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Technisches Gebiet der
Erfindung
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Die Erfindung bezieht sich auf Sensorausrichtungsverfahren
und -systeme und insbesondere auf ein Radarausrichtungs- und -prüfverfahren
sowie ein System zum Ausrichten und Prüfen der Ausrichtung einer an
einem Kraftfahrzeug angebrachten Radarantennenanordnung.
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Beschreibung der einschlägigen Technik
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Sensoren, wie z. B. Radarantennenanordnungen,
werden in Kraftfahrzeugen verwendet, um dem Fahrer Ausstattungen,
wie z. B. Totzonenerfassung, Parkhilfe, adaptive Geschwindigkeitsregelung, Zusammenstoßvermeidung
und Ähnliches,
zur Verfügung
zu stellen. Die Sensoren sind an verschiedenen Stellen am Kraftfahrzeug
angebracht und erzeugen eine Vielzahl von Richtstrahlen, die Informationen über Objekte
in unmittelbarer Umgebung des Kraftfahrzeugs liefern.
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Die von einem Sensor ausgesendeten
Strahlen müssen
für die
Bereitstellung genauer Informationen unter einem vorgegebenen Azimutwinkel
ausgestrahlt werden. Außerdem
könnte
in Abhängigkeit von
der Strahlencharakteristik zusätzlich
ein vorgegebener Höhenwinkel
erforderlich sein. Dementsprechend sind die Sensoren gewöhnlich an
einem Montageträger
befestigt, der die Einstellung von Azimut- und Höhenwinkel erleichtert. Während der
Installation des Sensors muss die Sensorausrichtung geprüft werden.
Des Weiteren muss zu bestimmten Zeitpunkten während der Betriebsdauer des
Kraftfahrzeugs, wie z. B. bei einer planmäßigen Wartung, die Sensorausrichtung
erneut geprüft
werden. Falls der Sensor fehlerhaft ausgerichtet ist, muss er außerdem eingestellt
und erneut ausgerichtet werden.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Ein neuartiges Verfahren zum Ausrichten
eines an einem Kraftfahrzeug befestigten Sensorgeräts umfasst
die Schritte Positionierung eines ersten Erfassungsobjekts relativ
zum Kraftfahrzeug und Erzeugung einer Vielzahl von Strahlen am Sensorgerät. Es wird
ein Strahlenschnittpunkt eines ersten und eines zweiten benachbarten
Strahls ausgewählt
und die Sensorausrichtung geprüft,
indem festgestellt wird, ob der Strahlenschnittpunkt mit dem ersten
Erfassungsobjekt koinzident ist.
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Ein weiteres neuartiges Verfahren
zum Ausrichten eines an einem Kraftfahrzeug befestigten Sensorgeräts umfasst
die Schritte: Definition einer Sensorachse und Positionierung eines
ersten und zweiten Erfassungsobjekts relativ zum Kraftfahrzeug. Das
erste Erfassungsobjekt ist mit der Sensorachse koinzident und das
zweite Erfassungsobjekt ist senkrecht zur Sensorachse angeordnet.
Es werden eine Vielzahl von Strahlen erzeugt, wobei der erste und der
zweite Signalpegel im ersten bzw. zweiten Strahl festgelegt werden.
Der erste Signalpegel entspricht dem ersten Erfassungsobjekt und
der zweite Signalpegel dem zweiten Erfassungsobjekt. Die Sensorausrichtung
wird auf der Basis des ersten und zweiten Signalpegels festgelegt.
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Ein neuartiges System zur Ausrichtung
eines an einer Baugruppe befestigten Sensorgeräts umfasst eine erste Positionshaltevorrichtung,
mit der die Baugruppe an einem ersten Standort platziert werden
kann, und eine zweite Positionshaltevorrichtung, mit der ein erstes
Erfassungsobjekt an einem zweiten Standort platziert werden kann.
Der zweite Standort liegt in solcher Weise relativ zur Baugruppe,
dass beim Ausrichten des Sensorgeräts das erste Erfassungsobjekt
an einem Strahlenschnittpunkt von erstem und zweitem benachbartem
Strahl positioniert wird.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist
ein Blockschaltbild eines Sensorausrichtungssystems.
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Die 2, 3 und 4 stellen Draufsicht, Vorder- bzw. Seitenansicht
des Sensorausrichtungssystems dar.
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5 stellt
eine zweidimensionale azimutale Strahlcharakteristik eines Sensorgeräts dar.
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6 ist
eine Draufsicht eines Strahlcharakteristiküberdeckungsbereichs einer Erfassungszone für ein sachgemäß ausgerichtetes
Sensorgerät.
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7 ist
eine Draufsicht des Strahlcharakteristiküberdeckungsbereichs der Erfassungszone
für ein
fehlerhaft ausgerichtetes Sensorgerät.
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8 stellt
einen mit einem ersten Erfassungsobjekt koinzidenten Strahlenschnittpunkt
für ein
sachgemäß ausgerichtetes
Sensorgerät
dar.
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9 stellt
einen zum ersten Erfassungsobjekt verschobenen Strahlenschnittpunkt
für ein
fehlerhaft ausgerichtetes Sensorgerät dar.
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10 stellt
eine Höhenstrahlcharakteristik für zwei Strahlen
des Sensorgeräts
dar.
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11 stellt
die einem ersten und einem zweiten Erfassungsobjekt entsprechenden
Höhenstrahlcharakteristiksignalpegel
für ein
sachgemäß ausgerichtetes
Sensorgerät
dar.
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12 stellt
die einem ersten und einem zweiten Erfassungsobjekt entsprechenden
Höhenstrahlcharakteristiksignalpegel
für ein
fehlerhaft ausgerichtetes Sensorgerät dar.
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13 ist
ein Flussdiagramm, das einen Prozess zur Prüfung und Korrektur der Azimutwinkelausrichtung
des Sensorgeräts
darstellt.
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14 ist
ein Flussdiagramm, das einen Prozess zur Prüfung und Korrektur der Azimut-
und Höhenwinkelausrichtung
des Sensorgeräts
darstellt.
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Ausführliche Beschreibung der Vorzugsausgestaltungen
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1 stellt
ein Blockdiagramm für
ein Sensorausrichtungssystem 10 dar. Ein Sensorgerät 100 ist
an einer Baugruppe 110 befestigt. Das Sensorgerät 100 führt eine
räumliche
Erfassung durch Ausstrahlung einer eine Vielzahl von Richtstrahlen
umfassenden Strahlcharakteristik von einer Strchlungsfläche 101 durch.
Beispielhafte Sensorgeräte 100 enthalten
eine Radarantennenanordnung, akustische Anordnungen und Ähnliches.
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Die Strahlen des Sensorgeräts 100 müssen zur
Bereitstellung genauer Informationen über die Erfassungsobjekte unter
einem vorgegebenen Azimutwinkel ausgestrahlt werden. Demzufolge
ist das Sensorgerät 100 in
Bezug auf mindestens eine erste Sensorachse x ausgerichtet. Außerdem könnte in Abhängigkeit
der Strahlencharakteristik des Sensorgeräts 100 zusätzlich ein
vorgegebener Höhenwinkel erforderlich
sein. Deshalb könnte
das Sensorgerät außerdem in
Bezug auf eine zweite Sensorachse y oder selbst auf eine dritte
Sensorachse z ausgerichtet sein.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung
prüft das
System 10 die sachgemäße Ausrichtung
des Sensorgeräts 100 zur
ersten Sensorachse x. Ein erstes Erfassungsobjekt 120 wird
relativ zur Baugruppe 110 platziert. Das Sensorgerät 100 erzeugt
einen dem Erfassungsobjekt 120 entsprechenden ersten Satz
Erfassungssignale Sx1 und Sx2.
Der erste Satz Erfassungssignale Sx1 und
Sx2 wird verwendet, um festzustellen, ob
ein Strahlenschnittpunkt zweier benachbarter Strahlen mit dem ersten
Erfassungsobjekt 120 ausgerichtet ist. Damit kann die auf
dem ersten Satz von Erfassungssignalen basierende Sensorausrichtung
in Bezug auf die erste Achse x bestimmt werden.
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In einer anderen Ausgestaltung prüft das System 10 die
sachgemäße Ausrichtung
des Sensorgeräts 100 zur
ersten Sensorachse x und zu einer zweiten Sensorachse y. Zu sätzlich zum
ersten Erfassungsobjekt 120 wird ein zweites Erfassungsobjekt 130 relativ
zur Baugruppe 110 platziert. Das Sensorgerät 100 erzeugt
ein dem ersten Erfassungsobjekt 120 entsprechendes erstes
Erfassungssignal Sx3 und ein dem zweiten
Erfassungsobjekt 130 entsprechendes zweites Erfassungssignal
Sy. Basierend auf dem ersten und zweiten Erfassungssignal Sx3 bzw. Sy kann die
Sensorausrichtung in Bezug sowohl auf die erste Sensorachse x als
auch auf die zweite Sensorachse y bestimmt werden. Das erste Erfassungssignal
Sx3 könnte
eines der Erfassungssignale Sx1 oder Sx2 sein.
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In einer weiteren Ausgestaltung sind
erstes und zweites Erfassungsobjekt 120 bzw. 130 vorzugsweise
in einem Abstand d zur Strahlungsfläche 101 des Sensorgeräts 100 platziert,
so dass sich das Sensorgerät 100 nicht
im Nahfeld der Erfassungsobjekte 120 und 130 befindet.
Analog dazu befinden sich erstes und zweites Erfassungsobjekt 120 bzw. 130
ebenfalls nicht im Nahfeld des Sensorgeräts 100.
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Die 2, 3 und 4 stellen Draufsicht, Vorder- bzw. Seitenansicht
des Sensorausrichtungssystems 10 dar. Die in den 2 bis 4 gezeigten bildlich dargestellten Ausgestaltungen
werden zur Ausrichtungsprüfung
und zur Justierung von an einer Kraftfahrzeugbaugruppe 110 befestigten
Sensorgeräten 100 verwendet.
Erstes und zweites Erfassungsobjekt 120 bzw. 130 sind
relativ zum Kraftfahrzeug 110 platziert. Das erste Erfassungsobjekt 120 ist
in einem Winkel θ1 zu einer ausgerichteten Mittelachse des Sensorgeräts 100 platziert.
Das zweite Erfassungsobjekt ist in einem Winkel θ2 zur
ausgerichteten Mittelachse des Sensorgeräts 100 platziert.
Darüber
hinaus ist das zweite Erfassungsobjekt 130 außerdem oberhalb der Sensorachse
x unter einem Winkel θ3 platziert, so dass das zweite Erfassungsobjekt 130 in einem
senkrechten Abstand h oberhalb des ersten Erfassungsobjekts 120 platziert
ist, wie in 3 gezeigt.
Die Werte von θ1, θ2 und θ3 hängen
von der Strahlcharakteristik des Sensorgeräts 100 ab.
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Das Kraftfahrzeug 110 ist
in einer Positionshaltevorrichtung 200 platziert, so dass
der befestigte Sensor 100 sowie das erste und zweite Erfassungsobjekt 120 bzw. 130,
wie zuvor beschrieben und in den 2 und 3 gezeigt, zueinander angeordnet sind.
Die Positionshaltevorrichtung 200 könnte ein für die Aufnahme eines Kraftfahrzeugs 1.10 gestaltetes Fahrzeugmontagegerät sein,
so dass sich das Kraftfahrzeug 110 in einer Zwangsposition
befindet. Alternativ könnte
die Positionshaltevorrichtung ein optisches Anzeigesystem zur Prüfung sein,
dass sich das Kraftfahrzeug 110 in einer Zwangsposition
befindet. Solche optischen Anzeigesysteme enthalten auf einer Fläche 202 aufgemalte
Indikatoren, Laserreferenzpunkte für Laserstrahlen, die von am
Kraftfahrzeug 110 befestigten Lasern emittiert werden,
und Ähnliches.
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Erstes und zweites Erfassungsobjekt 120 bzw. 130 werden
an einer Wand 210 mithilfe von Halterungen 220 bzw. 230 montiert.
Die Wand 210 könnte
mit einem energieabsorbierenden Material 240 verkleidet
sein. Die Wahl des energieabsorbierenden Materials 240 ist
vom jeweils verwendeten Sensorgerätetyp 100 abhängig. Zum
Beispiel ist bei einer Radarantennenanordnung als Sensorgerät 100 das
energieabsorbierende Material 240 ein radarabsorbierendes
Material; bei einer akustischen Anordnung als Sensorgerät 100 ist
das energieabsorbierende Material 240 ein schallabsorbierendes
Material.
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Die Position eines sachgemäß ausgerichteten
Sensorgeräts 100 hängt vom
Standort und der Funktion des Sensorgeräts 100 ab. Ein Totzonenerfassungssensor
zum Beispiel ist nahe der toten Zone des Kraftfahrzeugs platziert
und zwecks räumlicher Erfassung
der toten Zone positioniert; ein Zusammenstoßvermeidungssensor ist am Vorderteil
des Kraftfahrzeugs platziert und zwecks räumlicher Erfassung eines sich
vor dem Kraftfahrzeug befindlichen Bereichs positioniert. Deshalb
könnte
für eine sachgerechte
Ausrichtung des Sensorgeräts 100 eine
Winkeldrehung um die x-, y- und z-Achse erforderlich sein. Das in
den 2 und 3 dargestellte Sensorgerät 100 ist
zum Beispiel sachgerecht ausgerichtet, wenn in jeder der Achsen
x, y und z keine Winkeldrehung existiert. Jedoch prüft das System 10 auch
die Ausrichtung von Sensorgeräten 100,
die eine Ausrichtung haben, bei der eine Notwendigkeit zur Winkelverstellung
in einer der Achsen x, y und z oder sogar in allen Achsen besteht.
In 4 ist das Sensorgerät 100 zum
Beispiel mit einer Winkeldrehung αx zur x-Achse
auszurichten. Die Positionen des ersten und zweiten Erfassungsobjekts 120 bzw. 130 werden
entsprechend gedreht.
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Die Positionierung des ersten und
zweiten Erfassungsobjekts 120 bzw. 130 ist von
der vom Sensorgerät 100 erzeugten
Strahlcharakteristik abhängig. 5 stellt eine solche vom
Sensorgerät 100 erzeugte
zweidimensionale azimutale Strahlcharakteristik 300 dar.
Die Strahlcharakteristik 300 wird von der Strahlungsfläche 101 des
Sensorgeräts 100 ausgestrahlt.
Die Strahlcharakteristik wird auf einer dB-Bezugsleistungsskala 302 über einer
Azimutwinkelachse 304 gemessen und umfasst eine Vielzahl von
Strahlen 310, 312, 314, 316, 318, 320 und 322. Jeder
Strahl besitzt eine zugehörige
Ausrichtungsachse, in der seine Empfangsempfindlichkeit ein Maximum
ist. Zum Beispiel besitzt der Strahl 316, der zentrale
Strahl der Strahlcharakteristik 300, eine Ausrichtungsachse
von 0°,
die mit der z-Achse zusammenfällt.
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Die Strahlen 310, 312, 314, 316, 318, 320 und 322 könnten gleichzeitig
oder durch Ablenkung eines Strahls in diskreten Schritten für jede Ausrichtungsachse
oder durch mechanische Ablenkung des Sensorgeräts 100 erzeugt werden.
In einer Ausgestaltung ist das Sensorgerät 100 zum Beispiel
eine Radaranordnung, und die Strahlcharakteristik 300 wird
durch gleichzeitige Erzeugung einer Vielzahl von Strahlen durch
Auswahl festgelegter Antennenöffnungen
im Sersorgerät 100 gebildet.
In einer weiteren Ausgestaltung wird die Strahlcharakteristik 300 durch
ständige
Justierung von Phasenlaufzeiten in Verbindung mit der Antennengruppe
gebildet, und dadurch wird ein einziger Strahl selektiv in jede Strahlposition
der Strahlcharakteristik 300 abgelenkt. In jeder Strahlposition
wird eine Signalpegelmessung durchgeführt. In euer noch anderen Ausgestaltung wird
die Strahlcharakteristik 300 durch mechanische Ablenkung
des Sensorgeräts 100 erzeugt.
In dieser Ausgestaltung erzeugt das Sensorgerät 100 einen Richtstrahl
und ist an einem mechanisch verstellbaren Gerät montiert, wie z. B. einer
elektronisch gesteuerten Kardanabhängung. Das Sensorgerät 100 wird
so abgelenkt, dass der Richtstrahl an den entsprechenden Ausrichtungsachsen
positioniert wird, und in jeder Strahlposition wird eine Signalmessung durchgeführt. Es
könnten
auch andere Verfahren zur Erzeugung der Strahlcharakteristik 300 eingesetzt werden.
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Jedes Paar benachbarter Strahlen
besitzt einen Strahlenschnittpunkt, der der erste Schnittpunkt zwischen
zwei benachbarten Strahlen ist. Die beiden Strahlen 316 und 318 haben
zum Beispiel einen Strahlenschnittpunkt 317. Ein an einem
Strahlenschnittpunkt befindliches Objekt verursacht deshalb in allen
den Strahlenschnittpunkt bildenden Strahlen ein gleiches Leistungssignal.
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Eine Strahlbreite für jeden
Strahl ist das Winkelmaß zwischen
zwei Strahlenschnittpunkten. Zum Beispiel befindet sich der Strahlenschnittpunkt 315 bei
-8 ° und
der Strahlenschnittpunkt 317 bei 9 °. Daraus ergibt sich eine Strahlbreite
bei Strahl 316 von 17 °.
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6 ist
eine Draufsicht des Strahlcharakteristiküberdeckungsbereichs einer Erfassungszone 400 für ein sachgemäß ausgerichtetes
Sensorgerät 100.
Die dargestellte Erfassungszone 400 ist so konfiguriert,
dass sie mit der für
den Insassen nicht einsehbaren, also toten Zone des Kraftfahrzeugs 110 übereinstimmt.
Das Sensorgerät 100 erzeugt
die Strahlen 310, 312, 314, 316, 318; 320 und 322 zwecks
Erfassung von Objekten innerhalb der toten Zone.
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7 ist
eine Draufsicht des Strahlcharakteristiküberdeckungsbereichs einer Erfassungszone 400 für ein fehlerhaft
ausgerichtetes Sensorgerät 100.
Das Sensorgerät 100 ist
um einen Winkel von annähernd
10 ° azimutal
fehlerhaft ausgerichtet, und damit sind die Strahlen 310, 312, 314, 316, 318, 320 und 322 ebenso
fehlerhaft ausgerichtet. Deshalb zeigt das Sensorgerät 100 durch
die sich außerhalb der
Erfassungszone 400 in Zone 402 befindenden Objekte
eine falsche Erfassung eines Objekts in der Erfassungszone 400 an.
Analog werden Objekte in Zone 404, obwohl sie sich in der
Erfassungszone 400 befinden, nicht durch das Sensorgerät 100 erfasst, und
deshalb zeigt das Sensorgerät 100 fälschlicherweise
an, dass die Erfassungszone 400 frei ist.
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Die Beschreibung der Ausrichtungsprüfung des
Sensorgeräts 100 durch
das System 10 der 1 bis 4 wird mit Bezug auf die 8 und 9 fortgesetzt. 8 stellt einen mit einem ersten Erfassungsobjekt 120 übereinstimmenden
Strahlenschnittpunkt 317 für ein Sensorgerät 100 dar,
das azimutal sachgerecht ausgerichtet ist. Wie durch die Linie 330 gezeigt,
ist das erste Erfassungsobjekt in einem Winkel θ1 zu
einer Ausrichtungsachse eines Strahls aus der Vielzahl von Strahlen 310, 312, 314, 316, 318, 320 und 322 platziert.
Wie durch die Linie 331 gleichermaßen gezeigt, ist das zweite
Erfassungsobjekt in einem Winkel θ2 zu
einer Ausrichtungsachse eines Strahls aus der Vielzahl von Strahlen 310, 312, 314, 316, 318, 320 und 322 platziert.
In der bildlich dargestellten und beschriebenen Ausgestaltung entspricht
die ausgerichtete Mittelachse der Mittelachse des Strahls 316 bei
einer sachgemäßen Ausrichtung
des Sensorgeräts 100,
welche 0 ° beträgt. Außerdem entspricht
der Winkel θ1 dem Strahlenschnittpunkt 317 für ein sachgemäß ausgerichtetes
Sensorgerät 100.
Für die
bildlich dargestellte Strahlcharakteristik 300 ist θ1 gleich 9 °.
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Jeder der den Strahlenschnittpunkt 317 bildenden
Strahlen 316 und 318 erzeugt ein Signal entsprechend
dem am Strahlenschnittpunkt 317 platzierten ersten Erfassungsobjekt 120.
Eine Differenz zwischen einem ersten Signalpegel des Strahls 316 und
einem zweiten Signalpegel des zweiten Strahls 318 zeigt
eine fehlerhafte Ausrichtung des Sensors an. In einer Ausgestaltung
wird die Differenz des ersten und zweiten Signalpegels durch ein
Verhältnis des
Signals von Strahl 316 zum Signal von Strahl 318 gemessen.
In einer weiteren Ausgestaltung wird die Differenz des ersten und
zweiten Signalpegels durch Subtraktion des Signals von Strahl 316 vom
Signal des Strahls 316 gemessen. Das System 10 kann
so konfiguriert sein, dass die Signalpegeldifferenz mit einem Winkelwert
für fehlerhafte
Ausrichtung korreliert wird, oder es könnte so konfiguriert sein,
dass eine fehlerhafte Sensorausrichtung angezeigt wird, wenn die
Signalpegeldifferenz einen Schwellenwert (z. B. 0,5 dB) übersteigt.
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Wie durch den Schnittpunkt 332 gezeigt,
befindet sich das erste Erfassungsobjekt am Strahlenschnittpunkt 317 der
Strahlen 316 und 618. Demzufolge betragen die
ersten und zweiten Signalpegel von den Strahlen 316 und 318 –0,5 dB,
und deshalb zeigt das System 10 an, dass sich das Sensorgerät 100 in
einer sachgemäßen azimutalen
Ausrichtung befindet.
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9 stellt
einen zu einem ersten Erfassungsobjekt 120 verschobenen
Strahlenschnittpunkt 317 für ein azimutal fehlerhaft ausgerichtetes
Sensorgerät 100 dar.
In 9 ist das Sensorgerät 100 um
10 ° azimutal
fehlerhaft ausgerichtet, wie durch die Ausrichtungsachse von Strahl 316 gezeigt,
die auf –10 ° verschoben
worden ist. Der dem ersten Erfas sungsobjekt entsprechende erste
Signalpegel des Strahls 316 beträgt etwa –23 dB, wie durch den Schnittpunkt 334 gezeigt,
und der durch den Schnittpunkt 336 gezeigte zweite Signalpegel
des Strahls 318 beträgt
jetzt etwa –2
dB. Demzufolge unterscheiden sich erster und zweiter Signalpegel
um 21 dB, was eine fehlerhafte Ausrichtung des Sensorgeräts 100 bedeutet.
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Durch Verwendung eines Strahlensc8hnittpunkts
zur Messung der Ausrichtung von Sensorgerät 100 ist nur ein
Erfassungsobjekt zur Prüfung
auf sachgerechte Ausrichtung erforderlich. Außerdem können kleine azimutale Fehlausrichtungen
erfasst werden. Bei Verschiebung des Strahlenschnittpunkts 317 weg
von der Übereinstimmung
mit dem ersten Erfassungsobjekt 120 steigt die Differenz zwischen
erstem und zweitem Signalpegel schnell an. Wird zum Beispiel die
in 8 dargestellte Strahlcharakteristik
in die negative Richtung der Winkelachse 304 verschoben,
fällt der
dem ersten Erfassungsobjekt im Strahl 316 entsprechende
erste Signalpegel schnell ab, wie durch Pfeil 338 in 9 gezeigt. Im Gegensatz
dazu steigt der dem ersten Erfassungsobjekt im Strahl 318 entsprechende
zweite Signalpegel weniger schnell an, erreicht ein Maximum an der
Ausrichtungsachse von Strahl 318 und beginnt anschließend abzufallen,
wie durch Pfeil 340 gezeigt. In Abhängigkeit von der Strahlbreite
der von der Sensoranordnung erzeugten Strahlen können Signaldifferenzen von
0,5 dB zwischen dem ersten und dem zweiten Signalpegel zu azimutalen
Ausrichtungsfehlern von nur 0,3 ° korreliert
werden.
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Außerdem könnten, obwohl das erste Erfassungsobjekt
der beschriebenen Ausgestaltung in einem Winkel θ1 von
der Ausrichtungsachse des Sensorgeräts 100 in Übereinstimmung
mit dem Strahlenschnittpunkt 317 von zentralem Strahl 316 und
einem benachbarten Strahl 318 platziert worden ist, andere Strahlenschnittpunkte
verwendet werden. Wenn zum Beispiel der Strahlenschnittpunkt 319 verwendet wird,
ist der Wert von θ1 gleich 26 °, da das der Winkel ist, in
dem der Strahlenschnittpunkt 319 angeordnet ist, wenn das
Sensorgerät
sachgemäß ausgerichtet ist.
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Außerdem könnte die damit beschriebene Ausgestaltung
außer
zur Azimutwinkelausrichtung zusätzlich
zur Prüfung
einer Höhenwinkelausrichtung verwendet
werden. Wenn das Sensorgerät 100 mehrere
räumlich
verteilte Strahlen in der Höhendimension
zusätzlich
zur azimutalen Dimension erzeugt, könnte dieselbe Ausgestaltung
gleichermaßen
zur Erfassung von Höhenwinkelfehlausrichtungen
des Sensorgeräts 100 durch
Wahl eines Strahlenschnittpunkts zweier benachbarter Strahlen verwendet
werden. Höhenwinkelfehlausrichtungen
könnten
durch eine zu hohe oder zu niedrige Montage des Sensorgeräts 100 oder
durch unkorrekte Drehung des Sensorgeräts 100 verursacht
werden, wodurch sich eine Drehverlagerung der Strahlcharakteristik 300 ergibt.
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Eine weitere Ausgestaltung des Systems 10 könnte unabhängig von
Höhenstrahlen
zur Prüfung der
Höhenwinkelausrichtung
und der Azimutwinkelausrichtung des Sensorgeräts verwendet werden. Das zweite
Erfassungsobjekt 130 wird relativ zum Kraftfahrzeug und
zum ersten Erfassungsobjekt 120 versetzt positioniert,
wie in den 2 und 3 gezeigt. In dieser Ausgestaltung
werden sowohl die Azimutwinkel- als auch die Höhenwinkelausrichtung in Übereinstimmung
mit einer Höhenstrahlcharakteristik
der einzigen azimutalen Strahlcharakteristik 300 von 5 geprüft und ausführlicher in 10 beschrieben, in dem eine Höhenstrahlcharakteristik 350 für zwei Strahlen 312 und 316 des
Sensorgeräts 100 dargestellt
ist. Wie in 5 wird die
Strahlcharakteristik 350 von 10 auf
einer dB-Bezugsleistungsskala 301 gemessen.
In 10 ist die dB-Skala
jedoch über
einer Höhenwinkelachse 306 verteilt.
Die Höhenscheibe
von Strahl 316 entspricht der Strahlreaktion am Strahlenschnittpunkt 317;
der sich θ1 ° von der
azimutalen Ausrichtungsachse des Strahls 316 entfernt befindet.
Die Höhenscheibe
von Strahl 312 entspricht der Strahlreaktion an der azimutalen
Ausrichtungsachse des Strahls 312, die sich θ2 ° von
der azimutalen Ausrichtungsachse des Strahls 316 entfernt
befindet. Für
die dargestellte Strahlcharakteristik 350 ist θ2 gleich 33 °. Eine weitere Linie 354 entspricht
dem zweiten Erfassungsobjekt 130, das sich θ3 ° oberhalb
der Achse x des Sensorgeräts 100 befindet.
Für die
dargestellte Strahlcharakteristik 350 ist θ3 gleich 5 °.
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11 stellt
den dem ersten und zweiten Erfassungsobjekt 120 bzw. 130
entsprechenden Höhenstrahlcharakteristiksignalpegel
für ein
sachgemäß ausgerichtetes
Sensorgerät
dar. Eine Linie 352 entspricht dem ersten Erfassungsobjekt 120,
das koinzident mit der durch die x- und die z-Achse des Sensorgeräts 100 gebildeten
Ebene positioniert ist. Der Schnittpunkt 353 zeigt ein
erstes Signal, das eine Größe von –5 dB hat
und dem Pegel bei der Erfassung des ersten Erfassungsobjekts 120 durch Strah1316
entspricht.
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Der Schnittpunkt 355 zeigt
ein zweites Signal, das einen Pegel von -5 dB hat und der Erfassung des
zweiten Erfassungsobjekts 130 durch Strahl 312 entspricht.
Eine Differenz zwischen dem ersten Signal von Strahl 316 und
dem zweiten Signal von Strahl 312 würde eine fehlerhafte Sensorausrichtung
anzeigen. Da jedoch erster und zweiter Signalpegel der Strahlen 316 bzw. 312 den
gleichen Wert –5
dB aufweisen, zeigt das System 10, dass das Sensorgerät sowohl
im Azimutwinkel als auch im Höhenwinkel sachgerecht
ausgerichtet ist.
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12 stellt
die dem ersten und zweiten Erfassungsobjekt 120 bzw. 130 entsprechenden
Höhenstrahlcharakteristiksignalpegel
für ein
fehlerhaft ausgerichtetes Sensorgerät dar. In diesem Beispiel ist
das Sensorgerät 100 um
einen Höhenwinkel Δθ von etwa
1 ° fehlerhaft
ausgerichtet. Die Schnittpunkte 353 und 355 zeigen
jetzt einen ersten und zweiten Signalpegel von etwa –6 dB bzw. –4 dB, die
wiederum eine fehlerhafte Höhenwinkelausrichtung
des Sensorgeräts 100 anzeigen.
Deshalb kann das System 10 bei Verwendung von zwei Erfassungsobjekten 120 und 130 sowohl
die Azimutwinkel- als auch die Höhenwinkelausrichtung
des Sensorgeräts 100 prüfen.
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Das zweite Erfassungsobjekt 130 der
beschriebenen Ausgestaltung wurde senkrecht nach oberhalb des ersten
Erfassungsobjekts 120 verlagert, es könnte jedoch auch senkrecht
nach unterhalb des ersten Erfassungsobjekt 120 verlagert
worden sein. Des Weiteren könnten
die Winkel θ1, θ2 und θ3 in Abhängigkeit
von der jeweiligen Strahlcharakteristik des Sensorgeräts 100 gleichermaßen entsprechend
verändert
werden.
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Wenn das Sensorgerät 100 fehlerhaft
ausgerichtet ist, kann das System 10 außerdem zum Ausrichten des Sensorgeräts 100 verwendet
werden. Das Sensorgerät 100 kann
manuell oder elektronisch verstellt werden, bis das System 10 anzeigt,
dass das Sensorgerät 100 ausgerichtet
ist. Eine manuelle Justierung kann durch physikalisches Verstellen
des Sensorgeräts 100 in
einem am Kraftfahrzeug 110 befestigten entsprechenden Montageträger oder
durch weitere ähnliche
Verfahren ausgeführt
werden. Eine elektronische Justierung kann durch Eingeben von Ablenkungsparametern
oder Laufzeiten in das Sensorgerät 100 ausgeführt werden,
wodurch das Sensorgerät 100 veranlasst
wird, die Strahlcharakteristik 300 auf einen Azimut- und/oder
Höhenwinkel
abzulenken. Es können
auch andere elektronische Justierungen angewendet werden. Zeigt
das System 10 an, dass das Sensorgerät 100 sachgerecht
ausgerichtet ist, sind keine weiteren Justierungen erforderlich.
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13 ist
ein Flussdiagramm 500, das einen Prozess zur Prüfung und
Korrektur der Azimutwinkelausrichtung des Sensorgeräts 100 darstellt.
In Schritt 502 wird ein erstes Erfassungsobjekt 120 relativ
zum Kraftfahrzeug 110 positioniert. In Schritt 504 erzeugt
das Sensorgerät 100 eine
Vielzahl von Strahlen. In Schritt 506 wird ein gemeinsamer Schnittpunkt zweier
benachbarter Strahlen gewählt.
In Schritt 508 wird festgestellt, ob der Strahlenschnittpunkt mit
dem ersten Erfassungsobjekt 120 koinzident ist. Ist der Strahlenschnittpunkt
mit dem ersten Erfassungsobjekt 120 koinzident, ist das
Sensorgerät 100 azimutal ausgerichtet.
Ist jedoch der Strahlenschnittpunkt mit dem ersten Erfassungsobjekt 120 nicht
koinzident, ist das Sensorgerät 100 azimutal
fehlerhaft ausgerichtet. Das Sensorgerät 100 wird dann justiert,
wie durch Schritt 510 gezeigt, und Schritt 508 wird wiederholt.
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14 ist
ein Flussdiagramm 600, das einen Prozess zur Prüfung und
Korrektur der Azimut- und Höhenwinkelausrichtung
des Sensorgeräts
darstellt. In Schritt 602 wird eine Sensorachse definiert.
In Schritt 604 wird ein erstes Erfassungsobjekt 120 relativ
zum Kraftfahrzeug 110 und koinzident mit der Sensorachse
positioniert. In Schritt 606 wird ein zweites Erfassungsobjekt 130 relativ
zum Kraftfahrzeug 110 und senkrecht von der Sensorachse
angeordnet. In Schritt 608 erzeugt das Sensorgerät 100 eine
Vielzahl von Strahlen. In Schritt 610 werden erster und zweiter
Signalpegel entsprechend der Erfassung des ersten und zweiten Erfassungsobjekts
durch den ersten und zweiten Strahl gemessen. In Schritt 612 wird festgestellt,
ob sich das Sensorgerät 100 auf
der Basis des ersten und zweiten Signalpegels in einer Azimutal-
und Höhenwinkelausrichtung
befindet. Ist das Sensorgerät 100 nicht
sachgerecht ausgerichtet, wird das Sensorgerät 100 in Schritt 614
ausgerichtet und in Schritt 612 wiederholt.
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Die hier beschriebenen Ausgestaltungen sind
Beispiele von Strukturen, Systemen oder Verfahren, die mit Elementen
ausgestattet sind, die den in den Patentansprüchen aufgezählten Elementen der Erfindung
entsprechen. Diese Beschreibung könnte die mit dem Fachgebiet
vertrauten Personen in die Lage versetzen, Ausgestaltungen herzustellen und
anzuwenden, die mit alternativen, den in den Patentansprüchen enthaltenen
Elementen der Erfindung gleichermaßen entsprechenden Elementen ausgestattet
sind. Der vorgesehene Geltungsbereich der Erfindung umfasst damit
weitere Strukturen, Systeme oder Verfahren mit unwesentlichen Abweichungen
von den Formulierungen der Patentansprüche.