ahead
    • B60Q1/245—Searchlights, e.g. adjustable from within the vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62J—CYCLE SADDLES OR SEATS; AUXILIARY DEVICES OR ACCESSORIES SPECIALLY ADAPTED TO CYCLES AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. ARTICLE CARRIERS OR CYCLE PROTECTORS
    • B62J6/00—Arrangement of optical signalling or lighting devices on cycles; Mounting or supporting thereof; Circuits therefor
    • B62J6/02—Headlights
    • B62J6/022—Headlights specially adapted for motorcycles or the like
    • B62J6/023—Headlights specially adapted for motorcycles or the like responsive to the lean angle of the cycle, e.g. changing intensity or switching sub-lights when cornering
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q2300/00—Indexing codes for automatically adjustable headlamps or automatically dimmable headlamps
    • B60Q2300/10—Indexing codes relating to particular vehicle conditions
    • B60Q2300/14—Other vehicle conditions
    • B60Q2300/146—Abnormalities, e.g. fail-safe
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q2300/00—Indexing codes for automatically adjustable headlamps or automatically dimmable headlamps
    • B60Q2300/20—Indexing codes relating to the driver or the passengers
    • B60Q2300/23—Driver's line of sight

Definitions

  • the invention relates to an object control and/or regulation system, comprising an object, a target direction detection device for detecting at least one target movement variable, an evaluation unit and an alignment unit for the object. It also relates to a device for illuminating the route, as well as a two-wheeler or tricycle and a method for object control and/or object regulation.
  • Cornering lights have become standard in motor vehicles and ensure increased safety.
  • the cornering lights can be controlled depending on the curve radius traveled, a yaw rate or lateral acceleration of the vehicle or can be linked to a navigation system that allows predictions about the type of route traveled.
  • Bicycles predominantly have permanently mounted headlights.
  • the disadvantages of frame-fixed headlights are, in particular, that the light from the headlight is emitted further straight ahead when cornering is initiated, so that the target direction is not illuminated.
  • a headlight mounted on the driver's helmet can illuminate the target direction well, but with small head movements, the constantly rapidly changing direction of the headlight is annoying This results in strong blinding of other road users.
  • a headlight system for a vehicle driven by an operator with at least one controllable and adjustable headlight for emitting a line of sight-dependent light beam, with at least one adjustment device connected to the adjustable headlight, by means of which the adjustable headlight is adjustable and with a detection device that detects the direction of view of the operator.
  • the headlight can remain in a position where it dazzles oncoming traffic.
  • the invention is therefore based on the object of specifying a robust, reliable and precise system for controlling and/or regulating, in particular aligning, an object which has a fallback level. Furthermore, a device for illuminating the route, a two-wheeler or tricycle and a corresponding method should be provided.
  • this task is solved according to the invention by the features of claim 1.
  • a reference detection device is provided for detecting at least one reference movement variable
  • the evaluation unit is configured such that it generates at least one signal for controlling and / or regulating the object based on the at least one detected target movement variable and the at least one detected reference movement variable and transmits it to the alignment unit
  • the Alignment unit is configured to align the object based on this at least one signal, with an error handling device connected to the alignment unit being provided.
  • the invention is based on the consideration that various types of errors can occur during the operation of a system described above. These include an incorrect or undesirable position of the headlight and thus an incorrect or undesirable direction of the light cone. Errors in the signal transmission between transmitter and receiver or the voltage of the helmet sensor being too low or the adjustment mechanism being stiff are also possible. Furthermore, errors can occur in the mechanics of the adjustment mechanism (motor defective, gear stuck, etc.). These errors are particularly relevant to safety. Incorrect headlight adjustment can result in the driver no longer being able to see the path ahead well enough. This can also cause blinding of oncoming traffic.
  • the safety of the system or the user can be increased by providing a fallback level in the event of an error, in which the object or the headlight is brought into a nominal position or neutral position.
  • the headlight can illuminate the path straight ahead and is aligned in a central position.
  • the middle position is in the middle between the extreme left and the extreme right positions.
  • the error handling device is configured to send an error signal to the alignment unit in the presence of an error condition, wherein the alignment unit is configured to align the object in a nominal position or neutral position upon receipt of this error signal.
  • An error signal here is understood to mean, in particular, any type of active connection between the error handling device and the alignment unit, which is specifically suitable for signaling the alignment unit to place the headlight or the object in the nominal position.
  • the nominal position or neutral position refers in particular to a position that lies between extreme positions, in particular in the middle, into which the object can be aligned.
  • this position corresponds to the longitudinal orientation of the bicycle or the direction in which the bicycle rides with the handlebars aligned straight and thus the middle position.
  • the headlight then behaves like a familiar bicycle lamp.
  • the alignment unit and the error handling device are preferably formed with the same electronic components or in a common housing.
  • the error handling device preferably comprises an actuating element and is configured such that it sends the error signal to the alignment unit upon a predetermined actuation. If the driver in particular detects a malfunction, he can do so by pressing the Actuating element causes the object to be aligned in the nominal position.
  • the predetermined actuation is preferably an actuation that lasts longer than a predetermined time threshold. This means that the error signal is only generated if the actuating element is actuated for longer than a predetermined period of time.
  • this predetermined period of time is between one and several seconds, preferably two or three seconds.
  • the actuating element is preferably designed as a button or switch. When training as a button, the implementation of the software is simplified.
  • the actuating element is advantageously attached or mounted on the object or has a mounting bracket.
  • the mounting bracket is preferably designed as a handlebar mount, with the help of which the actuating element can be mounted on the handlebars.
  • the actuating element or button can be attached to the handlebar near the handle or directly to the lamp. It is easier to operate on the handlebars, otherwise there is no need to lay a cable.
  • the mounting bracket is therefore designed in a preferred embodiment as a mounting bracket for a bicycle handlebar.
  • an activation element is provided or the system comprises an activation element which activates or deactivates the alignment unit when actuated. This means that the tracking of the headlight in the line of sight can be switched on or off.
  • the actuating element and the activation element are designed as the same element and/or integrated. This reduces the number of controls. If the common element is designed as a button, for example, the tracking function is switched on or off by a short press, while a longer press activates the fallback level or the fallback mode, so that the headlight is moved to the nominal position.
  • separate operating elements are designed so that only one function is assigned to each of the operating elements.
  • the system advantageously includes an optical and/or acoustic notification element.
  • the notification element changes state when the fallback level is activated, i.e. H. when the error signal is sent.
  • the notification element is preferably designed as at least one LED or preferably comprises at least one LED.
  • the notification element can be designed to light up in several colors, whereby one color (e.g. green) can also indicate the normal operating state. For example, the driver is informed by a yellow LED that the headlight has been automatically moved to the middle position. The headlight is switched off (possibly red error LED) and continuing to drive is then no longer possible or permitted.
  • the error handling device is preferably configured to monitor the wireless communication and to send the error signal to the alignment unit in the event of a detected failure or malfunction of the wireless communication.
  • An object direction and/or object acceleration and/or object speed is preferably recorded as the target movement variable, with a reference direction and/or a reference acceleration and/or a reference speed advantageously being recorded as the reference movement variable. If, in addition to the directions, the accelerations, in particular the acceleration due to gravity, are also recorded, the inclination of the object and/or the reference frame can also be taken into account when using the system to align a headlight.
  • an object direction and a reference direction are detected, with the evaluation unit generating a signal for controlling and/or regulating the object from the difference between the two detected directions. In this way, errors that arise from the acceleration of movement of the target direction detection device can be compensated for.
  • the target direction detection device advantageously has a sensor for the earth's magnetic field
  • the reference detection device advantageously comprising a sensor for the earth's magnetic field to detect the reference direction.
  • Any sensor that can detect and process translational and rotational movement signals is suitable. Taking the earth's magnetic field into account serves in particular to correct possible deviations in movement acceleration.
  • the system is designed as a headlight system for a vehicle driven by an operator, with an object that is designed as a controllable and adjustable headlight for emitting a line of sight-dependent light beam, with an alignment unit that is designed as an adjusting device connected to the adjustable headlight is, by means of which the adjustable headlight can be adjusted, with a target direction detection device designed as a gaze detection device, which detects the line of sight of the operator, and with a reference detection device designed as a position detection device, which detects the position of the vehicle and / or the target direction detection device and / or the headlight, where the nominal position is a straight ahead or central position of the headlight.
  • a target direction detection device designed as a gaze detection device, which detects the line of sight of the operator
  • a reference detection device designed as a position detection device, which detects the position of the vehicle and / or the target direction detection device and / or the headlight, where the nominal position is a straight ahead or central position of the headlight.
  • the eye detection device preferably detects a direction, for example a direction in which a person's head is turned.
  • the gaze detection here is the detection of the direction of the head, whereby additional movements of the eyes to the left or right are not detected.
  • the adjusting device is advantageously configured to adjust the headlight and/or at least one lamp of the headlight and/or at least one reflector of the headlight. In this way, the route can be illuminated as required.
  • the eye detection device advantageously has a holder for a helmet, in particular a bicycle helmet, and/or the position detection device preferably has a holder for a bicycle frame.
  • the eye detection device has a holder for a hat or cap, glasses or headphones.
  • the eye detection device has a holder which is designed as an ear hook.
  • a preferably lightweight sensor and transmitter module is attached to the helmet, which determines and sends the absolute position and direction of the head.
  • Another module is attached to a bicycle, possibly as part of the lamp. It contains a receiver that receives the direction and position of the helmet and another sensor that determines the direction and position of the headlight.
  • the direction in which the headlight needs to be readjusted is calculated from this position and direction data. The readjustment is carried out, for example, by a positioning actuator in or on the headlight.
  • a swivel actuator of the lamp and reflector is preferably implemented.
  • moving just the reflector or controlling various light sources, such as LEDs can also be possible or implemented.
  • a vertical movement can be carried out in a further movement axis as needed in order to better illuminate distant targets or traffic signs. comparable to the high beam in motor vehicles.
  • the driver's head direction (viewing direction) is preferably recorded or recognized by a sensor. Electronics evaluate this direction and change the lighting direction of the headlight accordingly.
  • the invention also includes a device for illuminating the route according to claim 19, comprising a helmet and comprising a headlight system described above, the eye detection device being attached to the helmet.
  • the invention further comprises a two-wheeler or tricycle according to claim 20, comprising a device described above, wherein the position detection device is mounted on the vehicle frame to detect the position of the vehicle and / or the position of the headlight system.
  • the object is a drone, in particular an aircraft drone.
  • the object is designed as a searchlight or as a fire hose or water cannon.
  • the above-mentioned object is solved by claim 21, wherein at least one target movement quantity and at least one reference movement quantity are detected, and wherein the object is aligned based on the detected movement quantities.
  • the object is a lighting device of a vehicle guided by an operator, whereby the operator's line of sight is recorded as the target movement variable, and the position of the vehicle is recorded as the reference movement variable, and based on the difference in the direction of view and position of the vehicle at least one parameter is set for at least one adjustable and adjustable headlight of the lighting device.
  • at least one acceleration is detected, this acceleration being used to adjust at least one parameter of an adjustable and adjustable headlight of the lighting device.
  • the advantages of the invention are, in particular, that the system described above achieves precise and robust control or regulation of an object, in the event of an error in a fallback level by moving the object into or aligning the object in a nominal position a basic function of the system can be maintained.
  • the system includes safety-relevant performance features for direction-dependent headlights for bicycles, pedelecs and e-bikes. Reaction of the system in the event of possible malfunctions occurring.
  • the system is implemented or designed in such a way that after a malfunction in the following mode is detected, the headlight is brought into a nominal position by pressing a button and the following mode is thus ended.
  • the malfunction is detected by the driver's perception.
  • the data connection between the sensor on the helmet and the sensor on the headlight can be monitored automatically. If there is an error here, i.e. H. If there is no data connection, the headlight automatically moves to the nominal position so that the headlight can function normally as quickly as possible.
  • the headlight system described above creates cornering lights that depend on the viewing direction. It is independent of driving situation parameters such as steering angle or vehicle inclination. The light is always where the driver is looking, even when the vehicle is stationary.
  • the bicycle lamp illuminates the area into which the rider is looking.
  • the light cone is not controlled depending on the position of the handlebars, but rather depending on the direction of view, which increases safety. A headlamp for turning or reading the directions/signs is no longer necessary.
  • Transmitters from multiple helmets can be “paired” with the same receiver and vice versa. Small movements can be specifically filtered out using a low-pass filter.
  • the headlight direction e.g. to the left
  • the weight of the headlight remains on the bike (unlike the helmet light).
  • the headlight Aligning the headlight in a nominal position prevents oncoming traffic from being blinded. In this case, the headlight can still fulfill the function of a permanently mounted headlight in its central position.
  • FIG. 1 shows an alignment unit, an error handling device, an actuating element, a notification element and an adjustable headlight of a system in a preferred embodiment in a perspective view
  • FIG. 2 shows the alignment unit, the error handling device, the actuating element, the notification element and the adjustable headlight according to FIG. 1 in a first configuration in a top view
  • FIG. 3 shows the alignment unit and the adjustable headlight according to FIG. 1 in a second configuration in a top view
  • FIG. 4 shows the alignment unit and the adjustable headlight according to FIG. 1 in an explosive representation
  • Figure 5 shows a lamp holder in a perspective view
  • Figure 7 shows the target direction detection device according to Figure 6 mounted on a helmet
  • Figure 8 shows an object control and/or regulation system with a gaze detection device according to Figure 1 and a position detection device according to Figure 6.
  • the same parts are given the same reference numbers in all figures.
  • FIGS 1-4 show a detail of a bicycle frame 1, to which a lamp holder 2 with a housing 3 is attached.
  • the figures show a reference detection device 34, which in the present case is designed as a position detection device 35.
  • This includes a lamp housing 4, which accommodates a ring 5 and a lens 6.
  • the housing 3 has a glass 31 on one front, which serves as a transparent protective cover.
  • the ring 5, the lens 6 and an LED board 14 form a headlight 44 and are arranged in a carrier 20, which is closed with a cover 19. Two screws 9 are used to fasten the cover 19 to the carrier 20.
  • An L-shaped circuit board 12 and another circuit board 10 are arranged on the sides of the carrier 20.
  • a circuit board 13 is arranged perpendicular to this. On the other board 1 1 there is a Bluetooth module and a microcontroller.
  • the circuit board 12 belongs to the lamp and is used to control an optional high beam function.
  • the circuit board 13 contains the components for the power supply and a connector collar 18 for connecting the power supply and as a service interface. Depending on the design, it is also conceivable that components and functions are combined, thereby reducing the number of circuit boards.
  • the carrier 20 is rotatably attached to the cover 19 by means of a ball bearing 15 and a cylinder pin 16.
  • the position detection device 35 includes a servo drive 17, which rotates a gear 21, which is in engagement with a gear segment 22. It further comprises a sensor 39 for detecting a direction and a receiving unit 38 for communicating with a gaze detection device 32 shown in Figures 6 and 7.
  • the sensor 39 In the present case, uses the earth's magnetic field to determine an azimuthal direction. Using screws 7, the servo drive 17 is screwed onto the circuit board 11. The carrier 20 is screwed to the housing 3 using screws 8.
  • the position detection device 35 receives a signal from the eye detection device 32, which represents a viewing direction.
  • the receiving unit 38 transmits this signal to an evaluation unit 41, which compares this signal with a signal from the sensor 38. It forms the difference from the two detected directions and uses it to generate a signal for an alignment unit 42 or adjustment unit 43, which includes the servo drive 17 and the gear 21.
  • an error handling device 45 is formed, which is connected to the alignment unit 41 on the signal input side.
  • the error handling device 45 includes a control element or actuating element 46, which is designed as a button 47 in the preferred exemplary embodiment shown.
  • a notification element 48 is provided, which in the present case is designed as a lighting element which can light up in two colors as required. 2 shows how the headlight 44 shines in a straight direction.
  • Figure 3 shows the headlight 44 in a rotated position, which is achieved starting from the straight position according to Figure 2 by activating the servo drive 17.
  • the lamp holder 2 is shown in Figure 5.
  • the gear segment 22 is attached to the lamp holder 2, so that when the servo drive 17 is actuated and the gear 21 rotates, the engagement of the gear 21 with the gear segment 22 results in a rotation of the ring 5, lens 6 and LED board 14 takes place. In this way, the direction of illumination can be adjusted in a plane in which these components rotate.
  • FIG. 6 shows a target direction detection device 32, which is designed as a gaze detection device 33. It comprises a housing 23 with a cover 24. An on/off switch 26 is arranged under the cover 24. The cover 24 includes an opening through which a part of the on/off switch 26 is guided so that it can be operated from the outside when installed. The cover 24 is attached to the housing with two screws 27. Further screws 28 are used to fasten the eye detection device 32 to a helmet 29, see Figure 7.
  • a sensor 37 for position detection or viewing direction is arranged under the cover 24 and senses the earth's magnetic field.
  • the gaze capture device 32 further comprises a battery 25, which is preferably designed as a rechargeable battery, and a transmitting unit 36 for wirelessly sending a signal representing the position of the gaze capture device 32 or the helmet 29 to the position capture device.
  • the eye detection device 32 includes a first circuit board 10 and a second circuit board 1 1 .
  • the circuit board 10 contains the motion and position sensors for the translational and/or rotational motion detection and the detection of the earth's magnetic field.
  • FIG. 7 shows a person's head 30 schematically, on which a helmet 29 is placed.
  • the target direction detection device 32 or gaze detection device 33 is attached to the back of the helmet 29. If the person turns his head 30 in one direction, the helmet 29 also rotates in this direction, so that this direction is detected by the eye detection device 33.
  • the gaze detection here is the detection of the direction of the head, although additional movements of the eyes to the left or right are not detected in this case.
  • 8 shows an object control and/or regulation system 40 with the eye detection device 32 according to FIG. 1 and the position detection device 35 according to FIG. 6.
  • the driver can discover an error in the tracking of the headlight 44 according to the direction of vision or alignment of the helmet. This can result in an incorrect or undesirable position of the headlight and thus an incorrect or undesired direction of the light cone.
  • the servo drive 17 may be defective or the gear 21 may be jammed.
  • the driver can press the button 47, in this case for longer than 3 seconds, for example.
  • the error handling device 45 sends an error signal to the alignment unit 42, which, upon receipt of the error signal, moves the headlight 44 to a nominal position or neutral position, which corresponds to an alignment of the headlight 44 in a straight-ahead direction, which is the direction of travel of the bicycle with the handlebars aligned straight corresponds.
  • the error handling device 45 activates the notification element 48 to visually indicate to the driver that the fallback level has been activated.
  • the notification element 48 displays a yellow light.
  • the driver is thus shown that in fallback mode the headlight behaves like a normal, fixed forward headlight.
  • the system 40 is configured in such a way that the button 47 or the actuating element 46 fulfills a dual function. If the button 47 is only pressed briefly, the tracking function is switched off, which is indicated by the notification element 48 with the help of a red light.
  • the error handling device 45 monitors the transmission unit 36 for wirelessly sending the signal representing the position of the eye detection device 32 or the helmet 29 to the position detection device. If the wireless transmission fails, ie there is no longer a data connection and/or there is a disturbance, the fallback level is activated and the error signal is sent to the alignment unit.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Lighting Device Outwards From Vehicle And Optical Signal (AREA)

Abstract

Objektsteuer- und/oder -regelsystem (40), umfassend ein Objekt (44), eine Zielrichtungserfassungseinrichtung (32) zur Erfassung wenigstens einer Zielbewegungsgröße, eine Auswertungseinheit (41), eine Ausrichtungseinheit (42) für das Objekt (44), eine Referenzerfassungseinrichtung (34) zur Erfassung wenigstens einer Referenzbewegungsgröße, wobei die Auswertungseinheit (41) derart konfiguriert ist, dass sie aufgrund der wenigstens einen erfassten Zielbewegungsgröße und der wenigstens einen erfassten Referenzbewegungsgröße wenigstens ein Signal zum Steuern und/oder Regeln des Objektes (44) erzeugt und an die Ausrichtungseinheit (42) übermittelt, wobei die Ausrichtungseinheit (42) konfiguriert ist, das Objekt (44) aufgrund dieses wenigstens eines Signals auszurichten,wobei eine mit der Ausrichtungseinheit (42) verbundene Fehlerbehandlungsvorrichtung (45) vorgesehen ist.

Description

Bezeichnung: Objektsteuer- und/oder -regelsystem
Die Erfindung betrifft ein Objektsteuer- und/oder -regelsystem , umfassend ein Objekt, eine Zielrichtungserfassungseinrichtung zur Erfassung wenigstens einer Zielbewegungsgröße, eine Auswertungseinheit und eine Ausrichtungseinheit für das Objekt. Sie betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Ausleuchtung des Fahrweges, sowie ein Zweirad oder Dreirad und ein Verfahren zur Objektsteuerung und/oder Objektregelung.
Fahrsituationsabhängiges Kurvenlicht ist in Kraftfahrzeugen zum Standard geworden und sorgt für einen Zugewinn an Sicherheit. Das Kurvenlicht kann in Abhängigkeit von einem gefahrenen Kurvenradius, einer Gierrate oder einer Querbeschleunigung des Fahrzeugs gesteuert werden oder mit einem Navigationssystem gekoppelt sein, welches Vorhersagen über die Art des befahrenen Fahrwegs erlaubt.
Bei Fahrrädern sind überwiegend fest montierte Scheinwerfer montiert. Die Nachteile rahmenfester Frontscheinwerfer sind insbesondere, dass das angestellte Licht des Scheinwerfers beim Einleiten einer Kurvenfahrt noch weiter geradeaus ausgestrahlt wird, sodass die Zielrichtung nicht ausgeleuchtet wird.
Nachteilig bei gabelfesten bzw. lenkerfesten Frontscheinwerfern bei Fahrzeugen, wie Fahrrädern oder E-Bikes, ist, dass der Scheinwerfer tangential zum Kurvenbogen leuchtet. Die Zielrichtung wird nicht ausgeleuchtet. Bei kleinen Lenkbewegungen ist die Bewegung des Scheinwerferlichts sehr unruhig und störend und führt zu einem starken Blenden anderer Verkehrsteilnehmer.
Ein auf dem Helm des Fahrers montierter Scheinwerfer kann zwar die Zielrichtung gut ausleuchten, allerdings stört bei kleinen Kopfbewegungen, die sich ständig schnell ändernde Scheinwerferrichtung und es kommt zu einem starken Blenden anderer Verkehrsteilnehmer. Zusätzlich ist es nachteilig, dass das Gewicht des Scheinwerfers und des den Scheinwerfer mit elektrischer Energie versorgenden Akkus am Kopf des Fahrers mitgetragen werden muss.
Aus der DE 10 2005 036 002 A1 ist ein Scheinwerfersystem für ein durch eine Bedienperson geführtes Fahrzeug mit zum indest einem steuerbaren und einstellbaren Scheinwerfer zum Ausstrahlen eines blickrichtungsabhängigen Lichtstrahls bekannt, mit zum indest einer, mit dem einstellbaren Scheinwerfer verbundenen Verstelleinrichtung, mittels der der einstellbare Scheinwerfer verstellbar ist und mit einer Erfassungseinrichtung, die die Blickrichtung der Bedienperson erfasst.
Es existieren neben der Steuerung eines Scheinwerfers auch in anderen Bereichen Anwendungsfälle, in denen eine robuste, zuverlässige und präzise Steuerung eines Objektes benötigt wird.
Bei der Steuerung Scheinwerfers können diverse Fehlerfälle auftreten, die zu unerwünschten Ergebnissen führen. So kann beispielsweise der Scheinwerfer in einer Stellung stehenbleiben, in der er den Gegenverkehr blendet.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein robustes, zuverlässiges und präzises System zur Steuerung und/oder Regelung, insbesondere Ausrichtung, eines Objektes anzugeben, welches eine Rückfallebene aufweist. Weiterhin soll eine Vorrichtung zur Ausleuchtung des Fahrweges, ein Zweirad oder Dreirad und ein entsprechendes Verfahren bereitgestellt werden.
In Bezug auf das Objektsteuer- und/oder -regelsystem wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale von Anspruch 1 . Hiernach ist eine Referenzerfassungseinrichtung zur Erfassung wenigstens einer Referenzbewegungsgröße vorgesehen, wobei die Auswertungseinheit derart konfiguriert ist, dass sie aufgrund der wenigstens einen erfassten Zielbewegungsgröße und der wenigstens einen erfassten Referenzbewegungsgröße wenigstens ein Signal zum Steuern und/oder Regeln des Objektes erzeugt und an die Ausrichtungseinheit übermittelt, wobei die Ausrichtungseinheit konfiguriert ist, das Objekt aufgrund dieses wenigstens eines Signals auszurichten, wobei eine mit der Ausrichtungseinheit verbundene Fehlerbehandlungsvorrichtung vorgesehen ist. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass während des Betriebs eines oben beschriebenen Systems verschiedenartige Fehler auftreten können. Diese umfassen eine fehlerhafte oder ungewünschte Stellung des Scheinwerfers und somit eine fehlerhafte oder ungewünschte Richtung des Lichtkegels. Auch Fehler in der Signalübertragung zwischen Sender und Empfänger oder eine zu niedrige Spannung des Helmsensors oder die Schwergängigkeit des Verstellmechanismus sind möglich. Weiterhin können Fehler in der Mechanik des Verstellmechanismus (Motor defekt, Zahnrad klemmt, etc. ) auftreten. Diese Fehler sind insbesondere sicherheitsrelevant. Eine falsche Einstellung des Scheinwerfers kann dazu führen, dass der Fahrer nicht mehr gut genug den Weg vor ihm erkennen kann. Auch ein Blenden des Gegenverkehrs kann dam it einhergehen.
Wie nunmehr erkannt wurde, lässt sich die Sicherheit des Systems bzw. des Anwenders erhöhen, indem im Fehlerfall eine Rückfallebene vorgesehen wird, in welcher das Objekt bzw. der Scheinwerfer in eine Nom inalstellung bzw. Neutralstellung gebracht wird. Dadurch kann das System noch zuverlässig ohne Nachführung arbeiten und Standardfunktionen erfüllen. Bei einem nachführbaren Fahrradscheinwerfer bedeutet dies insbesondere, dass der Scheinwerfer den Weg gerade aus ausleuchten kann und in einer Mittelstellung ausgerichtet ist. Die Mittelstellung liegt dabei in der Mitte zwischen der äußerst linken und der äußerst rechten Stellung. Zwar kann die Drehung m it der Blickrichtung des Fahrers nicht mehr erfolgen, aber der Scheinwerfer leuchtet nicht konstant zur Seite bzw. blendet nicht den Gegenverkehr.
Vorteilhafterweise ist die Fehlerbehandlungsvorrichtung derart konfiguriert, beim Vorliegen einer Fehlerbedingung der Ausrichtungseinheit ein Fehlersignal zu senden, wobei die Ausrichtungseinheit konfiguriert ist, bei Empfang dieses Fehlersignals das Objekt in einer Nominalstellung bzw. Neutralstellung auszurichten. Als Fehlersignal wird hier insbesondere jegliche Art von Wirkverbindung zwischen der Fehlerbehandlungsvorrichtung und der Ausrichtungseinheit verstanden, die zielgerichtet geeignet ist, der Ausrichtungseinheit zu signalisieren, den Scheinwerfer bzw. das Objekt in die Nom inalstellung zu stellen.
Als Nominalstellung bzw. Neutralstellung wird hierbei insbesondere eine Stellung bezeichnet, die zwischen extremen Stellungen liegt, insbesondere m ittig, in die das Objekt ausgerichtet werden kann. Bei einem Scheinwerfer eines Fahrrades entspricht diese Stellung der Längsausrichtung des Fahrrades bzw. der Richtung, in der das Fahrrad m it gerade ausgerichtetem Lenker fährt und somit der Mittelstellung. Der Scheinwerfer verhält sich dann wie eine bekannte Fahrradlampe.
Die Ausrichtungseinheit und die Fehlerbehandlungsvorrichtung sind vorzugsweise m it gleichen elektronischen Komponenten bzw. in einem gemeinsamen Gehäuse gebildet.
Die Fehlerbehandlungsvorrichtung umfasst bevorzugt ein Betätigungselement und ist derart konfiguriert, dass sie bei einer vorgegebenen Betätigung das Fehlersignal an die Ausrichtungseinheit sendet. Wenn insbesondere der Fahrer eine Fehlfunktion erkennt, kann er durch Betätigen des Betätigungselementes die Ausrichtung des Objektes in Nominalstellung veranlassen.
Die vorgegebene Betätigung ist bevorzugt eine Betätigung, die länger als ein vorgegebener zeitlicher Schwellenwert dauert. D.h. , nur wenn das Betätigungselement länger betätigt wir als eine vorgegebene Zeitspanne, wird das Fehlersignal erzeugt. Beispielhaft liegt diese vorgegebene Zeitspanne zwischen einer und mehreren Sekunden, bevorzugt zwei oder drei Sekunden.
Das Betätigungselement ist bevorzugt als Taster oder Schalter ausgebildet. Bei der Ausbildung als Taster wird die Umsetzung der Software vereinfacht. Das Betätigungselement ist vorteilhafterweise am Objekt angebracht bzw. montiert oder weist eine Montagehalterung auf. In dem Fall, dass das Objekt eine Beleuchtungseinheit bzw. ein Scheinwerfer eines Fahrrads ist, ist die Montagehalterung bevorzugt ausgebildet als Lenkermontierung, mit deren Hilfe das Betätigungselement am Lenker montiert werden kann.
Das Betätigungselement bzw. der Taster kann in der Nähe des Handgriffs am Lenker angebracht sein oder direkt an der Lampe. Am Lenker ist die Bedienung griffgünstiger, im anderen Fall entfällt die Verlegung eines Kabels. Die Montagehalterung ist somit in einer bevorzugten Ausführung als Montagehalterung für einen Fahrradlenker ausgebildet.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Aktivierungselement vorgesehen bzw. das System umfasst ein Aktivierungselement, welches bei Betätigung die Ausrichtungseinheit aktiviert oder deaktiviert. Das heißt, die Nachführung des Scheinwerfers an die Blickrichtung kann an- oder ausgeschaltet werden. In einer ersten bevorzugten Ausführungsform sind das Betätigungselement und das Aktivierungselement als gleiches Element und/oder integriert ausgeführt. Dadurch wird die Anzahl der Bedienelemente reduziert. Wenn das gemeinsame Element als Taster ausgebildet ist, wird beispielsweise die Nachführfunktion durch ein kurzes Drücken an- bzw. ausgeschaltet, während ein längeres Drücken die Rückfallebene bzw. den Fall- back-Modus aktiviert, sodass der Scheinwerfer in die Nominalstellung gefahren wird.
In einer zweiten bevorzugten Ausführungsform sind separate Bedienelemente ausgebildet, sodass jedem der Bedienelemente nur eine Funktion zugeordnet ist.
Das System umfasst vorteilhafterweise ein optisches und/oder akustisches Benachrichtigungselement. Das Benachrichtigungselement ändert seinen Zustand, wenn die Rückfallebene aktiviert wird, d. h. , wenn das Fehlersignal gesendet wird. Das Benachrichtigungselement ist bevorzugt als wenigstens eine LED ausgebildet bzw. umfasst bevorzugt wenigstens eine LED. Das Benachrichtigungselement kann ausgebildet sein, in mehreren Farben zu leuchten, wobei eine Farbe (z. B. grün) auch den normalen Betriebszustand anzeigen kann. Der Fahrer wird beispielsweise mit einer gelben LED darüber informiert, dass der Scheinwerfer automatisch in die Mittelstellung gefahren wurde. Der Scheinwerfer wird ausgeschaltet, (ggf. rote Fehler LED) und eine Weiterfahrt ist dann nicht mehr möglich bzw. nicht mehr erlaubt.
Vorteilhafterweise weisen die Zielrichtungserfassungseinrichtung und die Referenzerfassungseinrichtung jeweils eine Sende- und/oder Empfangseinheit zur drahtlosen Kommunikation, insbesondere m ittels BLE (Bluetooth Low Energy), auf. In weiteren vorteilhaften Ausbildungen kann statt BLE beispielsweise auch ANT (+), ZigBee/RF4CE, RFM, WiFi verwendet werden oder ein vergleichbarer drahtloser Übertragungsstandard. Diese Kommunikationsformen weisen die notwendige Reichweite auf und verbrauchen gleichzeitig wenig Energie, sodass ein Batterie- bzw. Akkuwechsel nur selten erfolgen muss. Denkbar ist auch ein Übertragungsstandard für höhere Reichweiten auf Kosten des Energiebedarfs.
Die Fehlerbehandlungsvorrichtung ist bevorzugt konfiguriert, die drahtlose Kommunikation zu überwachen und bei einem detektierten Ausfall oder einer Fehlfunktion der drahtlosen Kommunikation das Fehlersignal an die Ausrichtungseinheit zu senden.
Als Zielbewegungsgröße wird bevorzugt eine Objektrichtung und/oder Objektbeschleunigung und/oder Objektgeschwindigkeit erfasst, wobei als Referenzbewegungsgröße vorteilhafterweise eine Referenzrichtung und/oder eine Referenzbeschleunigung und/oder eine Referenzgeschwindigkeit erfasst wird bzw. werden. Werden neben den Richtungen auch die Beschleunigungen, insbesondere auch die Erdbeschleunigung, erfasst, kann beispielsweise beim Einsatz des Systems zur Ausrichtung eines Scheinwerfers auch die Neigung des Objektes und/oder des Referenzrahmens berücksichtigt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden eine Objektrichtung und eine Referenzrichtung erfasst, wobei die Auswertungseinheit aus der Differenz der beiden erfassten Richtungen ein Signal zum Steuern und/oder Regeln des Objektes erzeugt. Auf diese Weise können Fehler, welche durch die Bewegungsbeschleunigung der Zielrichtungserfassungseinrichtung entstehen, ausgeglichen werden.
Zur Erfassung der Objektrichtung weist die Zielrichtungserfassungseinrichtung vorteilhafterweise einen Sensor für das Erdmagnetfeld auf, wobei zur Erfassung der Referenzrichtung die Referenzerfassungseinrichtung vorteilhafterweise einen Sensor für das Erdmagnetfeld umfasst. Prinzipiell geeignet ist jeder Sensor, der translatorische und rotatorische Bewegungssignale erfassen und verarbeiten kann. Die Berücksichtigung des Erdmagnetfeldes dient insbesondere zur Korrektur der möglichen Abweichungen bei der Bewegungsbeschleunigung.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das System als Scheinwerfersystem für ein durch eine Bedienperson geführtes Fahrzeug ausgebildet, mit einem Objekt, das als steuerbarer und einstellbarer Scheinwerfer zum Ausstrahlen eines blickrichtungsabhängigen Lichtstrahls ausgebildet ist, mit einer Ausrichteeinheit, die als eine mit dem einstellbaren Scheinwerfer verbundene Verstelleinrichtung ausgebildet ist, mittels der der einstellbare Scheinwerfer verstellbar ist, mit einer als Blickerfassungseinrichtung ausgebildeten Zielrichtungserfassungseinrichtung, welche die Blickrichtung der Bedienperson erfasst, und m it einer als Lageerfassungseinrichtung ausgebildeten Referenzerfassungseinrichtung, welche die Lage des Fahrzeuges und/oder der Zielrichtungserfassungseinrichtung und/oder des Scheinwerfers erfasst, wobei die Nom inalstellung eine Geradeausstellung oder Mittelstellung des Scheinwerfers ist. Damit wird das Abbiegen und das Durchfahren enger Kurvenradien auf Radwegen wesentlich sicherer. Wegweisern auf Radwegen sind oft in einer Höhe von 2 m oder höher angebracht. Um sie lesen zu können soll der Frontscheinwerfer im Rahmen des Erlaubten auch nach oben leuchten können.
Die Blickerfassungseinrichtung erfasst hierbei bevorzugt eine Richtung, beispielsweise eine Richtung, in der der Kopf einer Person gedreht ist. Die Blickerfassung ist hierbei die Erfassung der Kopfrichtung, wobei zusätzliche Bewegungen der Augen nach links oder rechts nicht erfasst werden. Die Verstelleinrichtung ist vorteilhafterweise konfiguriert, den Scheinwerfer und/oder wenigstens ein Leuchtmittel des Scheinwerfers und/oder wenigstens einen Reflektor des Scheinwerfers zu verstellen. Auf diese Weise kann der Fahrweg bedarfsgemäß ausgeleuchtet werden.
Vorteilhafterweise weist die Blickerfassungseinrichtung eine Halterung für einen Helm, insbesondere Fahrradhelm auf, und/oder die Lageerfassungseinrichtung weist vorzugsweise eine Halterung für einen Fahrradrahmen auf. In weiteren bevorzugten Ausführungsformen weist die Blickerfassungseinrichtung eine Halterung für eine Mütze oder Kappe, eine Brille o- der einen Kopfhörer auf. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Blickerfassungseinrichtung eine Halterung auf, welche als Ohrbügel ausgebildet ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist am Helm ein vorzugsweise leichtes Sensor- und Sendemodul angebracht, welches die absolute Lage und Richtung des Kopfes erm ittelt und sendet. An einem Fahrrad ist, ggf. als Bestandteil der Lampe, ein weiteres Modul angebracht. Es beinhaltet einen Empfänger, der die Helmrichtung und Lage empfängt und einen weiteren Sensor, der Richtung und Lage des Scheinwerfers ermittelt. Aus diesen Lage- und Richtungsdaten wird die Richtung errechnet, in die der Scheinwerfer nachgeregelt werden muss. Die Nachregelung erfolgt beispielsweise durch einen Stellaktuator im oder am Scheinwerfer.
Zu Bewegung des Scheinwerfers in einer Ebene wird bevorzugt eine Schwenkaktuatorik von Leuchtmittel und Reflektor realisiert. Alternativ zur Bewegung des gesamten Scheinwerfers kann auch die Bewegung nur des Reflektors oder die Ansteuerung verschiedener Lichtquellen, wie LEDs, möglich bzw. realisiert sein. Optional kann eine vertikale Bewegung in einer weiteren Bewegungsachse bedarfsgesteuert ausgeführt werden, um weit entfernte Ziele oder Verkehrsschilder besser auszuleuchten, ver- gleichbar mit dem Fernlicht bei Kraftfahrzeugen. Die Kopfrichtung (Blickrichtung) des Fahrers wird bevorzugt von einem Sensor erfasst bzw. erkannt. Eine Elektronik wertet diese Richtung aus und verändert die Leuchtrichtung des Scheinwerfers entsprechend.
Die Erfindung umfasst auch eine Vorrichtung zur Ausleuchtung des Fahrweges gemäß Anspruch 19, umfassend einen Helm und umfassend ein oben beschriebenes Scheinwerfersystem, wobei die Blickerfassungseinrichtung am Helm befestigt ist.
Die Erfindung umfasst weiterhin ein Zweirad oder Dreirad gemäß Anspruch 20, umfassend eine oben beschriebene Vorrichtung, wobei die Lageerfassungseinrichtung am Fahrzeugrahmen montiert ist zur Erfassung der Lage des Fahrzeugs und /oder der Lage des Scheinwerfersystems.
In vorteilhafter Ausbildung des Systems ist das Objekt eine Drohne, insbesondere Flugdrohne. In weiteren bevorzugten Ausbildungen der Erfindung ist das Objekt als Suchscheinwerfer oder als Löschschlauch oder Wasserwerfer ausgebildet.
In Bezug auf das Verfahren wird die oben genannte Aufgabe durch Anspruch 21 gelöst, wobei wenigstens eine Zielbewegungsgröße und wenigstens eine Referenzbewegungsgröße erfasst werden, und wobei das Objekt aufgrund der erfassten Bewegungsgrößen ausgerichtet wird.
In einer bevorzugten Variante ist das Objekt eine Beleuchtungseinrichtung eines durch eine Bedienperson geführten Fahrzeuges, wobei die als Zielbewegungsgröße die Blickrichtung der Bedienperson erfasst wird, und wobei als Referenzbewegungsgröße die Lage des Fahrzeuges erfasst wird, und wobei basierend auf der Differenz der Blickrichtung und Lage des Fahrzeuges zumindest ein Parameter zum indest eines einstellbaren und verstellbaren Scheinwerfers der Beleuchtungseinrichtung eingestellt wird. Vorteilhafterweise wird wenigstens eine Beschleunigung erfasst, wobei diese Beschleunigung zur Einstellung zumindest eines Parameters eines einstellbaren und verstellbaren Scheinwerfers der Beleuchtungseinrichtung verwendet wird.
Die Vorteile der Erfindung liegen insbesondere darin, dass durch das oben beschriebene System eine präzise und robuste Steuerung bzw. Regelung eines Objektes erzielt wird, wobei in einem Fehlerfall in einer Rückfallebene durch das Verfahren des Objektes in eine bzw. Ausrichten des Objektes in einer Nom inalstellung eine Grundfunktion des Systems aufrechterhalten werden kann.
Das System umfasst sicherheitsrelevante Leistungsmerkmale für blickrichtungsabhängige Frontscheinwerfer für Fahrräder, Pedelecs und E-Bikes. Reaktion des Systems bei möglichen auftretenden Fehlfunktionen.
Das System ist so umgesetzt bzw. konzipiert, dass nach Erkennung einer Fehlfunktion des Folgemodus der Scheinwerfer durch Betätigen eines Tasters in eine Nominalstellung gebracht wird und der Folgemodus damit beendet ist. Die Erkennung der Fehlfunktion erfolgt dabei durch Wahrnehmung des Fahrers. Automatisch überwacht werden kann die Datenverbindung zwischen Sensor am Helm und Sensor am Scheinwerfer. Liegt hier ein Fehler vor, d. h. es besteht keine Datenverbindung, verfährt der Scheinwerfer automatisch in die Nominalposition, sodass schnellstmöglich eine Normalfunktion des Scheinwerfers hergestellt werden kann.
Durch das oben beschriebene Scheinwerfersystem wird ein blickrichtungsabhängiges Kurvenlicht realisiert. Es ist unabhängig von Fahrsituationsparametern wie Lenkwinkel oder Fahrzeugneigung. Das Licht ist immer dort, wo der Fahrer hinschaut, auch bei einem stehenden Fahrzeug. Die Fahrradlampe leuchtet den Bereich aus, in den der Fahrer schaut. Der Leuchtkegel wird nicht abhängig von der Lenkerstellung, sondern abhängig von der Blickrichtung gesteuert, wodurch ein Gewinn an Sicherheit erzielt wird. Eine Stirnlampe zum Abbiegen oder zum Lesen der Wegweiser / Beschilderung wird überflüssig. Sender mehrerer Helme können mit demselben Empfänger „gepaart“ werden und umgekehrt. Durch einen Tiefpass-Filter können kleine Bewegungen gezielt ausgefiltert werden. Die Scheinwerferrichtung (z. B. nach links) kann begrenzt werden, um ein Blenden des Gegenverkehrs zu vermeiden. Das Gewicht vom Scheinwerfer bleibt am Fahrrad (anders als beim Helm licht).
Durch die Ausrichtung des Scheinwerfers in eine Nominalstellung wird verhindert, dass Gegenverkehr geblendet wird. Der Scheinwerfer kann in diesem Fall in seiner Mittelstellung noch die Funktion eines fest montierten Scheinwerfers erfüllen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
Dabei zeigen zum Teil schematisch:
Figur 1 eine Ausrichtungseinheit, eine Fehlerbehandlungsvorrichtung, ein Betätigungselement, ein Benachrichtigungselement und einen einstellbaren Scheinwerfer eines Systems in einer bevorzugten Ausführungsform in einer perspektivischen Darstellung,
Figur 2 die Ausrichtungseinheit, die Fehlerbehandlungsvorrichtung, das Betätigungselement, das Benachrichtigungselement und den einstellbaren Scheinwerfer gemäß Figur 1 in einer ersten Konfiguration in einer Draufsicht,
Figur 3 die Ausrichtungseinheit und den einstellbaren Scheinwerfer gemäß Figur 1 in einer zweiten Konfiguration in einer Draufsicht,
Figur 4 die Ausrichtungseinheit und den einstellbaren Scheinwerfer gemäß Figur 1 in einer explosiven Darstellung,
Figur 5 einen Lampenträger in einer perspektivischen Darstellung,
Figur 6 eine Zielrichtungserfassungseinrichtung in einer explosiven Darstellung,
Figur 7 die an einem Helm montierte Zielrichtungserfassungseinrichtung gemäß Figur 6, und
Figur 8 ein Objektsteuer- und/oder -regelsystem mit einer Blickerfassungseinrichtung gemäß Figur 1 und einer Lageerfassungseinrichtung gemäß Figur 6. Gleiche Teile sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
In den Figuren 1 -4 ist ausschnittsweise ein Fahrradrahmen 1 dargestellt, an welchem ein Lampenträger 2 m it einem Gehäuse 3 befestigt ist. Die Figuren zeigen eine Referenzfassungseinrichtung 34, welche vorliegend als Lageerfassungseinrichtung 35 ausgebildet ist. Diese umfasst ein Lampengehäuse 4, welches einen Ring 5 und eine Linse 6 aufnimmt. Das Gehäuse 3 nimmt an einer Vorderseite ein Glas 31 auf, welches als transparente Schutzblende dient.
Der Ring 5, die Linse 6 und eine LED-Platine 14 bilden einen Scheinwerfer 44 und sind in einem Träger 20 angeordnet, welcher m it einem Deckel 19 verschlossen wird. Zur Befestigung des Deckels 19 an dem Träger 20 dienen zwei Schrauben 9. In dem Träger 20 sind jeweils seitlich eine L- förm ige Platine 12 sowie eine weitere Platine 10 angeordnet. Senkrecht dazu ist eine Platine 13 angeordnet. Auf der weiteren Platine 1 1 befinden sich ein Bluetoothmodul und ein Mikrocontroller. Die Platine 12 gehört zur Lampe und dient zur Ansteuerung einer optionalen Fernlichtfunktion. Auf der Platine 13 befinden sich die Komponenten für die Spannungsversorgung und ein Steckerkragen 18 zum Anschluss der Spannungsversorgung und als Serviceschnittstelle. Je nach Ausgestaltung ist es auch denkbar, dass Komponenten und Funktionen zusammengefasst werden und sich dadurch die Anzahl der Platinen reduziert. Mittels eines Kugellagers 15 und eines Zylinderstiftes 16 ist der Träger 20 auf dem Deckel 19 drehbar befestigt.
Die Lageerfassungseinrichtung 35 umfasst einen Servoantrieb 17, welcher ein Zahnrad 21 rotiert, welches m it einem Zahnradsegment 22 in Eingriff steht. Sie umfasst weiterhin einen Sensor 39 zur Erfassung einer Richtung und eine Empfangseinheit 38 zur Kommunikation mit einer in den Figuren 6 und 7 dargestellten Blickerfassungseinrichtung 32. Der Sensor 39 nutzt vorliegend das Erdmagnetfeld zur Bestimmung einer azimutalen Richtung. Mit Hilfe von Schrauben 7 wird der Servoantrieb 17 auf der Platine 1 1 verschraubt. Mit Hilfe von Schrauben 8 wird der Träger 20 am Gehäuse 3 verschraubt.
Mit Hilfe der Empfangseinheit 38 empfängt die Lageerfassungseinrichtung 35 ein Signal der Blickerfassungseinrichtung 32, welches eine Blickrichtung repräsentiert. Dieses Signal übermittelt die Empfangseinheit 38 an eine Auswertungseinheit 41 , welche dieses Signal mit einem Signal des Sensors 38 vergleicht. Aus den beiden erfassten Richtungen bildet sie die Differenz und erzeugt daraus ein Signal für eine Ausrichtungseinheit 42 bzw. Verstelleinheit 43, welche den Servoantrieb 17 und das Zahnrad 21 umfasst.
Integriert m it der Ausrichtungseinheit 41 ist eine Fehlerbehandlungsvorrichtung 45 ausgebildet, welche signaleingangsseitig mit der Ausrichtungseinheit 41 verbunden ist. Die Fehlerbehandlungsvorrichtung 45 umfasst ein Bedienelement bzw. Betätigungselement 46, welches in dem dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel als Taster 47 ausgebildet ist. Weiterhin ist ein Benachrichtigungselement 48 vorgesehen, welches vorliegend als Leuchtelement ausgebildet ist, welches bedarfsgerecht in zwei Farben leuchten kann. In der Figur 2 ist dargestellt, wie der Scheinwerfer 44 in eine Richtung geradeaus leuchtet. Die Figur 3 zeigt den Scheinwerfer 44 in einer dazu gedrehten Stellung, die ausgehend von der Geradeausstellung gemäß Figur 2 durch Aktivierung des Servoantriebs 17 erreicht wird.
In Figur 5 ist der Lampenträger 2 dargestellt. Das Zahnradsegment 22 ist am Lampenträger 2 befestigt, sodass bei einer Betätigung des Servoantriebs 17 und Rotation des Zahnrads 21 durch den Eingriff des Zahnrads 21 m it dem Zahnradsegment 22 eine Rotation von Ring 5, Linse 6 und LED-Platine 14 erfolgt. Auf diese Weise kann die Richtung der Beleuchtung in einer Ebene, in der diese Komponenten rotieren, eingestellt werden.
In Figur 6 ist eine Zielrichtungserfassungseinrichtung 32 dargestellt, welche als Blickerfassungseinrichtung 33 ausgebildet ist. Sie umfasst ein Gehäuse 23 m it einem Deckel 24. Unter dem Deckel 24 ist ein Ein/Aus- Schalter 26 angeordnet. Der Deckel 24 umfasst eine Öffnung, durch die ein Teil des Ein/Aus-Schalters 26 geführt ist, sodass er im montierten Zustand von außen betätigbar ist. Der Deckel 24 wird am Gehäuse mit zwei Schrauben 27 befestigt. Weitere Schrauben 28 dienen der der Befestigung der Blickerfassungseinrichtung 32 an einem Helm 29, siehe Figur 7.
Unter dem Deckel 24 ist ein Sensor 37 zur Lageerfassung bzw. Blickrichtung angeordnet, welcher das Erdmagnetfeld sensiert. Die Blickerfassungseinrichtung 32 umfasst weiterhin eine Batterie 25, die bevorzugt als Akku ausgebildet ist, und eine Sendeeinheit 36 zum drahtlosen Senden eines die Lage der Blickerfassungseinrichtung 32 bzw. des Helms 29 repräsentierenden Signals an die Lageerfassungseinrichtung. Die Blickerfassungseinrichtung 32 umfasst eine erste Platine 10 und eine zweite Platine 1 1 . Die Platine 10 beinhaltet die Bewegungs- und Lagesensoren für die translatorische und/oder rotatorische Bewegungserfassung und die Erfassung des Erdmagnetfeldes.
In der Figur 7 ist ein Kopf 30 einer Person schematisch dargestellt, auf dem ein Helm 29 aufgesetzt ist. An der Hinterseite des Helms 29 ist die Zielrichtungserfassungseinrichtung 32 bzw. Blickerfassungseinrichtung 33 angebracht. Wenn die Person den Kopf 30 in eine Richtung dreht, dreht sich in diese Richtung auch der Helm 29, sodass diese Richtung von der Blickerfassungseinrichtung 33 erfasst wird. Die Blickerfassung ist hierbei die Erfassung der Kopfrichtung, wobei zusätzliche Bewegungen der Augen nach links oder rechts vorliegend nicht erfasst werden. Die Figur 8 zeigt ein Objektsteuer- und/oder -regelsystem 40 mit der Blickerfassungseinrichtung 32 gemäß Figur 1 und der Lageerfassungseinrichtung 35 gemäß Figur 6.
Der Fahrer kann während der Fahrt einen Fehler in der Nachführung des Scheinwerfers 44 nach der Blickrichtung bzw. Ausrichtung des Helms entdecken. So kann eine fehlerhafte oder ungewünschte Stellung des Scheinwerfers und somit fehlerhafte oder ungewünschte Richtung des Lichtkegels vorliegend. Dabei kann beispielsweise ein Problem in der Blickerfassungseinrichtung und/oder der Ausrichtungseinheit 42 vorliegen. Es kann auch ein Fehler in der Signalübertragung zwischen Sender und Empfänger oder zu niedrige Spannung des Helmsensors oder Schwergängigkeit des Verstellmechanismus in der Ausrichtungseinheit 42 vorliegen, insbesondere kann der Servoantrieb 17 defekt sein oder das Zahnrad 21 klemmen.
In diesem Fall kann der Fahrer den Taster 47 betätigen, vorliegend beispielhaft länger als 3 Sekunden. In diesem Fall sendet die Fehlerbehandlungsvorrichtung 45 ein Fehlersignal an die Ausrichtungseinheit 42, die b ei Empfang des Fehlersignals den Schweinwerfer 44 in eine Nominalstellung bzw. Neutralstellung, die einer Ausrichtung des Scheinwerfers 44 in einer Geradeausrichtung entspricht, die der Fahrtrichtung des Fahrrads bei gerade ausgerichtetem Lenker entspricht. Die Fehlerbehandlungsvorrichtung 45 aktiviert dabei das Benachrichtigungselement 48 zur optischen Anzeige für den Fahrer, dass die Rückfallebene aktiviert wurde. Vorliegend zeigt das Benachrichtigungselement 48 ein gelbes Licht an. Dem Fahrer wird som it angezeigt, dass sich der Scheinwerfer im Fallback- Modus wie ein gewöhnlicher, starr nach vorne ausgerichteter Scheinwerfer verhält. Das System 40 ist derart konfiguriert, dass der Taster 47 bzw. das Betätigungselement 46 eine Doppelfunktion erfüllt. Wenn der Taster 47 nur kurz gedrückt wird, wird die Nachführfunktion ausgeschaltet, was vom Benachrichtigungselement 48 mit Hilfe eines roten Lichts angezeigt wird.
Die Fehlerbehandlungsvorrichtung 45 überwacht die Sendeeinheit 36 zum drahtlosen Senden des die Lage der Blickerfassungseinrichtung 32 bzw. des Helms 29 repräsentierenden Signals an die Lageerfassungseinrichtung. Wenn die drahtlose Übertragung ausfällt, d.h. , es besteht keine Datenverbindung mehr, und/oder gestört ist, wird die Rückfallebene aktiviert und das Fehlersignal an die Ausrichtungseinheit gesendet.
Bezugszeichenliste
1 Fahrradrahmen
2 Lampenträger
3 Gehäuse
4 Lampengehäuse
5 Ring
6 Linse
7 Schraube
8 Schraube
9 Schraube
10 Platine
1 1 Platine
12 Platine
13 Platine
14 LED-Platine
15 Kugellager
16 Zylinderstift
17 Servoantrieb
18 Steckerkragen
19 Deckel
20 Träger
21 Zahnrad
22 Zahnradsegment
23 Gehäuse
24 Deckel
25 Batterie
26 Ein/Aus-Schalter
27 Schraube
28 Schraube
29 Helm
30 Kopf Glas
Zielrichtungserfassungseinrichtung
Blickerfassungseinrichtung
Referenzerfassungseinrichtung
Lageerfassungseinrichtung
Sendeeinheit
Sensor
Empfangseinheit
Sensor
Objektsteuer- und -regelsystem
Auswertungseinheit
Ausrichtungseinheit
Verstelleinheit
Scheinwerfer (Objekt)
Fehlerbehandlungsvorrichtung
Betätigungselement
Taster
Benachrichtigungselement

Claims

Patentansprüche
1 . Objektsteuer- und/oder -regelsystem (40), umfassend ein Objekt (44), eine Zielrichtungserfassungseinrichtung (32) zur Erfassung wenigstens einer Zielbewegungsgröße, eine Auswertungseinheit (41 ), eine Ausrichtungseinheit (42) für das Objekt (44), eine Referenzerfassungseinrichtung (34) zur Erfassung wenigstens einer Referenzbewegungsgröße, wobei die Auswertungseinheit (41 ) derart konfiguriert ist, dass sie aufgrund der wenigstens einen erfassten Zielbewegungsgröße und der wenigstens einen erfassten Referenzbewegungsgröße wenigstens ein Signal zum Steuern und/oder Regeln des Objektes (44) erzeugt und an die Ausrichtungseinheit (42) übermittelt, wobei die Ausrichtungseinheit (42) konfiguriert ist, das Objekt (44) aufgrund dieses wenigstens eines Signals auszurichten, wobei eine mit der Ausrichtungseinheit (42) verbundene Fehlerbehandlungsvorrichtung (45) vorgesehen ist.
2. System (40) nach Anspruch 1 , wobei die Fehlerbehandlungsvorrichtung (45) konfiguriert ist, beim Vorliegen einer Fehlerbedingung der Ausrichtungseinheit (42) ein Fehlersignal zu senden, wobei die Ausrichtungseinheit (42) konfiguriert ist, bei Empfang dieses Fehlersignals das Objekt (44) in einer Nominalstellung auszurichten. System (40) nach Anspruch 2, wobei die Fehlerbehandlungsvorrichtung (45) ein Betätigungselement (46) umfasst und derart konfiguriert ist, dass bei einer vorgegebenen Betätigung das Fehlersignal an die Ausrichtungseinheit (42) gesendet wird. System (40) nach Anspruch 3, wobei die vorgegebene Betätigung eine Betätigung ist, die länger als ein vorgegebener zeitlicher Schwellenwert dauert. System (40) nach Anspruch 3 oder 4, wobei das Betätigungselement (46) als Taster (47) oder Schalter ausgebildet ist. System (40) nach Anspruch 5, wobei das Betätigungselement (46) am Objekt (44) montiert ist oder eine Montagehalterung aufweist. System (40) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei ein Aktivierungselement vorgesehen ist, welches bei Betätigung die Ausrichtungseinheit (42) aktiviert oder deaktiviert. System (40) nach Anspruch 7, wobei das Betätigungselement (46) und das Aktivierungselement als gleiches Element und/oder integriert ausgeführt sind. System (40) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit einem optischen und/oder akustischem Benachrichtigungselement (48). System (40) nach Anspruch 9, wobei das Benachrichtigungselement (48) als wenigstens eine LED ausgebildet ist. System (40) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Zielrichtungserfassungseinrichtung (32) und die Referenzerfassungseinrichtung (34) jeweils eine Sende- und/oder Empfangseinheit (36, 38) zur drahtlosen Kommunikation, insbesondere mittels BLE, miteinander umfasst. System (40) nach Anspruch 1 1 , wobei die Fehlerbehandlungsvorrichtung (45) konfiguriert ist, die drahtlose Kommunikation zu überwachen und bei einem detektierten Ausfall oder einer Fehlfunktion der drahtlosen Kommunikation das Fehlersignal an die Ausrichtungseinheit (41 ) zu senden. System (40) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei als Zielbewegungsgröße eine Zielrichtung und/oder Zielbeschleunigung und/oder Zielgeschwindigkeit erfasst wird, und wobei als Referenzbewegungsgröße eine Referenzrichtung und/oder eine Referenzbeschleunigung und/oder eine Referenzgeschwindigkeit erfasst wird. System (40) nach Anspruch 13, wobei eine Zielrichtung und eine Referenzrichtung erfasst wird, und wobei die Auswertungseinheit (41 ) aus der Differenz der beiden erfassten Richtungen ein Signal zum Steuern und/oder Regeln des Objektes (44) erzeugt. System (40) nach Anspruch 14, wobei zur Erfassung der Zielrichtung die Zielrichtungserfassungseinrichtung (32) einen Sensor (37) für das Erdmagnetfeld umfasst, und wobei zur Erfassung der Referenzrichtung die Referenzerfassungseinrichtung (34) einen Sensor (39) für das Erdmagnetfeld umfasst. System (40) nach Anspruch 14 oder 15, welches als Scheinwerfersystem für ein durch eine Bedienperson geführtes Fahrzeug ausgebildet ist, mit einem Objekt, das als steuerbarer und einstellbarer Scheinwerfer (44) zum Ausstrahlen eines blickrichtungsabhängigen Lichtstrahls ausgebildet ist, mit einer Ausrichtungseinheit (42), welche als mit dem einstellbaren Scheinwerfer (44) verbundene Verstelleinrichtung (43), mittels der der einstellbare Scheinwerfer (44) verstellbar ist, ausgebildet ist, mit einer Zielrichtungserfassungseinrichtung (32), die als Blickerfassungseinrichtung (33) ausgebildet ist, welche die Blickrichtung der Bedienperson erfasst, und mit einer Referenzerfassungseinrichtung (34), die als Lageerfassungseinrichtung (35) ausgebildet ist, welche die Lage des Fahrzeuges und/oder des Scheinwerfers (44) erfasst, wobei die Nominalstellung eine Geradeausstellung des Scheinwerfers ist. System (40) nach Anspruch 16, wobei die Verstelleinrichtung (43) konfiguriert ist, den Scheinwerfer (44) und/oder wenigstens ein Leuchtmittel des Scheinwerfers (44) und/oder wenigstens einen Reflektor des Scheinwerfers (44) zu verstellen. System (40) nach Anspruch 16 oder 17, wobei die Blickerfassungseinrichtung (33) eine Halterung für einen Helm (29) aufweist, und/oder wobei die Lageerfassungseinrichtung (35) eine Halterung für einen Fahrradrahmen (1 ) aufweist. Vorrichtung zur Ausleuchtung des Fahrweges, umfassend einen Helm (29) und umfassend ein Scheinwerfersystem nach einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei die Blickerfassungseinrichtung (22) am Helm (29) befestigt ist. Zweirad oder Dreirad, umfassend eine Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei die Lageerfassungseinrichtung (35) am Fahrzeugrahmen (1 ) montiert ist. Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung eines Objektes, wobei wenigstens eine Zielbewegungsgröße und wenigstens eine Referenzbewegungsgröße erfasst werden, und wobei das Objekt aufgrund der erfassten Bewegungsgrößen ausgerichtet wird, und wobei in einem Fehlerfall das Objekt in eine Nominalstellung ausgerichtet wird. Verfahren nach Anspruch 21 , wobei das Objekt eine Beleuchtungseinrichtung eines durch eine Bedienperson geführten Fahrzeuges ist, und wobei als Zielbewegungsgröße die Blickrichtung der Bedienperson erfasst wird, und wobei als Referenzbewegungsgröße die Lage des Fahrzeuges erfasst wird, und wobei basierend auf der Differenz der Blickrichtung und Lage des Fahrzeuges zumindest ein Parameter zumindest eines einstellbaren und verstellbaren Scheinwerfers (44) der Beleuchtungseinrichtung eingestellt wird, und wobei im Fehlerfall der Schweinwerfe (44) in die Nominalstellung ausgerichtet wird, die der geraden Fahrtrichtung des Fahrzeuges entspricht.
EP23720588.5A 2022-04-21 2023-04-19 Objektsteuer- und/oder -regelsystem Pending EP4511258A1 (de)

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PCT/EP2023/060075 WO2023203049A1 (de) 2022-04-21 2023-04-19 Objektsteuer- und/oder -regelsystem

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