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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung von in eine Fahrbahnbegrenzung hineinragenden Objekten.
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Unter einer Fahrbahnbegrenzung im Sinne der Erfindung wird eine zwischen zwei Punkten oder zwei insbesondere senkrechten Achsen gedachte, geradlinige Verbindung bzw. eine Ebene verstanden, also beispielsweise eine seitliche Begrenzung einer Fahrspur oder aber eine aus mehreren derartigen Begrenzungen zusammengesetzte, eine Parkfläche für ein Fahrzeug ausbildende Begrenzung. Ein typischer Einsatzbereich einer derartigen Vorrichtung stellt beispielsweise das Einparken in eine Garage dar, bei der das Fahrzeug innerhalb einer definierten Parkfläche in der Garage eingeparkt werden soll, um beispielsweise ein einfaches Aussteigen aus dem Fahrzeug zu erlauben. Problematisch dabei ist, dass zum Beispiel in der Garage befindliche Gegenstände, die in die die Parkfläche definierende (Fahrbahn-) Begrenzung hineinragen, von dem Fahrer ggf. entweder nicht erkannt werden können, oder aber für den Fahrer nicht klar ist, ob der Gegenstand in die Fahrbahnbegrenzung hineinragt oder nicht. Als typisches Beispiel dafür ist die Aufbewahrung von Fahrrädern oder ähnlichen Gegenständen in der Garage angesprochen, bei denen beispielsweise ein Pedal in die Begrenzung der Parkfläche hineinragt.
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Eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der
US 8 466 808 B2 bekannt. Bei der bekannten Vorrichtung werden beispielsweise die Längsseiten einer Parkfläche durch am Anfang bzw. am Ende der Längsseiten angeordnete Elemente begrenzt. In den einen Elementen sind Sendeeinheiten angeordnet, die beispielsweise Lichtstrahlen (oder sonstige, geeignete elektromagnetische Wellen) in Richtung der der jeweiligen Sendeeinheit zugeordneten Empfangseinheit des Elements am anderen Ende der Längsbegrenzung senden. Diese erkennt, sollte ein Objekt in die Längsbegrenzung hineinragen, anhand des Signalverlaufs eine derartige Störung. Soll mit der bekannten Vorrichtung ein größerer Höhenbereich überwacht werden, so ist es bei der bekannten Vorrichtung vorgesehen, eine Vielzahl von derartigen Sende- sowie Empfangseinheiten an den jeweiligen Elementen vorzusehen.
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Aus der
US 2005/0073411 A1 ist darüber hinaus eine Überwachungseinrichtung in Form eines elektronischen Zauns bekannt, welcher auf Radarbasis arbeitet. Dabei werden mittels einer Sendeeinrichtung Radarstrahlen ausgestrahlt, die sowohl über am Boden angeordnete Reflektoren, als auch an den Längsseiten des Zauns angeordnete weitere Reflektoren hin und her reflektiert werden, um eine Überwachung über einen bestimmten Höhenbereich, beispielsweise über einen Höhenbereich von bis zu 3m, zu ermöglichen. Die aus der genannten Schrift bekannte Vorrichtung benötigt hierzu die am Boden angeordneten Reflektoren.
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Weiterhin ist es aus der
DE 10 2009 027 231 A1 der Anmelderin bekannt, Sende- bzw. Empfangseinheiten zur Ortung von Objekten bei einem Fahrerassistenzsystem innerhalb eines Fahrzeugs anzuordnen.
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Weiterhin sind aus dem Stand der Technik zwar Parkassistenzsysteme bekannt, die insbesondere ultraschallbasiert oder kamerabasiert arbeiten, und mit denen auf eine mögliche Kollisionsgefahr von Gegenständen mit dem Fahrzeug hingewiesen werden kann. Derartige Assistenzsysteme können jedoch Objekte nicht immer einwandfrei erkennen, wie bei den angesprochenen Pedalen des Fahrrads, da diese beispielsweise eine relativ geringe reflektierende Fläche aufweisen und so bei ultraschallbasierten Systemen nicht sicher erfasst werden können. Darüber hinaus ist der mittels eines Parkassistenzsystems zu überwachende Höhenbereich oftmals beschränkt, so dass beispielsweise in Höhe des Dachs des Fahrzeugs befindliche Objekte oftmals nicht zuverlässig erkannt bzw. erfasst werden können.
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Aus der
DE 12 49 500 B ist weiterhin eine Leitvorrichtung für das Ein- und Ausfahren von Kraftfahrzeugen in bzw. aus Garagen bekannt, bei dem am Boden der Fahrbahn stangenförmige Elemente angebracht sind, die bei einer Berührung mit den Rädern des Fahrzeugs ausgelenkt werden, wobei die Auslenkung einen Fahrer auf optische Art und Weise mit entsprechenden Hinweisen zum Lenken des Fahrzeugs gemeldet werden, damit dieser die vorgesehene Parkfläche bzw. Fahrspur nicht verlässt. Das Erkennen von beispielsweise in eine Parkfläche hineinragenden Objekten ist mittels der bekannten Vorrichtung jedoch nicht möglich.
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Aus der
DE 10 2012 016 867 A1 ist darüber hinaus ein Parkassistenzsystem bekannt, bei dem in einer Garage eine Weitwinkelkamera angeordnet ist, die das Fahrzeug bei seiner Einfahrt in die Garage erfasst. Falls eine mit der Weitwinkelkamera verbundene Steuerungseinrichtung erkennt, dass beim Einparken des Fahrzeugs eine gefährliche Situation entsteht, wird dies dem Fahrzeug über drahtlose Kommunikationsmittel mitgeteilt, so dass das Fahrzeug beispielsweise einen eingeleiteten, vollautomatischen Parkvorgang abbricht.
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Offenbarung der Erfindung
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Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Erfassung von in eine Fahrbahnbegrenzung hineinragenden Objekten mit relativ geringem vorrichtungstechnischem Aufwand derart auszubilden, dass ein sicheres Erkennen derartiger Objekte ermöglicht wird, wobei dies einem Fahrer entweder auf geeignete Art und Weise dargestellt bzw. gemeldet werden, oder aber zur Vermeidung von kritischen Fahrsituationen zu einem Fahrzeugeingriff, beispielsweise zu einem Abstoppen des Fahrzeugs führen soll.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Vorrichtung zur Erfassung von in eine Fahrbahnbegrenzung hineinragenden Objekten mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass zumindest die Empfangseinheit, vorzugsweise die Sendeeinheit und die Empfangseinheit, in bzw. an dem Fahrzeug angeordnet sind. Dadurch sind außerhalb des Fahrzeugs lediglich die Elemente zur Begrenzung der Fahrbahn erforderlich, während die Einrichtungen zur Erzeugung bzw. zum Empfangen der Signale fahrzeuggebunden bzw. fahrzeugspezifisch ausgebildet und angeordnet sind. Um eine Überwachung der Fahrbahnbegrenzung in Art eines „Signalvorhangs“ über einen größeren Höhenbereich zu ermöglichen, ist es darüber hinaus erfindungsgemäß vorgesehen, dass die wenigstens zwei, die Fahrbahnbegrenzung definierenden Elemente dazu ausgebildet sind, ein Signal mehrfach hin und her in verschiedenen Höhen oder Winkeln zu reflektieren, derart, dass die Fahrbahnbegrenzung über einen zumindest für das Fahrzeug relevanten Höhenbereich überwachbar ist. Je öfter eine derartige Reflektion des Signals zwischen zwei Elementen erfolgt, desto engmaschiger bzw. genauer kann eine zwischen den beiden Elementen aufgespannte Ebene, die die Fahrbahn begrenzt, auf hineinragende Objekte überwacht werden.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
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In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass Als mögliche Signale kommen insbesondere schallbasierte, ultraschallbasierte, radarbasierte oder optisch basierte Signale in Frage. Unter Signale auf optischer Basis werden dabei Lichtsignale bzw. Bildsignale verstanden. Unter ultraschallbasierten bzw. radarbasierten Signalen werden demgegenüber Signale in einem Wellenbereich verstanden, wie sie typischerweise bei Parkassistenzsystemen für den Fall der ultraschallbasierten Signale bzw. Abstandsmessungen für den Fall der radarbasierten Signale verwendet werden. Aufgrund ihrer geringeren Raumdämpfung eigenen sich unterhalb des Ultraschallbandes befindlichen schallbasierten Signale insbesondere zur Erschließung größerer Reichweiten
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Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass zumindest die Sendeeinheit außerhalb eines Fahrzeugs angeordnet ist. So ist es beispielsweise denkbar, dass von einer stationär angeordneten Sendeeinheit (die beispielsweise auch integral in einem Element, das die Fahrbahnbegrenzung definiert, angeordnet sein kann) ein Signal erzeugt wird, das nach entsprechender Reflektion von einer in einem Fahrzeug angeordneten Empfangseinheit empfangen wird. Es ist jedoch auch möglich, dass das reflektierte Signal von einer Empfangseinheit empfangen wird, die außerhalb des Fahrzeugs, d.h. nicht fahrzeuggebunden, angeordnet ist. Bei dem letztgenannten Fall ist es z.B. für den Fall des Einparkens in einer Garage denkbar, dass von der Empfangseinheit eine entsprechende optische Anzeige in der Garage generiert wird, die den Fahrer auf in die Parkfläche hineinragenden Objekten warnt. Es ist jedoch auch möglich, dass die Empfangseinheit einen derartigen Warnhinweis drahtlos an eine entsprechende Einrichtung des Fahrzeugs kommuniziert, um den Fahrer entsprechend zu informieren bzw. einen Fahrzeugeingriff vorzunehmen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich bevorzugt zur Überwachung eines Parkraums für ein Fahrzeug.
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Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass die wenigstens zwei Elemente in Abhängigkeit eines Eintrittwinkels des von der Sendeeinheit kommenden Signals das Signal in unterschiedlichen Höhen oder Winkeln weiterleitet bzw. reflektiert. Eine Anwendung dieser Ausführungsform ist es, wenn die Sendeeinheit an einem Fahrzeug angeordnet ist, das sich einem (ersten) Element nähert. Bei der Annäherung des Fahrzeugs an das (erste) Element ergeben sich in Bezug auf das an dem ersten Element ankommende Signal unterschiedliche Eintrittswinkel, die zu unterschiedlichen Reflektionswinkeln in Richtung des zweiten Elements führen. Bei der Annäherung des Fahrzeugs an das erste Element wird somit ein relevanter Höhenbereich zwischen den beiden Elementen überwacht.
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Besonders bevorzugt, insbesondere zur Überwachung von Parkflächen ist es, wenn das Element dazu ausgebildet ist, das Signal um einen Winkel von 90° und/oder 180° umzulenken bzw. zu reflektieren. Für diesen Fall kann eine Parkfläche beispielsweise durch vier Elemente begrenzt werden, die sich in den jeweiligen Eckbereichen der Parkfläche befinden.
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Ganz besonders bevorzugt ist es darüber hinaus, wenn die Sendeeinheit und die Empfangseinheit Bestandteil eines Fahrzeugassistenzsystems, insbesondere eines Park- oder Fahrmanöverassistenzsystems sind. In diesem Fall bietet sich der besondere der Vorteil, dass bereits vorhandene Elemente des Fahrzeugassistenzsystems als Bestandteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung dienen können, so dass lediglich insbesondere die Elemente zur Begrenzung bzw. Definition der Fahrbahnbegrenzung erforderlich sind.
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Durch Anordnung der Elemente entlang einer vorgesehenen Fahrbahn kann das Vorhandensein von Objekten längs der Fahrbahn detektiert werden. Entsprechend können die Elemente die Messsignale die Fahrbahn queren lassen, um Objekte innerhalb der Fahrbahn zu detektieren, insbesondere am z.B. durch bauliche Randbedingungen vorgegebenen Ende einer Fahrbahn.
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Die bevorzugte Form der Weiterleitung ist die Reflexion, bei der entsprechend der jeweiligen physikalischen Gesetzmäßigkeiten an den Elementen zumindest ein Teil der eingehenden Signale in die gewünschte Richtung umgelenkt wird. In einer alternativen Ausprägung wird zumindest an einem Element das eingehende Signal verstärkt, bevor es zumindest anteilig in die gewünschte Richtung weitergeleitet wird. In einer anderen alternativen Ausprägung wird zumindest an einem Element infolge eines eingehenden ein in seiner Gestalt geändertes Signal zumindest anteilig in die gewünschte Richtung weitergeleitet. Bevorzugt können in einem System an unterschiedlichen Positionen Signale ausgesandt werden. In einer weiteren bevorzugten Ausprägung werden die eingehenden Signale an unterschiedlichen Orten im gleichen Zeitraum aufgenommen. Bei gleichzeitigen Aussendungen innerhalb eines Zeitraums werden bevorzugt unterschiedliche Sendesignale verwandt. Dabei unterscheiden sich die in einem Übertragungszeitraum verwendeten Signale insbesondere durch Codierung. Beispielsweise ist der Sendezeitpunkt und/oder die Sendedauer von Sendepulsen ein häufig gebrauchtes Unterscheidungsmerkmal bei Nutzung ein und desselben schmalen Signalfrequenzbereichs. Alternativ kann eine Codierung mittels unterschiedlicher Gestalt der Sendesignale, wie beispielsweise Frequenzverlauf, Bildinhalte usw. erfolgen.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.
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Diese zeigt in:
- 1 ein sich einer Garageneinfahrt näherndes Fahrzeug unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erfassung von in eine Fahrbahnbegrenzung hineinragenden Objekten in vereinfachter Darstellung,
- 2 ein entlang einer Fahrbahn sich bewegendes Fahrzeug in vereinfachter Darstellung und
- 3 und 4 den Signallaufweg eines von einer Sendeeinheit ausgestrahlten Signals zwischen jeweils zwei säulenartigen Elementen zur Begrenzung einer Fahrbahn, wie sie bei den Anwendungen gemäß der 1 und 2 verwendet werden, in vereinfachter Seitenansicht
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Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Fig. mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
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In der 1 ist ein Fahrzeug 1 dargestellt, das sich in Fahrtrichtung 2 einer Garageneinfahrt nähert. Im Innenraum der Garage 5 sind beispielhaft an den beiden Längsseiten ein Fahrrad 6 bzw. ein Rasenmäher 7 angeordnet. Die für das Fahrzeug 1 in der Garage 5 vorgesehene Parkfläche 8 wird durch vier, insbesondere säulenartige Elemente 11 bis 14 begrenzt, die Bestandteil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zur Erfassung von in eine Fahrbahnbegrenzung 20 hineinragenden Objekten sind.
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Im Ausführungsbeispiel ist die Fahrbahnbegrenzung 20 durch die zwischen den senkrecht angeordneten Elementen 11 bis 14 aufgespannten Ebenen 21 bis 23 sowie 24 ausgebildet, wobei die Ebenen 21 bis 23 sowie 24 jeweils über den für das Fahrzeug 1 relevanten Höhenbereich, also insbesondere über den Bereich der Fahrzeughöhe des Fahrzeugs 1, reichen sollen. Weiterhin umfasst die Vorrichtung 10 bei dem in der 1 dargestellten Ausführungsbeispiel eine Sendeeinheit 26 und eine Empfangseinheit 27 zum Abstrahlen bzw. Empfangen eines Signals S, S*, S**. Bei dem Signal S, S*, S** kann es sich insbesondere um ein schallbasiertes, ein ultraschallbasiertes, ein radarbasiertes oder um ein optisches Signal handeln. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Sendeeinheit 26 und die Empfangseinheit 27 als kombinierte Sende- und Empfangseinheit ausgebildet ist, beispielsweise in Form eines im Bereich des Stoßfängers des Fahrzeugs 1 angeordneten, als Bestandteil eines Parksystems dienenden Ultraschallwandlers. Die Sendeeinheit 26 und/oder die Empfangseinheit 27 sind darüber hinaus mit einer im Fahrzeug 1 angeordneten Auswerteeinrichtung 28 verbunden, welche wiederum mit einer Ausgabeeinrichtung 29 verbunden ist, die dazu ausgebildet ist, ein optisches, akustisches oder haptisches Signal bei einer kritischen Situation bzw. beim Erkennen eines in die Fahrbahnbegrenzung 20 hineinragenden Objekts zu erzeugen bzw. an dem Fahrzeug 1 einen Fahrzeugeingriff vorzunehmen. Bei einem Fahrzeugeingriff wird dabei insbesondere entweder ein Bremseingriff oder aber die Beeinflussung einer geplanten Fahrstrecke bei einem vollautomatischen Einparkvorgang verstanden.
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Wie anhand der 1 ferner erkennbar ist, wird ein von der Sendeeinheit 26 in Richtung des ersten Elements 11 ausgestrahltes Signal S von dem ersten Element 11 in Richtung zum zweiten Element 12 weitergeleitet. Neben dem anteilig von 12 direkt in Richtung Empfangseinheit 27 weitergeleiteten Signalen S*** wird vom zweiten Element 12 zumindest ein Teil des Signals S an das dritte Element 13 und vom dritten Element 13 zumindest ein Teil des Signals S an das vierte Element 14 weitergeleitet. Von dem vierten Element 14 wir das Signal S wieder über die Elemente 13, 12 und 11 in Richtung der Empfangseinheit 27 als Rücksendesignal bzw. weitergeleitetes Signal S* zurückgesandt. Es ist jedoch auch denkbar, dass ein Teil des über die Elemente 11 bis 14 am Element 14 angekommenen Signals S als Rücksendesignal S** von der Empfangseinheit 27 empfangen wird.
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Wenn nun z.B. ein Teil des Fahrrads 6 oder des Rasenmähers 7, beispielhaft ein Pedal 9 des Fahrrads 6, als Objekt in die Fahrbahnbegrenzung 20 in Höhe des Signalgangs der Signale S bzw. S* hineinragt, so wird das entsprechende Signal S, S* nicht unverändert zum entsprechend nächsten Element 12 bis 14 weitergeleitet sondern es wird zum Beispiel vom Pedal 9 reflektiert oder gestreut. Insgesamt gesehen wird das Signal S, S* daher gestört. Somit ist das von der Empfangseinheit 27 empfangene Rücksendesignal S* bzw. S** gegenüber dem von der Sendeeinheit 26 abgestrahlten Signal S verändert. Dies wird mittels der Auswerteeinrichtung 26 festgestellt, die daraufhin auf ein in die Fahrbahnbegrenzung 20 hineinragendes Objekt (beispielsweise das Pedal 9) schließt. Dies wiederum führt zu einer entsprechenden Reaktion durch die Ausgabeeinrichtung 29, wie oben erläutert.
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In der 2 ist eine Fahrsituation des Fahrzeugs 1 dargestellt, bei der dieses in Fahrtrichtung 2 entlang einer Fahrbahn 3 fährt. Die rechte Begrenzung der Fahrbahn 3 wird beispielhaft durch zwei Elemente 31, 32 als Fahrbahnbegrenzung 20a gebildet bzw. definiert. Ein von dem Fahrzeug 1 ausgesandtes Signal S wird von dem ersten Element 31 in Richtung des zweiten Elements 32 weitergeleitet, um von dort in Richtung des ersten Elements 31 als Signal S* zurück geleitet zu werden. Das rück geleitete Signal S* gelangt von der ersten Einrichtung 31 wiederum in Richtung der Empfangseinheit 27 des Fahrzeugs 1. Alternativ wird von dem Element 32 das Signal S*** direkt in Richtung Empfangseinheit 27 geleitet.
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Bei den beiden beschriebenen Ausführungsbeispielen wurde davon ausgegangen, dass ein Signal S zwischen zwei Elementen 11 bis 14 bzw. zwischen den Elementen 31, 32 jeweils lediglich einmal zwischen den Elementen 11 bis 14 bzw. zwischen den Elementen 31, 32 weitergeleitet wird. Um eine Überwachung der Fahrbahnbegrenzung 20, 20a über einen für das Fahrzeug 1 relevanten Höhenbereich zu ermöglichen, kann es entsprechend der 3 vorgesehen sein, ein von einer Sendeeinheit 26a, die im Gegensatz zu den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen beispielhaft als eine von dem Fahrzeug 1 separate, ortsfeste Sendeeinheit 26a ausgebildet ist, zwischen den beiden (beispielhaften) Elementen 31, 32 mehrfach hin und her zu reflektieren, bevor es als Rücksendesignal S* von einer nicht dargestellten Empfangseinheit 27 erfasst wird. Hierzu weisen die beiden säulenförmigen Elemente 31, 32 wiederum lediglich beispielhaft eine Vielzahl von optischen Elementen 35, 36 auf, die bei der Reflektion des Signals S dieses jeweils um einen Winkel α aus seiner ursprünglichen Richtung nach oben bzw. unten auslenken. Dadurch ist es entsprechend der 3 möglich, eine Vielzahl von jeweils geradlinigen Signalstrecken zwischen den beiden Elementen 31, 32 zu erzeugen, so dass ein zwischen den Elementen 31, 32 befindliches Objekt mit höherer Wahrscheinlichkeit erkannt wird. Ergänzend wird erwähnt, dass zur Verdeutlichung der Funktionen der optischen Elemente 35, 36 lediglich eine relativ geringe Anzahl von Elementen 35, 36 dargestellt sind. Vorzugsweise findet jedoch eine derartige Anzahl von Elementen 35, 36 Verwendung, dass damit der Bereich zwischen zwei Elementen 31, 32 möglichst lückenlos überwacht werden kann.
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In alternativer Ausbildung kann es entsprechend der 4 vorgesehen sein, dass ein an dem Element 31 ankommendes Signal S, S' in Abhängigkeit von dem Eintrittswinkel β, β' zu dem Element 31 in unterschiedlichen Winkeln an das zweite Element 32 weitergeleitet und von dort weitergeleitet wird.
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Die soweit beschriebene Vorrichtung 10 kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. So ist es beispielsweise denkbar, auf einem Parkplatz mehrere nebeneinander angeordnete Parkflächen durch entsprechende Elemente 11 bis 14 zu begrenzen bzw. zu definieren, wozu die Elemente 11 bis 14 auch andersartig ausgebildet sein können, d.h. beispielsweise nicht säulenförmig.
