ES2902523T3 - Dispositivo y procedimiento para la detección de la posición del volante, del ángulo de giro del volante y de la inclinación del volante de un vehículo - Google Patents

Abstract

Dispositivo para la determinación de la posición del volante, del ángulo de giro del volante y de la inclinación del volante (304) de un vehículo, presentado el dispositivo al menos dos cámaras (5, 6; 202, 203) con las que se puede captar (8, 9; 204, 205) el volante (304), estando presentes al menos tres objetos de referencia (301, 302, 303) que se pueden fijar de manera desmontable al volante (304), caracterizado por que el dispositivo está diseñado para realizar métodos de procesamiento de imágenes de fotogrametría, sobre la base de las imágenes capturadas, para determinar la inclinación del volante y el ángulo de giro del volante.

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo y procedimiento para la detección de la posición del volante, del ángulo de giro del volante y de la inclinación del volante de un vehículo

La presente invención se refiere a un dispositivo para determinar la posición del volante, el ángulo de giro del volante y la inclinación del volante de un vehículo según el preámbulo de la reivindicación 1, así como a un procedimiento para la detección de la posición del volante, del ángulo de giro del volante y de la inclinación del volante de un vehículo según el preámbulo de la reivindicación 9.

Por el documento DE 102005042446 B3 se conoce un nivel de volante para la medición de la alineación del volante de un vehículo de motor con respecto a la horizontal. Este nivel de volante presenta agentes para la fijación desmontable del nivel de volante en el volante en su posición de simetría, así como un dispositivo de apoyo ajustable de manera variable para la fijación del nivel de volante a la carrocería del vehículo. Además, se prevé un inclinómetro para detectar la desviación de la horizontal. Además, se efectúa una medición de fuerza en las fijaciones desmontables del volante para medir los pares de tracción entre nivel de volante y volante. El nivel de volante se utiliza a este respecto para que, en un procedimiento para el ajuste del ángulo de convergencia simple del eje delantero de un vehículo de motor, el volante esté ajustado de tal modo que, en el desplazamiento en línea recta del vehículo de motor, el volante esté alineado horizontalmente con respecto a su posición de simetría.

Por el documento JP 2009090687 A se conoce un dispositivo en el que un vehículo está equipado con una dirección según el principio "steer-by-wire". Está presente un sensor de ángulo de dirección en sí conocido que mide en la columna de dirección el ángulo de giro del volante para detectar un ángulo de giro de volante del volante partiendo de una posición neutral. Para tener un dispositivo de medición redundante para el ángulo de dirección para el caso de un fallo funcional del sensor de ángulo de dirección, se utiliza una cámara de infrarrojos que está instalada en la parte superior de la columna de dirección con un ángulo de detección para detectar los rasgos faciales del conductor y así controlar su atención y, dado el caso, emitir señales de aviso en caso de falta de atención. Para ello, en el lado del aro del volante que está orientado hacia la cámara de infrarrojos está colocado un objeto de referencia que puede ser detectado por la cámara de infrarrojos. A partir de un cambio de posición de este objeto de referencia, por medio de una evaluación de la imagen de la cámara de infrarrojos, se deduce el ángulo de giro del volante. Dado que la cámara de infrarrojos debido a su lugar de montaje solo puede detectar un objeto de referencia en la parte superior del aro de volante, en el perímetro del aro de volante se coloca otro objeto de referencia que puede diferenciarse visualmente del primer objeto de referencia. Así es posible deducir también un ángulo de giro del volante cuando el volante ha sido girado en tal medida que el aro de volante se encuentra en una posición en la que el primer objeto de referencia ha girado hacia abajo, es decir, fuera del área de detección de la cámara de infrarrojos. Ventajosamente, el otro objeto de referencia se encuentra entonces en el área de detección de la cámara de infrarrojos. Dado que ambos objetos de referencia se diferencian entre sí, se puede deducir el ángulo de giro del volante.

Por el documento US 2014/219509 A1 es conocido prever sistemas de medición tridimensionales para medir parámetros de la geometría del chasis con alta precisión. Para ello, las coordenadas de los sistemas de medición deben conocerse con la misma precisión. Para medir una y otra vez estos sistemas de medición con respecto a su posición, deben preverse objetos cuya posición sea conocida. A partir de la medición de los objetos por medio de los sistemas de medición, se puede determinar a su vez su posición.

El documento DE 102012 025 530 A1 se refiere a un dispositivo para la detección de la posición del volante en el sentido del ángulo de giro del volante. El ángulo de giro del volante puede detectarse y evaluarse a este respecto también por medio de una cámara.

La presente invención se basa en el objetivo de simplificar la detección del ángulo de giro del volante, de la posición del volante y de la inclinación del volante.

El objetivo de la presente invención se consigue de acuerdo con la reivindicación 1 mediante un dispositivo para detección de la posición del volante, del ángulo de giro del volante y de la inclinación del volante de un vehículo, que presenta al menos dos cámaras con las que se puede capturar en cada caso el volante del vehículo. Además, el dispositivo presenta al menos tres objetos de referencia que se pueden fijar de manera desmontable al volante. El dispositivo está configurado para realizar métodos de procesamiento de imágenes de fotogrametría para determinar la inclinación del volante y el ángulo de giro del volante.

El volante puede ser capturado con las dos cámaras cuando su ángulo sólido del plano de la imagen está alineado de tal modo que en cada caso el volante está incluido en este ángulo sólido. Esto significa que las dos cámaras deben estar alineadas de tal modo que el volante se encuentre en cada caso en el área de imagen de las cámaras.

Con esta disposición es posible determinar por medio de las dos cámaras la posición de los tres objetos de referencia en el espacio. Por medio de la posición de estos tres objetos de referencia en el espacio se define el plano en el que se sitúan estos tres objetos de referencia. Así también se define el plano del volante, porque los objetos de referencia están fijados al volante de manera unívoca con respecto a este plano de volante.

Para la evaluación, se ha revelado a este respecto como ventajoso que los tres objetos de referencia extiendan un plano que sea idéntico al plano del volante o se sitúe paralelo al plano del volante. Si los tres objetos de referencia extienden un plano que ciertamente se define con respecto al plano del volante, pero que discurre oblicuamente al plano del volante, deben conocerse datos marginales que permitan determinar el plano del volante a partir del plano extendido por los objetos de referencia. Estos datos marginales se refieren, por ejemplo, a la disposición geométrica de los objetos de referencia entre sí o a las distancias verticales de cada uno de los objetos de referencia individuales con respecto al plano del volante.

De manera general, para la evaluación conjunta y la medición tridimensional de los al menos tres objetos de referencia, las al menos dos cámaras deben presentar un sistema de referencias común. La posición de los al menos tres objetos de referencia en el espacio se determina después en el sistema de referencias común de las al menos dos cámaras. Si el vehículo se encuentra en un banco de pruebas para vehículos, es particularmente ventajoso si el sistema de referencias común de las al menos dos cámaras está calibrado con el sistema de coordenadas del banco de pruebas. En tales bancos de pruebas, se miden los parámetros de la geometría del chasis. Esto también se refiere, en particular, a los ángulos de convergencia y caída de las ruedas del vehículo. En este contexto, se ha revelado como particularmente ventajoso si las unidades de medición para la detección de los parámetros de la geometría del chasis y las al menos dos cámaras de acuerdo con el dispositivo según la presente invención están calibradas en el mismo sistema de coordenadas.

Generalmente, esta calibración se efectúa por medio de un calibrador del banco de pruebas.

En el diseño del dispositivo según la reivindicación 2, en la fijación desmontable, dos de los al menos tres objetos de referencia están dispuestos en cada caso en el área de la transición superior desde un travesaño del volante al aro de volante, pudiendo fijarse uno de estos dos objetos de referencia en el lado izquierdo del travesaño y el otro de estos dos objetos de referencia, en el lado derecho del travesaño, pudiendo diferenciarse estos dos objetos de referencia del al menos otro objeto de referencia.

El diseño del dispositivo se aprovecha ventajosamente de que los volantes presentan generalmente un travesaño por medio del cual el aro de volante está fijado al eje central del volante. Por encima de este travesaño, el volante generalmente está abierto hacia el aro de volante. De esta manera, se permite al conductor del vehículo observar los elementos de visualización del cuadro de instrumentos del salpicadero cuando el volante está en posición "recta" o si el volante ligeramente girado. Dado el caso, los volantes pueden tener también un elemento de unión desde el eje central del volante hacia abajo con el aro de volante.

La colocación de los objetos de referencia en cada caso en el área de la transición superior desde un travesaño del volante hacia el aro de volante significa a este respecto que estos objetos de referencia pueden estar dispuestos directamente en la transición a una distancia definida hasta la transición con una dirección definida hacia esta transición. Así, los objetos de referencia pueden estar fijados, por ejemplo, a un marco o un soporte que se coloque en el volante y, a este respecto, se sujete por medio de las dos transiciones superiores desde un travesaño del volante hacia el aro de volante.

En el diseño según la reivindicación 2, se consigue ventajosamente que los dos objetos de referencia estén colocados en cada caso en un punto definido del volante. Además, estos dos puntos, en los volantes convencionales, suelen presentar simetría axial con respecto a una línea central en el plano del volante que discurre en dirección vertical (es decir, desde el punto más bajo del aro de volante hasta el punto más alto del aro de volante) a través del punto central del volante.

Esto significa que, en el caso de un volante ajustado de manera óptima, en el caso de un desplazamiento en línea recta, la línea de unión de estos dos objetos de referencia discurre horizontalmente. El ángulo entre la línea que une los dos objetos de referencia y la línea de intersección entre un plano horizontal y el plano del volante determinado por los tres objetos de referencia representa el ángulo de giro del volante.

Para detectar la combinación "correcta" de los dos objetos de referencia cuya línea de unión discurre horizontalmente durante un desplazamiento en línea recta, ventajosamente estos dos objetos de referencia se diferencian del al menos otro objeto de referencia. Esta diferencia puede venir dada por que estos objetos de referencia tengan una apariencia distinta en forma, tamaño y/o color que el al menos otro objeto de referencia. Estos dos objetos de referencia también se pueden diferenciar del al menos otro objeto de referencia evaluándose la distancia entre los objetos de referencia. La distancia entre los dos objetos de referencia se corresponde en el diseño según la reivindicación 2 aproximadamente con el diámetro del aro de volante y, por tanto, es claramente mayor que la distancia entre otros dos objetos de referencia.

Así es posible detectar si el ángulo de giro del volante se corresponde con su valor nominal. El ángulo de giro del volante se corresponde con su valor nominal si, con un ángulo de dirección de las ruedas del vehículo que se corresponde con un desplazamiento en línea recta, la orientación de la línea de unión de los dos objetos de referencia se corresponde con un valor nominal. Este valor nominal se corresponde generalmente con un curso horizontal, pero, en determinadas circunstancias, también puede representar un ángulo de giro definido del volante.

El dispositivo puede utilizarse, por ejemplo, para mostrar a un operario si tiene que retirar el volante por completo y en qué dirección y, dado el caso, en qué medida tiene que volver a colocar el volante girado para establecer esta condición de la "posición recta del volante". Esto solo se efectúa si se prevé un ajuste del volante mediante una retirada y nueva colocación del volante. Este caso solo se da en camiones. Un procedimiento de este tipo se describe, por ejemplo, en el documento WO 2015/018396 A1.

Otro método conocido para el ajuste del volante consiste en ajustar los ángulos de convergencia de las ruedas dirigibles de tal modo que estas se correspondan exactamente con la posición momentánea del volante con respecto al ángulo de giro del volante. A este respecto, se efectúa un cálculo de la posición detectada del volante (ángulo de giro del volante) en los valores nominales de los ángulos de convergencia de las ruedas dirigibles. Una divergencia entre el valor real y el valor nominal puede ser mostrada al operario de tal modo que este efectúe el correspondiente ajuste del ángulo de convergencia simple.

Precisamente en un ajuste del ángulo de convergencia simple de las ruedas dirigibles relativamente al ángulo de giro del volante es esencial que la unidad de medición para la detección del ángulo de giro del volante, así como las unidades de medición para la detección del ángulo de convergencia simple se calibren en el mismo sistema de referencias. Esto se cumple tanto en el caso de un reajuste del volante como en el caso de un ajuste del ángulo de convergencia simple tomando en consideración el ángulo de giro del volante.

En una evaluación en relación con el tercer objeto de referencia, se puede determinar a su vez el plano del volante.

A este respecto, de manera particularmente ventajosa puede tomarse en consideración que el ángulo de giro del volante (y, por tanto, también la posición del volante que se corresponde con el "desplazamiento en línea recta") depende de la inclinación del volante. Si el tercer objeto de referencia también se evalúa también puede tomarse en consideración este efecto.

En el diseño según la reivindicación 3, se prevén objetos auxiliares de referencia que está dispuestos fuera del perímetro del volante. Estos objetos auxiliares de referencia están dispuestos, en cada caso con respecto a los dos objetos de referencia que se encuentran en cada caso en el área superior de transición desde el travesaño del volante hacia el aro de volante, de tal modo que la línea de unión entre los dos objetos auxiliares de referencia coincide con la línea de unión de los dos objetos de referencia mencionados o discurre paralela a estos.

Esto se ha revelado, en este sentido, como ventajoso porque la posibilidad de evaluación, descrita como ventajosa en relación con la reivindicación 2, de la posición de los dos objetos de referencia se mantiene también para los dos objetos auxiliares de referencia.

Dado que los dos objetos auxiliares de referencia están más separados entre sí que los dos objetos de referencia, se mejora ventajosamente la exactitud en la evaluación de la posición de la línea de unión con respecto a la horizontal.

Los objetos auxiliares de referencia pueden colocarse, por ejemplo, presentando los objetos de referencia en cada caso un alojamiento para un elemento de unión. Además, puede estar prevista una barra recta sobre la que se dispongan los dos objetos auxiliares de referencia, así como dos elementos de unión que se puedan ajustar en dirección longitudinal de la barra. Si los elementos de unión se desplazan a lo largo de la barra de tal modo que su distancia se corresponde con la distancia de los alojamientos de los dos objetos de referencia, la barra puede colocarse con los objetos auxiliares de referencia sobre los objetos de referencia. En esta forma de realización, la línea de unión de los dos objetos auxiliares de referencia discurre paralela a la línea de unión de los objetos de referencia.

En el diseño según la reivindicación 4, los tres objetos de referencia están unidos entre sí por medio de un marco. El marco está compuesto por tres elementos longitudinales unidos entre sí con uno sus extremos en un punto central común. Los objetos de referencia están fijados elásticamente en cada caso en su otro extremo de los elementos longitudinales de tal modo que los objetos de referencia son presionados a este respecto en dirección longitudinal de los elementos longitudinales.

Esto representa una posibilidad sencilla de realizar la fijación desmontable de los tres objetos de referencia al volante. Los objetos de referencia pueden estar conformados adicionalmente de tal modo que estos estén diseñados esencialmente con forma cilíndrica y estén instalados de manera giratoria en torno al eje central del cilindro. La superficie envolvente cilíndrica puede corresponderse con el lado interior de la parte interior de un toro que se abre en un círculo.

Dado que el aro de volante tiene forma de toro, en un diseño de este tipo se consigue de manera particularmente ventajosa que el respectivo objeto de referencia haga contacto con el aro de volante en una posición definida.

Aunque la forma de los objetos de referencia esté adaptada de manera menos óptima a la forma geométrica del aro de volante, gracias a la instalación elástica se consigue que los objetos de referencia sean presionados de manera definida contra el aro de volante.

En el diseño según la reivindicación 5, el marco está diseñado de tal modo que, en una fijación de los tres objetos de referencia al volante, el punto central del marco se sitúa por encima de la línea de unión de los dos objetos de referencia inferiores.

Esto permite tener en cuenta ventajosamente las condiciones geométricas marginales que resultan del restante diseño de los volantes. Por un lado, en los volantes sucede a menudo que el travesaño no discurre de manera exactamente horizontal, sino que el travesaño se compone de dos elementos que discurren partiendo desde el punto central del volante oblicuamente hacia abajo. Además, a menudo sucede que el punto central del volante está configurado como círculo en el que está integrado, por ejemplo, el elemento de accionamiento para el claxon. La anchura del travesaño, por ello, suele ser menor de lo que correspondería al diámetro del círculo del volante en torno al punto central.

Con la configuración geométrica descrita y la disposición del marco esto puede tomarse en consideración, pudiendo disponerse a pesar de ello los dos correspondientes objetos de referencia en cada caso en el área de la transición superior del travesaño del volante hacia el aro de volante.

Ventajosamente, en este diseño el marco presenta tanto una distancia al travesaño como al círculo en torno al punto central del volante, de tal modo que el marco (y, por tanto, también los objetos de referencia) se pueden montar y volver a desmontar de manera sencilla.

En el diseño según la reivindicación 6, las dos cámaras están dispuestas en el mismo lado del vehículo, fuera del vehículo.

Para un banco de pruebas se ha revelado como ventajoso si las cámaras están dispuestas fuera del vehículo. Esto significa que no hay pérdida de tiempo de ciclo porque las cámaras deban desplazarse primero a una posición definida en el interior del vehículo (por ejemplo, a través de una ventana abierta).

Si las dos cámaras están dispuestas en el mismo lado del vehículo, el espacio de montaje necesario se limita en el banco de pruebas a este lado de vehículo. El correspondiente espacio de montaje en el otro lado del vehículo está disponible para la instalación de otro equipamiento o también como espacio en el que el operario puede moverse sin estorbos a través del equipo de medición y evaluación instalado.

Las dos cámaras pueden estar diseñadas de tal modo que cada una de las dos cámaras presente en cada caso un ángulo sólido con el que sea posible la captura de un volante para las dos cámaras tanto en el lado derecho del vehículo como en el lado izquierdo del vehículo.

Con este diseño, se pueden medir en el banco de pruebas tanto vehículos con volante a la derecha como a la izquierda.

La reivindicación 7 se refiere a un diseño en el que cada una de las dos cámaras en cada caso presenta un ángulo sólido con el que es posible la captura de un volante para las dos cámaras o bien en el lado derecho del vehículo o bien en el lado izquierdo del vehículo.

Este diseño permite, a diferencia del diseño según la reivindicación 6, que las dos cámaras estén alineadas para un vehículo con volante a la derecha o para un vehículo con volante a la izquierda. De esta manera, se puede elevar la precisión de medición.

Por un lado, es menor el ángulo sólido en el que las cámaras capturan una imagen.

Por otro lado, las cámaras están alineadas de tal modo que están alineadas con una menor inclinación en el plano en el que deben detectarse los objetos de referencia. Esto se cumple en particular si las dos cámaras están dispuestas en el lado izquierdo del vehículo para un vehículo con volante a la izquierda y en el lado derecho del vehículo para un vehículo con volante a la derecha.

Para poder medir tanto los vehículos con volante a la izquierda como a la derecha con esta disposición de medición, es posible disponer tanto una disposición de cámaras compuesta por dos cámaras en el lado izquierdo del vehículo, como otra disposición de cámaras de este tipo también en el lado derecho del vehículo.

Alternativamente a la disposición de dos disposiciones de cámara, también puede preverse la previsión de una única disposición de cámaras y realizar esta móvil en su posición, de tal modo que esta se pueda mover desde una posición y alineación definidas en el lado izquierdo del vehículo a una posición y alineación definidas en el lado derecho del vehículo (y a la inversa).

La reivindicación 8 se refiere a un diseño en el que las dos cámaras están dispuestas en diferentes lados del vehículo. Cada una de las dos cámaras presenta en cada caso un ángulo sólido con el que sea posible la captura de un volante para las dos cámaras tanto en el lado derecho del vehículo como en el lado izquierdo del vehículo.

Así a su vez es posible medir tanto los vehículos con volante a la izquierda como a la derecha con una sola cámara.

La reivindicación 9 se refiere a un procedimiento para la detección de la posición del volante, del ángulo de giro del volante y de la inclinación del volante de un vehículo, en el que se captura el volante por medio al menos dos cámaras cuyo ángulo sólido del plano de la imagen está alineado de tal modo que en cada caso el volante está incluido en este ángulo sólido, pudiendo detectar las al menos dos cámaras al menos tres puntos de referencia en el volante. La detección de la inclinación del volante y del ángulo de giro del volante se efectúa realizándose métodos de procesamiento de imágenes de fotogrametría sobre la base de las imágenes capturadas.

Los puntos de referencia pueden ser puntos en el volante que estén definidos por su posición en el volante (o en relación con el volante) de manera unívoca y que las cámaras puedan reconocer con suficiente seguridad y precisión. En el procedimiento según la reivindicación 9, por tanto, no es forzosamente necesario fijar objetos de referencia al volante correspondientemente a la manera de proceder en las reivindicaciones de dispositivo 1 a 8.

Ventajosamente, a este respecto dos de estos puntos de referencia se sitúan en un ángulo de giro del volante del vehículo que se corresponde con un desplazamiento en línea recta del vehículo en una línea horizontal, como se realiza esto en relación con la reivindicación 2 para los dos objetos de referencia.

La disposición de las cámaras correspondientemente a las reivindicaciones 6 a 8 puede aplicarse a este respecto también en el caso de la reivindicación de procedimiento 9.

En las siguientes figuras se explican las relaciones geométricas en relación con los objetos de referencia 301,302, 303. Se puede observar que las mismas relaciones geométricas se cumplen también para puntos de referencia que están definidos en relación con el volante.

En el diseño según la reivindicación 9, los tres puntos de referencia en el volante deben ser conocidos. Esto significa que el procedimiento no se puede realizar ya independientemente del volante instalado. Los puntos de referencia dependen de la geometría del volante. Por ello, es necesario un elevado esfuerzo en la evaluación para la detección de las características específicas del volante (detección de los puntos de referencia).

Un ejemplo de realización de la invención se representa en el dibujo. Muestra a este respecto:

la Figura 1: un vehículo en vista superior que se muestra esquemáticamente como un vehículo tanto con volante a la derecha y como a la izquierda con una primera disposición de cámaras,

la Figura 2: un vehículo en vista superior que se muestra esquemáticamente como un vehículo tanto con volante a la derecha y como a la izquierda con una segunda disposición de cámaras,

la Figura 3: una primera representación de la colocación de tres objetos de referencia en un volante en una vista superior del volante y

la Figura 4: otra representación de la colocación de tres objetos de referencia en un volante en una vista lateral del volante.

La figura 1 muestra un vehículo 1 en una vista superior que se muestra esquemáticamente como un vehículo tanto con un volante 2 en el lado derecho (vehículo con volante a la derecha), como con un volante 3 en el lado izquierdo (vehículo con volante a la izquierda) con una primera disposición de cámaras 4 que se compone de una cámara 5 en el lado derecho del vehículo, así como de una cámara 6 en el lado izquierdo del vehículo. La dirección de desplazamiento del vehículo se señala con la flecha 7.

Se puede ver que las cámaras 5 o 6 presentan en cada caso un ángulo sólido 8 o 9 de tal magnitud que cada uno de estos dos ángulos sólidos 8 o 9 comprende tanto el volante derecho 2 como el volante izquierdo 3.

La intersección 10 de los dos ángulos sólidos 8 y 9 se muestra sombreada en la figura 1.

Así es posible realizar por medio de las dos cámaras 5, 6 en el área de la intersección 10 una evaluación 3d de las imágenes de las cámaras.

La figura 2 muestra un vehículo en una vista superior que se muestra esquemáticamente como un vehículo tanto con un volante 2 en el lado derecho (vehículo con volante a la derecha) como con un volante 3 en el lado izquierdo (vehículo con volante a la izquierda) con una segunda disposición de cámaras 201 La disposición de cámaras 201 presenta dos cámaras 202 y 203 que detectan en cada caso un ángulo sólido 204 o 205. Estos dos ángulos sólidos 204 y 205 tienen a su vez una intersección común 206 que se representa sombreada.

Se puede ver que los dos ángulos sólidos 204 y 205 están alineados con respecto a su tamaño y orientación de tal modo que el volante izquierdo 3 se sitúa en estos dos ángulos sólidos y, por tanto, también en la intersección 206 de estos dos ángulos sólidos 204 y 205.

De esta manera es posible detectar con la disposición de cámaras 201 este volante izquierdo 3.

El volante derecho 2 se sitúa fuera de los ángulos sólidos 204 y 205.

Para también poder detectar el volante derecho 2, sería posible prever una segunda disposición de cámaras (en este caso no representada) que podría estar dispuesta en el lado derecho del vehículo. Esta disposición de cámaras también podría presentar dos cámaras. Los ángulos sólidos de estas cámaras incluirían el volante derecho 2.

Alternativamente, la disposición de cámaras 201 también podría ser desplazable, de tal modo que esta se moviera en el lado derecho del vehículo en una posición definida y una alineación definida de sus ángulos sólidos de tal manera que se pudiera detectar el volante derecho 2.

Alternativamente, también sería concebible diseñar la disposición de cámaras 201 de manera que pudiera girar de tal modo que sus ángulos sólidos detectaran el volante derecho 2 gracias al giro.

La figura 3 muestra una primera representación de la colocación de tres objetos de referencia 301, 302, 303 en un volante 304 en una vista superior del volante. Los tres objetos de referencia 301, 302, 303 pueden fijarse al volante 304 de manera desmontable.

Es posible determinar por medio de una disposición de cámaras compuesta por dos cámaras la posición de los tres objetos de referencia 301, 302, 303 en el espacio. Por medio de la posición de estos tres objetos de referencia 301, 302, 303 en el espacio se define el plano en el que se sitúan estos tres objetos de referencia 301, 302, 303. Así también se define el plano del volante 304, porque los objetos de referencia 301, 302, 303 están fijados al volante 304 de manera unívoca con respecto a este plano de volante.

Se puede observar que dos (302, 303) de los al menos tres objetos de referencia 301, 302, 303 están dispuestos en cada caso en el área de la transición superior desde un travesaño 305 del volante 304 hacia el aro de volante 306, pudiendo fijarse uno de estos dos objetos de referencia 302 en el lado izquierdo del travesaño 305 y el otro de estos dos objetos de referencia 303, en el lado derecho del travesaño 305. El travesaño 305 se compone de dos partes 305.1 y 305.2 que en cada caso parten del círculo 313 en torno al eje central del volante 304.

Los volantes 304 presentan generalmente un travesaño 305 por medio del cual el aro de volante 306 está fijado al eje central del volante 304. Por encima de este travesaño 305, el volante 304 generalmente está abierto hacia el aro de volante 306. De esta manera, se permite al conductor del vehículo observar los elementos de visualización del cuadro de instrumentos del salpicadero cuando el volante 304 está en posición "recta" o si el volante está ligeramente girado. Dado el caso, los volantes 304 pueden tener también un elemento de unión 314 desde el eje central del volante 304 hacia abajo con el aro de volante 306.

Se puede observar que el aro de volante 306 en el lado inferior (con posición recta del volante 304) no discurre con forma circular, sino que corta como secante la prolongación con forma circular (imaginaria) del aro de volante 306. También puede observarse que los tres objetos de referencia 301, 302, 303 debido a su colocación por encima del travesaño 305 no se ven afectados por la forma geométrica del volante 304.

Mediante la forma de realización representada, los dos objetos de referencia 302, 303 se colocan en cada caso en un punto definido del volante 304. Además, estos dos puntos, en los volantes 304 convencionales, suelen presentar simetría axial con respecto a una línea central en el plano del volante que discurre en dirección vertical (es decir, desde el punto más bajo del aro de volante hasta el punto más alto del aro de volante) a través del punto central del volante 304.

Esto significa que, en el caso de un volante 304 ajustado de manera óptima, en el caso de un desplazamiento en línea recta, la línea de unión 307 de estos dos objetos de referencia 302, 303 discurre horizontalmente. La inclinación de esta línea de unión 307 con respeto a la línea de intersección que se produce entre un plano horizontal y el plano del volante determinado por los tres objetos de referencia representa el ángulo de giro del volante.

Así es posible detectar si el ángulo de giro del volante se corresponde con su valor nominal. El ángulo de giro del volante se corresponde generalmente con su valor nominal si, con un ángulo de dirección de las ruedas del vehículo que se corresponde con un desplazamiento en línea recta, la línea de unión 307 de los dos objetos de referencia 302, 303 discurre horizontalmente.

En una evaluación de la posición de los dos objetos de referencia 302, 303 en conexión con el tercer objeto de referencia 301, se puede determinar el plano del volante.

Además, puede observarse que los tres objetos de referencia 301, 302, 303 están unidos entre sí por medio de un marco 308. El marco 308 cosiste en tres elementos longitudinales 310, 311, 312 unidos entre sí con uno de sus extremos en un punto central común 309. Los objetos de referencia 301, 302, 303 están fijados en cada caso al otro extremo de los elementos longitudinales 310, 311, 312 de tal modo que los objetos de referencia 301, 302, 303 son presionados a este respecto en dirección longitudinal de los elementos longitudinales 310, 311, 312. Esta fijación puede ser ventajosamente elástica. Así, el marco 308 con los objetos de referencia 301, 302, 303 puede ser fijado de manera sencilla por un operario a un volante 304.

Dado que los dos objetos de referencia 302, 303 están colocados en cada caso en una posición definida en el volante, por medio de estos dos objetos de referencia 302, 303, tomando en consideración el tercer punto de referencia 301, se puede determinar el ángulo de giro del volante. Para la determinación adicional de la posición del plano del volante 304, el tercer objeto de referencia 301 no tiene por qué estar colocado en una posición definida en el volante. Este objeto de referencia 301 puede estar colocado para esta evaluación, por ejemplo, también desplazado con respecto al eje de simetría del volante, como se puede ver en la representación de la figura 3.

La realización del marco 308 con la colocación elástica de los objetos de referencia 301, 302, 303 representa una posibilidad sencilla de realizar la fijación desmontable de los tres objetos de referencia 301, 302, 303 al volante 304. Los objetos de referencia 301, 302, 303 pueden estar conformados adicionalmente de tal modo que estos estén diseñados esencialmente con forma cilíndrica y estén instalados de manera giratoria en torno al eje central del cilindro. La superficie envolvente cilíndrica puede corresponderse con el lado interior de la parte interior de un toro que se abre en un círculo.

Dado que el aro de volante tiene forma de toro, en un diseño de este tipo se consigue de manera particularmente ventajosa que el respectivo objeto de referencia 301, 302, 303 haga contacto con el aro de volante 306 en una posición definida.

Aunque la forma de los objetos de referencia 301, 302, 303 esté adaptada de manera menos óptima a la forma geométrica del aro de volante 306, gracias a la instalación elástica se consigue que los objetos de referencia 310, 302, 303 sean presionados de manera definida contra el aro de volante 306.

Además, puede observarse que el punto central 309 del marco 308 se sitúa por encima de la línea de unión 307 de los dos objetos de referencia inferiores 302, 303.

Esto permite tener en cuenta ventajosamente las condiciones geométricas marginales que resultan del restante diseño de los volantes 304. Por un lado, en los volantes sucede a menudo que el travesaño 305 no discurre de manera exactamente horizontal, sino que el travesaño 305 se compone de dos elementos 305.1 y 305.2 que discurren partiendo desde el punto central del volante 304 oblicuamente hacia abajo. Además, a menudo sucede que el punto central del volante 304 está configurado como círculo 313 en el que está integrado, por ejemplo, el elemento de accionamiento para el claxon. La anchura del travesaño 305, por ello, suele ser menor de lo que correspondería al diámetro del círculo 313 del volante 304 en torno al punto central.

Con la configuración geométrica descrita y la disposición del marco 308 se puede dar respuesta a esto, pudiendo disponerse a pesar de ello los dos correspondientes objetos de referencia 302, 303 en cada caso en el área de la transición superior del travesaño del 305.1, 305.2 del volante hacia el aro de volante 306.

Ventajosamente, en este diseño el marco 308 presenta tanto una distancia al travesaño 305 como al círculo 313 en torno al punto central del volante 304, de tal modo que el marco 308 (y, por tanto, también los objetos de referencia 301, 302, 303) se pueden montar y volver a desmontar de manera sencilla.

La figura 4 muestra otra representación de la colocación de los objetos de referencia 301, 303 en un volante 304 en una vista lateral del volante.

En la figura 4 se puede observar que los objetos de referencia 301, 303 (el objeto de referencia 302 en este caso está tapado por el objeto de referencia 303 y no puede verse, pero está presente) extienden un plano 401 que es paralelo al plano 402 del volante 304.

El dispositivo se puede utilizar de manera flexible gracias a la adaptación a la construcción básica de diferentes tipos de volante. Esto se ha revelado como particularmente ventajoso porque hay diferentes volantes para cada tipo de vehículo en función de su equipamiento que pueden ser instalados. Mediante la adaptación del dispositivo a elementos básicos de la construcción de los volantes, el dispositivo puede utilizarse de manera flexible.

Los objetos de referencia están diseñados en color (o patrón) y forma de tal modo que estos presentan el mayor contraste posible con el entorno.

Mediante métodos de procesamiento de imágenes de fotogrametría, se puede determinar la inclinación del volante y el ángulo de giro del mismo.

El sistema puede calibrarse mediante una disposición especial de objetos de referencia con un patrón definido y una posición definida o mediante la disposición de la disposición de objetos de referencia en una posición definida. La disposición de objetos de referencia se refiere a la disposición de los tres objetos de referencia.

Claims (9)

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo para la determinación de la posición del volante, del ángulo de giro del volante y de la inclinación del volante (304) de un vehículo,

presentado el dispositivo al menos dos cámaras (5, 6; 202, 203) con las que se puede captar (8, 9; 204, 205) el volante (304), estando presentes al menos tres objetos de referencia (301, 302, 303) que se pueden fijar de manera desmontable al volante (304),

caracterizado por que el dispositivo está diseñado para realizar métodos de procesamiento de imágenes de fotogrametría, sobre la base de las imágenes capturadas, para determinar la inclinación del volante y el ángulo de giro del volante.

2. Dispositivo según la reivindicación 1,

caracterizado por que, con una fijación desmontable, están dispuestos dos (302, 303) de los al menos tres objetos de referencia (301, 302, 303), cada uno de ellos en la transición superior desde un travesaño (305) del volante (304) al aro de volante (306) del volante (304) o a una distancia definida de esta transición con una dirección definida hacia esta transición, pudiendo fijarse uno de estos dos objetos de referencia (302) en el lado izquierdo del travesaño (305.1) del volante (304) y el otro de estos dos objetos de referencia (303) en el lado derecho del travesaño (305.2) del volante (304), pudiendo diferenciarse estos dos objetos de referencia (302, 303) del al menos otro objeto de referencia (301).

3. Dispositivo según la reivindicación 2,

caracterizado por que son parte del dispositivo objetos auxiliares de referencia que están dispuestos, en el estado montado, fuera del perímetro del volante y que cada uno de ellos está dispuesto con respecto a los dos objetos de referencia (302, 303) que se encuentran cada uno de ellos en la transición superior desde un travesaño (305) del volante (304) al aro de volante (306) del volante (304) o a una distancia definida de esta transición con una dirección definida hacia esta transición, de tal modo que la línea de unión (307) entre los dos objetos auxiliares de referencia coincide con la línea de unión (307) de los dos objetos de referencia (302, 303) mencionados o discurre paralela a estos.

4. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 3,

caracterizado por que el dispositivo presenta un marco (308) para los tres objetos de referencia (301, 302, 303), estando unidos entre sí los tres objetos de referencia (301, 302, 303) por medio del marco (308), consistiendo el marco (308) en tres elementos longitudinales (310, 311, 312) unidos entre sí con uno de sus extremos en un punto central común (309), estando fijados de manera elástica cada uno de los objetos de referencia (301, 302, 303) al otro extremo de los elementos longitudinales (310, 311, 312) de tal modo que los objetos de referencia (301, 302, 303) son presionados a este respecto en dirección longitudinal de los elementos longitudinales (310, 311, 312).

5. Dispositivo según la reivindicación 4,

caracterizado por que, en una fijación de los tres objetos de referencia (301, 302, 303) al volante (304), el punto central (309) del marco (308) está situado por encima de la línea de unión (307) de los dos objetos de referencia inferiores (302, 303).

6. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 5,

caracterizado por que las dos cámaras (202, 203) están dispuestas en el mismo lado del vehículo fuera del vehículo (1).

7. Dispositivo según la reivindicación 6,

caracterizado por que cada una de las dos cámaras (202, 203) presenta en cada caso un ángulo sólido con el que es posible la captura de un volante (2, 3) para las dos cámaras (202, 203), o bien en el lado derecho del vehículo o bien en el lado izquierdo del vehículo, captando las dos cámaras (202, 203) el mismo volante (2, 3).

8. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 5,

caracterizado por que las dos cámaras (5, 6) están dispuestas en diferentes lados del vehículo, presentando cada una de las dos cámaras (5, 6) en cada caso un ángulo sólido (8, 9) con el que es posible la captura de un volante (2, 3) para las dos cámaras (5, 6) tanto en el lado derecho del vehículo como en el lado izquierdo del vehículo.

9. Procedimiento para la detección de la posición del volante, del ángulo de giro del volante y de la inclinación del volante (304) de un vehículo,

caracterizado por que el volante (304) se captura por medio de al menos dos cámaras (5, 6; 202, 203), detectando al menos dos cámaras (5, 6; 202, 203) al menos tres puntos de referencia (301,302, 303) en el volante, realizándose métodos de procesamiento de imágenes de fotogrametría sobre la base de las imágenes capturadas para determinar la inclinación del volante y el ángulo de giro del volante.