DE3844340A1 - Einparkhilfe - Google Patents

Einparkhilfe

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Description

Die Erfindung betrifft eine elektronische Meß- und Steu­ ervorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine derartige Meß- und Steuervorrichtung eignet sich ins­ besondere als Einparkhilfe für Kraftfahrzeuge.
Aus der DE-OS 35 03 352 ist eine Einpark-Meßanzeige be­ kannt, die aus einer kastenförmigen Bewehrung besteht, in der eine Ultraschall- Sendeeinrichtung und/oder Licht­ strahlvorrichtung eingebaut ist, die im Bereich des Armaturenbrettes mit einer digitalen Anzeige in Verbindung steht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Meß- und Steuervorrichtung anzugeben, die die Abmessungen eines Raumes bestimmt und die optimalen Manövrierparameter be­ rechnet, um ein bewegtes Objekt in den Raum einzuführen.
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind den Unteransprü­ chen zu entnehmen.
Durch die Erfindung ergibt sich eine Kosteneinsparung durch Zeitgewinn beim Einparken von LKW mit Anhänger oder großräumigen Spezialfahrzeugen, außerdem wird die Schadenshäufigkeit beim Einparken eines Kraftfahrzeuges verringert.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert unter Bezugnahme auf schematische Zeichnungen.
Gemäß Fig. 1 soll ein Kraftfahrzeug F in eine Parklücke L manövriert werden. Die Abmessungen der Parklücke L sind in den meisten Fällen durch die Gehsteigkante GK und die ru­ henden Kraftfahrzeuge A 1, A 2 vorgegeben.
Die erfindungsgemäße Lösung sieht vor, daß am Kraftfahr­ zeug F angebrachte Sensoren S i die geometrische Lage der Parklücke L in Bezug auf das Kraftfahrzeug F vermessen. Eine Steuereinheit berechnet die optimalen Manövrierpara­ meter unter Berücksichtigung, daß die ruhenden Kraftfahr­ zeuge A 1, A 2 und die Gehsteigkante GK nicht berührt werden und die Lenkeigenschaften und die Dimensionen des Kraft­ fahrzeuges F bekannt sind. Eine Ausgabeeinheit informiert den Fahrzeuglenker über das optimale Einparkmanöver und kann Warn- und automatische Führungsfunktionen übernehmen. Als Sensoren S i werden z.B. Infrarot- oder Ultraschall- oder Mikrowellen-Sender und -Empfänger verwendet. Die Abmessungen der Parklücke L werden durch trigonometri­ sche Berechnungsverfahren oder durch Laufzeitunterschiede ( Echolot) der optischen oder akustischen Signale be­ stimmt.
Ein Computer, in dessen Speicher die Abmessungen des Kraftfahrzeuges F, die Lenkeigenschaften ( 2-Rad-, 4-Rad­ lenkung, maximaler Einschlagswinkel, minimaler Kurvenra­ dius, etc.) und die tolerierten Abstände zu den anderen Kraftfahrzeugen A 1, A 2 und zur Gehsteigkante u. ä. einge­ speichert wird, berechnet
  • a) die Endstellung des Fahrzeuges F in der Parklücke L,
  • b) die möglichen Manövrierwege zur Erreichung der Endstel­ lung des Fahrzeuges F in der Parklücke L, und
  • c) den optimalen Weg für das Kraftfahrzeug L in die Park­ lücke L, z.B. über die Optimierungsbedingung: Minimierung der Richtungswechsel.
Die Ausgabeeinheit informiert den Lenker des Kraftfahrzeu­ ges F beispielsweise über eine Anzeigetafel über den opti­ mal berechneten Weg des Fahrzeuges F in die Parklücke L und gibt akustische Anweisungen für das momentane Steuer­ manöver oder optische Anweisungen über z.B. Pfeile auf der Anzeigetafel. Des weiteren warnt die Ausgabeeinheit auf Wunsch vor Kollisionen mit den ruhenden Kraftfahrzeugen A 1, A 2 und der Gehsteigkante GK oder es wird über mechani­ sche Systeme in den Steuerungsablauf, z. B. Bremsen vor Kollision oder Lenken, des Einparkvorganges eingegriffen.
Gemäß Fig. 2 sind in einem Ausführungsbeispiel je zwei Sensoren S 1, S 2, S 3, S 4 in die vordere und hintere Stoß­ stange eines Kraftfahrzeugs integriert.
Ein Sensor besteht aus je einem Mikrowellen (100GHz)-Sen­ der- und -Empfänger und einer monolithisch integrierten phasengesteuerten Gruppenantenne. Die Sensorgröße beträgt etwa 1-5cm2. Der Sender gibt 80ns Pulse mit einer Wieder­ holfrequenz von 10kHz auf die Antenne, die ihre Strahl­ keule K in der Ebene von OL nach UL periodisch schwenkt (die Keule durchläuft in 1/100s den Winkel OL-UL). Das von einem Hindernis (A 1, S 2, GK) reflektierte Signal wird wie­ der von der Antenne aufgefangen und dem Empfänger zugelei­ tet. Aus Keulenrichtung und Zeitverzögerung des reflek­ tierten Signals wird die im Winkelbereich OL-UL liegende Geometrie der Parklücke L bestimmt (Fig. 2). Die In­ formation der anderen Sensoren liefert das Gesamtbild der Parklücke L. Nach jedem 100sten Durchlauf schwenkt die An­ tenne nach oben, um zu überprüfen, ob der Vertikalraum der Parklücke L auch frei ist (z.B. überstehendes Dachgepäck).
Die grundsätzliche Geometrie der Parklücke L wird bestimmt im ersten Durchlauf in etwa einer 1/100s. Es bleiben je­ doch einige tote Winkel, die nicht von den Strahlenkeulen überstrichen werden. Diese toten Winkel ändern sich beim Manövrieren, so daß der Rechner bald ein vollständiges Bild der Lücke hat, und lediglich die Lage des Fahrzeugs F und eventuelle Änderungen der Lücke (z.B. Wegfahren des Kraftfahrzeuges A 1) zu überwachen hat. Ein Manövrierweg und die zugehörige Lenkradstellung wird berechnet aus der dem Fahrzeughersteller bekannten Lenkgeometrie und mit der gewünschten Optimierungsstrategie.
Die Geometrie der Parklücke, die Fahrzeugposition und der Manövrierweg werden auf einem Bildschirm angezeigt. Die notwendige Lenkradstellung wird durch Sprachausgabe ange­ geben (links-rechts, Halt, Vorwärts-, Rückwärtsgang). Ein Warnsignal ertönt, wenn das Fahrzeug näher als 5 cm zum Lückenrand steht.
Auf dem Bildschirm kann die Parklücke L eingeengt werden zu einer reduzierten Lücke L′, z.B. wenn ein Lastwagen auf einem unbekannten Gelände nach Fig. 3 einparken will.
Die Lücke L ist definiert durch den Gehsteig G, die Rampe RA und das parkende Auto A 1. Der Fahrer gibt die Werte für die reduzierte Lücke L′ über die Steuereinheit ein zur Berechnung der optimalen Manövrierparameter. Die Ausgabeeinheit gibt dann die entsprechenden Einparkinfor­ mationen an den Fahrer.
Die Erfindung ist nicht auf das angegebene Ausführungsbei­ spiel beschränkt, sondern ist für viele Manövrieraufgaben, z.B. durch Wahl geeigneter Optimierungen auf andere be­ wegte Objekte übertragbar.
Bei einer Flugzeuglandung können z.B. mm-Wellen-Sensoren in Nase und Flügel des Flugzeugs die Höhe über dem Boden, den Geschwindigkeitsvektor und die Neigung auch bei Nebel messen. Das Steuerungssystem überprüft, ob die berechneten Parameter im für den Flugzeugtyps zulässigen Phasenraum liegen und entscheidet über die folgenden Reaktionen des Flugzeugs.

Claims (7)

1. Elektronische Meß- und Steuervorrichtung, insbesondere eine Parkhilfe für Kraftfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß Sensoren (S i ) die an einen bewegten Objekt (F) an­ gebracht sind, die geometrische Lage eines Raumes (R) er­ kennen und vermessen,
  • - daß eine Steuereinheit die optimalen Manövrierparameter bestimmt, um das bewegte Objekt (F) in den Raum (L) einzu­ führen, und
  • - daß eine Ausgabeeinheit diese optimalen Manövrierparame­ ter ausgibt und geeignete manuelle und/oder automatische Führungsfunktionen des bewegten Objektes (F) ausführbar sind.
2. Elektronische Meß- und Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß die Sensoren (S i ) im Außenbereich des bewegten Ob­ jektes (F) angebracht sind, und
  • - daß die Sensoren (S i ) als optische oder akustische oder Mikrowellen-Sender und -Empfänger ausgebildet sind.
3. Elektronische Meß- und Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessungen des Raumes (L) durch trigonometrische Verfah­ ren und/oder Laufzeitmessungen der elektromagnetischen und/oder akustischen Signale bestimmbar sind.
4. Elektronische Meß- und Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- und Ausgabeeinheit computergesteuert sind, derart, daß aus den Abmessungen und den Lenkeigenschaften des be­ wegten Objektes (F), sowie aus den Abmessungen des Raumes (L) die Endstellung des bewegten Objektes (F) im Raum (L), sowie mögliche Manövrierbewegungungen zur Erreichung der Endstellung des bewegten Objektes (F) im Raum (L) berech­ net werden und die optimalen Manövrierparameter bestimmbar sind und die Ausgabeeinheit den vom Computer berechneten optimalen Weg optisch und/oder akustisch angibt.
5. Elektronische Meß- und Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgabeeinheit über mechanische und elektronische Systeme in den Steuerungsablauf des bewegten Objektes (F) ein­ greift.
6. Elektronische Meß- und Steuervorrichtung nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß das bewegte Objekt (F) ein Kraftfahrzeug und der Raum (L) eine Parklücke darstellt, und daß Sensoren (S 1, S 2, S 3, S 4) an den jeweiligen Enden der vorderen und hin­ teren Stoßstange des Kraftfahrzeuges angebracht sind.
7. Elektronische Meß- und Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (S 1, S 2, S 3, S 4) aus einen Mikrowellen-Sender und -Empfänger aufgebaut sind, die mit einer phasengesteuerten Gruppenantenne verbunden sind.
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