WO2020161050A1 - Multi-sensor apparatus of a motor vehicle and method for equipping a motor vehicle with at least one environmental sensor - Google Patents

Multi-sensor apparatus of a motor vehicle and method for equipping a motor vehicle with at least one environmental sensor Download PDF

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WO2020161050A1
WO2020161050A1 PCT/EP2020/052568 EP2020052568W WO2020161050A1 WO 2020161050 A1 WO2020161050 A1 WO 2020161050A1 EP 2020052568 W EP2020052568 W EP 2020052568W WO 2020161050 A1 WO2020161050 A1 WO 2020161050A1
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sensor
carrier
environment
sensors
vehicle
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PCT/EP2020/052568
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Florian Ruch
Christoph Zellner
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Man Truck & Bus Se
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    • G01S2015/937—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles sensor installation details

Definitions

  • the invention relates to a multi-sensor device for a motor vehicle, in particular a multi-sensor device for equipping a motor vehicle with environment sensors.
  • the invention also relates to a method for equipping a motor vehicle with at least egg nem environment sensor, preferably such a method for adapting the vehicle equipment to a higher level of autonomy, with which the functionality of the driver assistance system is increased.
  • the sensors are usually designed as radar, infrared or ultrasonic sensors that have a transmitter that emits electromagnetic or acoustic waves that are reflected th by objek around the vehicle. The reflected portion of the waves is recorded by a receiver, and the distance to the objects can be determined from the transit time of the reflected waves. Cameras can also be used as environment sensors.
  • motor vehicles are also known that can be operated in an autonomous or partially autonomous driving mode in which the motor vehicle automatically guides both longitudinal and lateral guidance of the motor vehicle with the aid of a driver assistance system.
  • Different levels of autonomy can be classified into six levels, for example according to the SAE J3016 standard, which are referred to below as SAE levels or SAE levels.
  • a method for partially autonomous or autonomous driving of a motor vehicle by means of a driver assistance system is also known from the laid-open specification DE 10 2009 010 006 A1.
  • data of the surroundings of the motor vehicle are determined by means of an environmental sensor system.
  • a driving strategy for semi-autonomous or autonomous driving is then determined from the environment data.
  • increasingly high demands are placed on the environment sensors of the motor vehicle. It is therefore an object of the invention to improve the known approaches for equipping vehicles with an environment sensor system.
  • the object of the invention is in particular to provide an improved approach to be able to equip motor vehicles flexibly, space-efficiently and with little installation effort with multiple environment sensors and / or to assemble and cost-efficiently the sensor equipment for the environment of a vehicle to different requirements to be able to adapt the autonomous driving ability of the motor vehicle.
  • a device of a motor vehicle which comprises a carrier which is designed to accommodate a plurality of environmental sensors and for this purpose has a plurality of sensor holders.
  • the carrier is also referred to below as a multi-sensor carrier.
  • the device further comprises at least two environment sensors, which are mounted on the multi-sensor carrier and which are selected from a group of environment sensors, which includes a radar sensor, a LIDAR sensor, an ultrasonic sensor and a camera.
  • the device is also referred to below as a multi-sensor device.
  • the multi-sensor device which can also be referred to as a connection module for several environment sensors, is therefore designed to accommodate several different types of environment sensors.
  • the multi-sensor device can comprise a radar sensor and a camera, which are held on the multi-sensor carrier.
  • the term “environment sensor” should be understood to mean a sensor which is designed to detect the environment of the motor vehicle to support the driver of a motor vehicle and / or to control safety devices. With the help of an environment sensor, for example, objects in the vicinity of the motor vehicle can be detected and / or the distance to objects, such as other vehicles or obstacles, can be determined.
  • the environment sensor can preferably be a radar sensor, a LIDAR sensor, an ultrasonic sensor or a camera.
  • a particular advantage of the invention is therefore that several environment sensors can and are held on a sensor carrier.
  • the multi-sensor carrier can optionally be equipped with different environment sensors, so that the sensor configuration of the motor vehicle can be adapted flexibly and with little installation effort to different vehicle configurations.
  • the multi-sensor carrier is designed to hold at least four environment sensors, having at least four sensor holders.
  • the multi-sensor carrier can also preferably be designed to hold at least six environment sensors, having at least six sensor holders.
  • different sensor configurations can be implemented by means of a single component, the multi-sensor carrier, in order to e.g. B. to be able to adapt vehicles of the same series to different autonomy levels of the vehicle or development stages of the driver assistance systems. All that has to be done is to change the configuration of the multi-sensor carrier. The space required in the vehicle for mounting the multi-sensor device can remain unchanged.
  • the multi-sensor device can comprise a radar sensor, a camera and two LIDAR sensors which are held on the multi-sensor carrier.
  • This variant can only be used as an example to implement vehicle automation according to SAE level 3.
  • the multi-sensor device according to a further embodiment variant can for example comprise a radar sensor, two cameras and four LIDAR sensors, which are held on the multi-sensor carrier. This variant can only be used as an example for implementing vehicle automation according to SAE level 4.
  • the multi-sensor carrier can be designed in two parts: an inner part having a plurality of sensor holders and an outer part which has fastening points for fastening the device to a vehicle-side assembly position.
  • the inner part is preferably releasably attached to the outer part.
  • a new inner part with adapted brackets could be designed for the multi-sensor carrier due to the two-part structure, while the outer part with the fastening points on the vehicle does not have to be changed.
  • the multi-sensor carrier can be made in one piece.
  • the sensor brackets are arranged distributed in a mounting plane, so that the environment sensors held in the sensor brackets are arranged next to one another in the mounting plane, preferably such that the detection direction of the environment sensors is essentially the same.
  • the field sensors can be arranged distributed next to one another on the sensor holder and all look in the same direction relative to the vehicle in order to detect the surroundings of the vehicle.
  • the multi-sensor carrier can be designed as a rigid component.
  • the multi-sensor carrier can be designed in such a way that the sensor holders are arranged in two planes that are not parallel to one another, preferably planes that run perpendicular to one another, so that at least one sensor can see forward in the direction of travel and another sensor can be installed laterally for this purpose to capture a lateral vehicle environment. To put it simply, it is a multi-sensor carrier that “goes around the corner”.
  • the multi-sensor device has an additional carrier or an additional holder for holding an environment sensor.
  • the additional carrier or the additional holder can be detachably mountable on the multi-sensor carrier in the area of one of the sensor holders.
  • the additional carrier can already be permanently installed on the multi-sensor carrier.
  • the additional carrier or the additional holder is designed to hold an environment sensor that has different dimensions and / or size than an environment sensor that can be held in the sensor holder that is arranged in the area where the additional carrier or the additional holder is installed or mountable .
  • This offers the advantage that the same assembly point of the multi-sensor carrier can optionally be equipped with environment sensors of different dimensions or sizes. This is particularly useful for environment sensors that are not used at the same time become. As a result, the flexibility and the multi-sensor capability can be increased further without having to adapt the basic dimensions of the multi-sensor devices.
  • sensor holders of the multi-sensor carrier in which no environment sensor is held, are covered and / or concealed with a common or each with a separate cover cap.
  • the multi-sensor carrier can have several connection modules for electrical power supply and / or for data communication on its rear side.
  • Each sensor holder has at least one line for power supply, which can be connected to a vehicle-side power source via the connection module for electrical power supply, and a line for data communication, which can be connected to a vehicle-side data processing unit via a connection module for data communication.
  • each sensor holder has at least one line for power supply and at least one line for data supply, with each power and data line being routed via the connection modules.
  • the sensor holders have a cable that is used both for power supply and for data communication (e.g. Power over Ethernet cable or Power over Coax cable).
  • connection module is preferably connected with one or more data cables, but at least with CAN and power.
  • CAN CAN
  • an Ethernet connection can also be provided.
  • connection modules are preferably arranged at a distance from one another.
  • the connection modules can also be referred to as interface modules.
  • a connection module bundles (clusters) preferably a specific connection function for all sensor holders or for the sensors held in the multi-sensor carrier.
  • the sensor mounts are connected to the respective connection modules specified for them.
  • a connection function can be the power supply or a type of data communication (e.g. data bus or CAN-BUS connection).
  • the multi-sensor device can have at least two connection modules for data communication, which are selected from a group that includes a CAN connection module, an Ethernet connection module, a Gi gabit Multimedia Serial Link (GMSL) connection module and flat panel display Includes (FPD) link connection module.
  • the multi-sensor device can furthermore have a connection module for the central power supply of the sensor holders and / or the environment sensors held in the sensor holders.
  • a rear side of the multi-sensor carrier is preferably understood to mean that side which is opposite the side via which the environment sensors detect information about the surroundings when they are held in the sensor holders.
  • connection modules are releasably attached to the rear of the multi-sensor carrier. This has the advantage that connection modules can be exchanged more easily if another connection module is required in a further expansion stage of the multi-sensor device (upward compatibility).
  • the multi-sensor device is equipped with a sensor cleaning device which is designed to clean one or more of the environment sensors held on the multi-sensor carrier with a cleaning fluid.
  • the sensor cleaning device can have a cleaning connection for a supply of cleaning fluid and a cleaning nozzle for one or more sensors, preferably nearby, z. B. adjacent sensors to grasp that is in fluid communication with the cleaning port.
  • the sensor cleaning device can be provided with a pump, further preferably a pump with a compensating tank, for selective control of the cleaning.
  • the pump can be designed to provide an adjustable supply pressure with which cleaning fluid is supplied to an environment sensor to be cleaned.
  • a washing system can be integrated.
  • the multi-sensor device can be integrated into a vehicle lamp.
  • vehicle lights for example headlights
  • installation space within the light that is not otherwise required can be used before geous enough to accommodate environmental sensors in a space-saving manner.
  • the invention also relates to a motor vehicle, preferably a road-bound motor vehicle, with a multi-sensor device as described in this document.
  • the motor vehicle can be a utility vehicle, for example a truck or bus.
  • the motor vehicle can be a motor vehicle that assists or can be driven autonomously according to an autonomy level of at least level 2 according to the SAE J3016 standard.
  • only environment sensors can be held in the multi-sensor carrier of the multi-sensor device, which are used to detect the environment of the vehicle in the context of an autonomous ferry operation of the vehicle.
  • a method for equipping a motor vehicle with at least one environment sensor includes the provision of a multi-sensor carrier which is designed to accommodate several surrounding field sensors, preferably for accommodating several different types of environment sensors, the multi-sensor carrier having several sensor holders.
  • the method further includes determining a configuration and / or expansion stage of the driver assistance system of the vehicle and selecting a combination of environment sensors depending on the specific configuration and / or expansion stage of the driver assistance system and mounting the selected combination of environment sensors in the sensor holders of the multi-sensor Carrier.
  • a particular advantage of the method according to the invention is therefore that the multi-sensor device can be used for various expansion stages of a vehicle assistance system and / or automation level of vehicle automation or autonomous driving ability.
  • the multi-sensor device can have the same dimensions or the same package across different vehicles and can thus be installed in a large number of vehicles. A corresponding installation space is reserved in the so-called package of the vehicle in which the multi-sensor carrier is to be installed.
  • an advantageous embodiment provides that the aforementioned step “Be agreeing a configuration and / or expansion stage of the driver assistance system of the vehicle” the determination of an autonomy level (level), z. B. according to the standard SAE J3016 or according to another classification, comprises from a predetermined selection of autonomy levels, each of the selectable autonomy levels being assigned a predetermined compilation of environment sensors to be mounted in the multi-sensor carrier.
  • the equipping of the multi-sensor carrier with environment sensors and / or the interior of the multi-sensor device can thus be designed differently for different levels of autonomy.
  • the method for equipping motor vehicles of several series or series can be carried out.
  • the multi-sensor device and / or the multi-sensor carrier can be of the same design across series and / or series and / or be provided at the same point on the motor vehicle across series and / or series.
  • a defined installation space is thus provided for environment sensors on the motor vehicle in the same series / across several series.
  • the specific configuration of the multi-sensor device can be designed very differently, since the equipment with environment sensors can be varied in a simple manner as required and adapted to suit the vehicle.
  • the method can also include the step of expanding the functionality of a driver assistance system of the motor vehicle, preferably expanding the functionality of an autonomous driving ability of the motor vehicle.
  • the multi-sensor carrier is equipped with further environment sensors as part of the function expansion or the multi-sensor carrier is replaced by another multi-sensor carrier on which a set of environment sensors with an extended range of functions is mounted.
  • FIG. 1 shows highly schematic views of the multi-sensor carrier and the multi-sensor device in different assembly variants according to embodiments of the invention.
  • FIG. 2 shows schematic representations of a sensor holder with an additional holder in different assembly variants according to an embodiment of the invention
  • FIG. 3 shows a highly schematic view of a rear side of the multi-sensor device according to an embodiment of the invention
  • FIG. 4 shows a front view of a motor vehicle to illustrate various options for arranging the multi-sensor device according to embodiments of the invention
  • FIG. 5 shows a side view of a motor vehicle to illustrate various options for arranging the multi-sensor device according to embodiments of the invention.
  • FIG. 6 shows a flow chart to illustrate the steps of a method for equipping a motor vehicle with at least one environment sensor according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 1 schematically shows a multi-sensor carrier 2, which is designed to accommodate a plurality of environmental sensors.
  • the multi-sensor carrier 2 has in particular several sensor holders 3, which are shown by the dashed lines 3.
  • the sensor holders 3 can expediently be designed differently, for example, as they can have a receiving space for receiving an environment sensor, e.g. B. in the form of a cavity into which the environment sensor can be inserted.
  • the attachment of an environment sensor in a holder 3 can be positively and / or non-positively, for example by means of a detachable plug connection, a screw connection or other suitable approaches.
  • the multi-sensor carrier 2 itself can be designed as a rigid component.
  • the multi-sensor carrier 2 only has seven brackets 3 as an example, the Brackets 3 are partly the same and partly different in size in order to be able to accommodate environment sensors of different dimensions and / or modes of operation.
  • the multi-sensor carrier 2 can optionally be designed in two parts, having an inner part 9, which has several sensor mounts 3, which is only shown schematically here by the dashed line, and an outer part 31, the fastening points 32 for fastening the multi-sensor Device 1 at a vehicle-side mounting position (see FIG. 3).
  • the fastening points 32 can have predetermined screwing points in order to fasten the multi-sensor device 1 at the vehicle-side installation position.
  • the inner part 9 is preferably releasably attached to the outer part 31.
  • the view A shows the multi-sensor carrier 2 in an unequipped state, i. H. An environment sensor is not held in any of the sensor holders 3.
  • the view B of Figure 1 shown below shows a variant of the multi-sensor device 1, in which the multi-sensor carrier 2 is equipped with two environment sensors 4, namely with a camera 5 and a radar sensor 6.
  • This could be a simple one Represent the configuration of the multi-sensor device 1 which is provided for an autonomy level according to SAE level 2.
  • the view C of Figure 1 shows a further embodiment of the multi-sensor device 10, in which the multi-sensor carrier 2 is equipped with four environment sensors 4, namely a camera 5, a radar sensor 6 and two LIDAR sensors 7.
  • the view D of FIG. 1 finally shows a further variant of the multi-sensor device 100 in which the multi-sensor carrier 2 is equipped with seven environment sensors 4, namely with two cameras 5, one high-resolution radar sensor 6, and four LI DAR sensors 7.
  • a multi-sensor carrier or a sensor module can be used for different levels or expansion stages of the automation and / or driver assistance system of a vehicle, in which the multi-sensor carrier has different environmental sensors 4 is loaded.
  • Several environmental sensors 4 and sensor types can be installed in the sensor module. With increasing automation, additional sensors that are required for an extended functionality, are simply integrated into the already provided construction space, since the installation space is already seen through the corresponding brackets 3. This also ensures upgradeability.
  • the multi-sensor device has the same package or the same dimensions - regardless of the specific design.
  • the sensor module has the same package across different vehicles and can therefore be installed in the same way in a large number of vehicles.
  • the multi-sensor carrier 2 which fits into the defined installation space, always has the same screw-on points for connection to the vehicle.
  • the interior of the multi-sensor carrier 3, d. H. the area of the multi-sensor carrier, which includes the holders 3 and the fastening points for the environment sensors 4, is preferably the same over different expansion stages in order to reduce the variance.
  • the interior space of various multi-sensor carriers can also be varied for different expansion stages of the multi-sensor device.
  • the two-part design already mentioned above is particularly advantageous for this. Sensors from lower expansion levels can preferably be installed in the same multi-sensor carrier 2 in the same position.
  • FIG. 2 shows schematic representations of a section of the multi-sensor carrier 2, in which, in addition to a first sensor holder 3, an additional holder 23 is also provided in order to optionally attach a first environment sensor 4 of a first size in the first sensor holder 3 or another Environment sensor 24, which has a larger size than this, to be attached by means of additional bracket 23.
  • the view A of FIG. 2 shows the multi-sensor carrier 2 in a state in which no environment sensor is held in one of the two holders 3, 23.
  • the view B of FIG. 2 shows the multi-sensor carrier 2 in a state in which the environment sensor 24 with the larger dimensions is mounted.
  • the holding tion 23 predefined attachment points, for. B. screw points 22b.
  • the environment sensor 24 accordingly has corresponding fastening points 26b, e.g. B.
  • a sensor cleaning device 50 is shown, which can be optionally provided.
  • the cleaning system is used to clean sensors of the multi-sensor carrier 2, or at least some of the sensors, independently of the windows or headlight cleaning system, in order to reduce washing water consumption.
  • the cleaning system is integrated in the multi-sensor carrier 2.
  • the system presented in view B of Figure 2 is shown schematically.
  • a washing water connection 56 serves as an interface, which z. B. by a pump (not shown) from the central wash water tank of the vehicle (not shown) can be supplied. Wash water is collected in the compensation tank 51, which ensures a permanent and trouble-free wash water supply to another pump 52 built into the multi-sensor carrier.
  • the pump 52 can be designed so that it can control all cleaning nozzles 53 simultaneously via a washing water hose 54 or so that it can selectively control cleaning nozzles 53 from individual sensors in order to save washing water.
  • a wiper device 55 can be attached in front of a sensor 4, 5, 6, 7 in order to intensify the cleaning effect of the washing water.
  • the environment sensor 4 with the smaller dimensions is to be held on the multi-sensor carrier 2, it can instead be screwed tightly in the holder 3.
  • the environment sensor 4 has predetermined attachment points 26a which correspond to the attachment points, e.g. B. screw points, 22a of the bracket 3 can be attached NEN, so that the environment sensor 4 is positioned in a predetermined space 21 a, which is behind the space 21 b.
  • the environment sensor 24 is positioned above the installation space and above the holder 3, which are provided for the smaller environment sensor 4.
  • the additional holder could also be designed in such a way that the environment sensor can be held while partially utilizing the space of the smaller environment sensor 4.
  • the additional bracket can also be provided on the multi-sensor carrier 2 in a fixed manner, that is to say it cannot be detached.
  • both holders holder 3 and additional holder 23
  • both holders can already be attached to a sensor carrier inner part 9, as mentioned above.
  • the small sensor 4 can be attached in the holder 3.
  • a larger sensor 24 is to be installed, this can then be installed without changes to the inner part 9, ie the same inner part can be used who the.
  • FIG. 3 shows a rear side 30 of the multi-sensor device 1 according to one embodiment of the invention.
  • connection module 33, 34, 35, 36 where each connection module 33, 34, 35, 36 is connected via lines 38 to all sensor holders 3 and / or environment sensors of the multi-sensor carrier 2, in which also a sensor is currently held or is to be held.
  • a connection module 33 for electrical power supply is provided here.
  • the connection module 33 is connected to the vehicle power supply via the lines 37.
  • One or more electrical circuits can be connected to the multi-sensor device 1. Multiple circuits can be required for redundant power supply.
  • the voltage of the circuits can be the same (e.g. only 12V or only 24V) or different (e.g. 12V and 24V).
  • connection modules 34, 35, 36 are provided for data communication: a CAN-BUS connection module 34, an Ethernet connection module 35 and Flat Panel Display (FPD) link connection module 36.
  • the cabling of the connection modules is again denoted by reference numeral 38 illustrated with the sensor holders 3, so that each environment sensor which is mounted in one of the holders 3 is connected to the connection modules required in each case.
  • the cabling of the connection modules with the vehicle-side data-processing control devices is likewise illustrated accordingly with the reference symbol 37.
  • the connection modules 33, 34, 35, 36 can also be referred to as interface modules.
  • the interface modules are therefore bundled (clustered) in the present example according to type (Power, CAN, Ethernet, FPD-Link, ).
  • bundling (clustering) according to ADAS level can alternatively be provided so that an interface module can be added depending on the ADAS level.
  • connection modules interfaces
  • the number of connections for the power supply and the interfaces for the data communication must be sufficient to support the highest level of expansion, i.e. an expansion stage in which all brackets 3 are equipped with sensors.
  • the cabling 37 can be provided in the vehicle in the maximum expansion stage.
  • the sensors that are to be installed can be wired.
  • the sensors that are also to be installed are wired and furthermore selected further interfaces with suitable ones Cables are provided, e.g. the camera interface has an FPD link connection. Furthermore, there is sufficient space for the laying of the cabling to the control units and the power supply.
  • the interface modules can be permanently or interchangeably integrated in the multi-sensor carrier 2.
  • the latter variant increases the upward compatibility, so that interface modules can also be easily exchanged if necessary.
  • Interface modules for specific expansion stages of the vehicle assistance systems can be installed.
  • FIG. 4 shows a front view
  • FIG. 5 shows a side view of a truck to illustrate various options for arranging the multi-sensor device 1 according to embodiments of the invention.
  • the driver's cab e.g. B. in a Be rich 41 below the roof, on the roof, integrated into the storage compartments, or in the area of a sun visor 42, which is to be adapted accordingly in terms of installation space, in an area in the interior of the vehicle below the storage compartments, in an area below the wind protective window 43, in the exterior mirror 45 or in the chassis front section 44.
  • the following points are particularly advantageous to arrange the multi-sensor device: in the area of the front section and / or the bumper, under the vehicle roof, especially in an area above the windshield under the Vehicle roof.
  • a cutout in the windshield can be advantageous here.
  • FIG. 6 shows a flow chart to illustrate the steps of a method for equipping a motor vehicle with at least one environment sensor using the multi-sensor device described above.
  • the method comprises the provision of a multi-sensor carrier which is designed to accommodate several environment sensors, preferably to accommodate several different types of environment sensors, the multi-sensor carrier having several sensor mounts.
  • the multi-sensor carrier can be carried out as described above.
  • the method further comprises determining a configuration and / or expansion stage of the driver assistance system of the vehicle. According to this step, it is determined what number and type of environment sensors are required in order to detect the desired driver assistance systems with the required ones on the vehicle side To be able to supply environmental data.
  • the level of autonomy to be implemented in accordance with the SAE J3016 standard, by means of which the motor vehicle is autonomous, can be defined, with each of the selectable levels of autonomy being assigned a predetermined set of environment sensors to be mounted in the multi-sensor carrier is.
  • step S30 a combination of environment sensors is selected depending on the specific configuration and / or expansion stage of the driver assistance system and the selected combination of environment sensors is mounted in the sensor holders of the multi-sensor carrier.
  • the equipping of the multi-sensor carrier with environment sensors and / or the interior of the multi-sensor device can thus be designed differently for different levels of autonomy.
  • additional sensors that are required for extended functionality can simply be integrated into the space already provided or into sensor mounts that have not yet been fitted, since the space is in principle already provided for this and the space required for this similar connections.
  • motor vehicles of several construction series or construction series can each be efficiently equipped with adapted configurations of environment sensors in order to adapt the motor vehicles specifically to the respective expansion stages of the driver assistance system, e.g. B. different levels of autonomy, to adapt sen in which they are ordered by the customer or delivered according to the current state of development who should.

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Abstract

The invention relates to a multi-sensor apparatus for a motor vehicle, in particular a multi-sensor apparatus for equipping a motor vehicle with environmental sensors. The invention also relates to a method for equipping a motor vehicle with at least one environmental sensor, preferably such a method for adapting the vehicle equipment to a level of autonomy, by means of which the motor vehicle can be driven in an autonomous manner. The multi-sensor apparatus (1; 10; 100) comprises a multi-sensor carrier (2), which is designed to accommodate a plurality of environmental sensors and has a plurality of sensor holders (3) for this purpose, and at least two environmental sensors (4) which are held on the multi-sensor carrier (2) and are selected from a group of environmental sensors comprising a radar sensor (6), a LIDAR sensor (7), an ultrasonic sensor and a camera (5).

Description

Multi-Sensor-Vorrichtung eines Kraftfahrzeugs und Verfahren zur Ausstattung eines Kraftfahrzeugs mit mindestens einem Umfeldsensor Multi-sensor device of a motor vehicle and method for equipping a motor vehicle with at least one environment sensor
Beschreibung description
Die Erfindung betrifft eine Multi-Sensor-Vorrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere eine Multi-Sensor-Vorrichtung zur Ausstattung eines Kraftfahrzeugs mit Umfeldsensoren. Die Er findung betrifft ferner ein Verfahren zur Ausstattung eines Kraftfahrzeugs mit mindestens ei nem Umfeldsensor, vorzugsweise ein derartiges Verfahren zur Anpassung der Fahrzeugaus stattung an eine höhere Autonomiestufe, mit der der Funktionsumfang des Fahrerassistenz systems erhöht wird. The invention relates to a multi-sensor device for a motor vehicle, in particular a multi-sensor device for equipping a motor vehicle with environment sensors. The invention also relates to a method for equipping a motor vehicle with at least egg nem environment sensor, preferably such a method for adapting the vehicle equipment to a higher level of autonomy, with which the functionality of the driver assistance system is increased.
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, zur Unterstützung des Fahrers eines Kraftfahrzeugs und zur Ansteuerung von Sicherungsmitteln Umfeldsensoren einzusetzen, mit denen insbe sondere Objekte erkannt werden können und/oder der Abstand zu Objekten, wie beispiels weise anderen Fahrzeugen bzw. Hindernissen, bestimmt werden kann. Die Sensoren sind dabei in der Regel als Radar-, Infrarot- oder Ultraschallsensoren ausgeführt, die über einen Sender verfügen, der elektromagnetische oder akustische Wellen aussendet, die von Objek ten im Umfeld des Fahrzeugs reflektiert werden. Der reflektierte Anteil der Wellen wird von einem Empfänger erfasst, wobei aus der Laufzeit der reflektierten Wellen der Abstand zu den Objekten bestimmt werden kann. Auch Kameras können als Umfeldsensoren eingesetzt wer den. It is known from the prior art to use environment sensors to support the driver of a motor vehicle and to control safety devices, with which particular objects can be detected and / or the distance to objects, such as other vehicles or obstacles, can be determined . The sensors are usually designed as radar, infrared or ultrasonic sensors that have a transmitter that emits electromagnetic or acoustic waves that are reflected th by objek around the vehicle. The reflected portion of the waves is recorded by a receiver, and the distance to the objects can be determined from the transit time of the reflected waves. Cameras can also be used as environment sensors.
Aus dem Stand der Technik sind ferner Kraftfahrzeuge bekannt, die in einem autonomen oder teilautonomen Fahrmodus betreibbar sind, in welchem das Kraftfahrzeug mithilfe eines Fah rerassistenzsystems selbsttätig sowohl eine Längsführung als auch eine Querführung des Kraftfahrzeugs umfassende Fahrzeugführung durchführt. Hierbei können unterschiedliche Au tonomiestufen (Level) beispielweise gemäß der Norm SAE J3016 in sechs Stufen klassifiziert werden, die nachfolgend als SAE-Stufen oder SAE-Level bezeichnet werden. From the prior art, motor vehicles are also known that can be operated in an autonomous or partially autonomous driving mode in which the motor vehicle automatically guides both longitudinal and lateral guidance of the motor vehicle with the aid of a driver assistance system. Different levels of autonomy can be classified into six levels, for example according to the SAE J3016 standard, which are referred to below as SAE levels or SAE levels.
Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2009 010 006 A1 ist beispielsweise ferner ein Verfahren zum teilautonomen oder autonomen Fahren eines Kraftfahrzeugs mittels eines Fahrerassis tenzsystems bekannt. Hierbei werden mittels einer Umfeldsensorik Daten des Umfelds des Kraftfahrzeugs bestimmt. Aus den Umfelddaten wird dann eine Fahrstrategie zum teilautono men oder autonomen Fahren bestimmt. Im Hinblick auf die zunehmende Bedeutung von Fahrerassistenzsystemen und autonom be treibbaren Fahrzeugen werden zunehmend hohe Anforderungen an die Umfeldsensorik des Kraftfahrzeugs gestellt. Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, die bekannten Ansätze, um Fahrzeuge mit einer Umfeldsensorik auszustatten, zu verbessern. Die Aufgabe der Erfindung ist es insbesondere, einen verbesserten Ansatz bereitzustellen, um Kraftfahrzeuge flexibel, bauraum-effizient und mit geringen Montageaufwänden mit mehreren Umfeldsensoren aus statten zu können und/oder um die Sensorausstattung zur Umfeldausstattung eines Fahr zeugs montage- und kosteneffizient an unterschiedliche Anforderungen betreffend die auto nome Fahrfähigkeit des Kraftfahrzeugs anpassen zu können. A method for partially autonomous or autonomous driving of a motor vehicle by means of a driver assistance system is also known from the laid-open specification DE 10 2009 010 006 A1. In this case, data of the surroundings of the motor vehicle are determined by means of an environmental sensor system. A driving strategy for semi-autonomous or autonomous driving is then determined from the environment data. In view of the increasing importance of driver assistance systems and autonomously driven vehicles, increasingly high demands are placed on the environment sensors of the motor vehicle. It is therefore an object of the invention to improve the known approaches for equipping vehicles with an environment sensor system. The object of the invention is in particular to provide an improved approach to be able to equip motor vehicles flexibly, space-efficiently and with little installation effort with multiple environment sensors and / or to assemble and cost-efficiently the sensor equipment for the environment of a vehicle to different requirements to be able to adapt the autonomous driving ability of the motor vehicle.
Diese Aufgaben werden durch Vorrichtungen und Verfahren mit den Merkmalen der unabhän gigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Anwendungen der Erfindung er geben sich aus den abhängigen Ansprüchen und werden in der folgenden Beschreibung unter teilweiser Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. These objects are achieved by devices and methods having the features of the independent claims. Advantageous embodiments and applications of the invention emerge from the dependent claims and are explained in more detail in the following description with partial reference to the figures.
Gemäß einem ersten allgemeinen Gesichtspunkt der Erfindung wird eine Vorrichtung eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt, die einen Träger umfasst, der zur Aufnahme mehrerer Umfeld sensoren ausgebildet ist und hierzu mehrere Sensorhalterungen aufweist. Entsprechend wird der Träger nachfolgend auch als Multi-Sensor-Träger bezeichnet. Die Vorrichtung umfasst fer ner mindestens zwei Umfeldsensoren, die auf dem Multi-Sensor-Träger gehaltert sind und die aus einer Gruppe von Umfeldsensoren ausgewählt sind, die einen Radarsensor, einen LIDAR- Sensor, einen Ultraschallsensor und eine Kamera umfasst. Entsprechend wird die Vorrichtung nachfolgend auch als Multi-Sensor-Vorrichtung bezeichnet. Die Multi-Sensor-Vorrichtung, die auch als Anschlussmodul für mehrere Umfeldsensoren bezeichnet werden kann, ist daher zur Aufnahme mehrerer unterschiedlicher Typen von Umfeldsensoren ausgebildet. Beispiels weise kann die Multi-Sensor-Vorrichtung einen Radarsensor und eine Kamera umfassen, die auf dem Multi-Sensor-Träger gehaltert sind. According to a first general aspect of the invention, a device of a motor vehicle is provided which comprises a carrier which is designed to accommodate a plurality of environmental sensors and for this purpose has a plurality of sensor holders. Accordingly, the carrier is also referred to below as a multi-sensor carrier. The device further comprises at least two environment sensors, which are mounted on the multi-sensor carrier and which are selected from a group of environment sensors, which includes a radar sensor, a LIDAR sensor, an ultrasonic sensor and a camera. Accordingly, the device is also referred to below as a multi-sensor device. The multi-sensor device, which can also be referred to as a connection module for several environment sensors, is therefore designed to accommodate several different types of environment sensors. For example, the multi-sensor device can comprise a radar sensor and a camera, which are held on the multi-sensor carrier.
Unter dem Begriff eines„Umfeldsensors“ soll ein Sensor verstanden sein, der ausgebildet ist, die Umgebung des Kraftfahrzeugs zu erfassen zur Unterstützung des Fahrers eines Kraftfahr zeugs und/oder zur Ansteuerung von Sicherungsmitteln. Mit Hilfe eines Umfeldsensors kön nen beispielsweise Objekte im Umfeld des Kraftfahrzeugs erkannt werden und/oder der Ab stand zu Objekten, wie beispielsweise anderen Fahrzeugen bzw. Hindernissen, bestimmt wer den. Der Umfeldsensor kann vorzugsweise ein Radar-Sensor, ein LIDAR-Sensor, ein Ultra schallsensor oder eine Kamera sein. Ein besonderer Vorzug der Erfindung liegt somit darin, dass mehrere Umfeldsensoren auf ei nem Sensorträger gehaltert werden können und sind. Ferner kann der Multi-Sensor-Träger wahlweise mit unterschiedlichen Umfeldsensoren bestückt werden, so dass die Sensorkonfi guration des Kraftfahrzeugs flexibel und mit geringem Montageaufwand an unterschiedliche Fahrzeugkonfigurationen angepasst werden kann. The term “environment sensor” should be understood to mean a sensor which is designed to detect the environment of the motor vehicle to support the driver of a motor vehicle and / or to control safety devices. With the help of an environment sensor, for example, objects in the vicinity of the motor vehicle can be detected and / or the distance to objects, such as other vehicles or obstacles, can be determined. The environment sensor can preferably be a radar sensor, a LIDAR sensor, an ultrasonic sensor or a camera. A particular advantage of the invention is therefore that several environment sensors can and are held on a sensor carrier. Furthermore, the multi-sensor carrier can optionally be equipped with different environment sensors, so that the sensor configuration of the motor vehicle can be adapted flexibly and with little installation effort to different vehicle configurations.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Multi-Sensor-Träger zur Aufnahme von mindestens vier Umfeldsensoren ausgebildet, aufweisend mindestens vier Sensorhalterun gen. Weiter vorzugsweise kann der Multi-Sensor-Träger zur Aufnahme von mindestens sechs Umfeldsensoren ausgebildet sein, aufweisend mindestens sechs Sensorhalterungen. Gemäß diesen Ausführungsformen können mittels einem einzigen Bauteil, dem Multi-Sensor-Träger, unterschiedliche Sensorkonfigurationen realisiert werden, um z. B. Fahrzeuge der gleichen Baureihe an unterschiedliche Autonomiestufen des Fahrzeugs oder Entwicklungsstadien der Fahrerassistenzsysteme anpassen zu können. Es muss hierzu lediglich die Bestückung des Multi-Sensor-Trägers geändert werden. Der im Fahrzeug benötigte Bauraum zur Montage der Multi-Sensor-Vorrichtung kann unverändert bleiben. According to a preferred embodiment, the multi-sensor carrier is designed to hold at least four environment sensors, having at least four sensor holders. The multi-sensor carrier can also preferably be designed to hold at least six environment sensors, having at least six sensor holders. According to these embodiments, different sensor configurations can be implemented by means of a single component, the multi-sensor carrier, in order to e.g. B. to be able to adapt vehicles of the same series to different autonomy levels of the vehicle or development stages of the driver assistance systems. All that has to be done is to change the configuration of the multi-sensor carrier. The space required in the vehicle for mounting the multi-sensor device can remain unchanged.
Entsprechend diesen Ausführungsformen kann beispielsweise die Multi-Sensor-Vorrichtung gemäß einerweiteren Ausführungsvariante einen Radarsensor, eine Kamera und zwei LIDAR- Sensoren, die auf dem Multi-Sensor-Träger gehaltert sind, umfassen. Diese Variante kann lediglich beispielhaft zur Realisierung einer Fahrzeugautomatisierung gemäß SAE-Level 3 ver wendet werden. Die Multi-Sensor-Vorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsvariante kann beispielsweise einen Radarsensor, zwei Kameras und vier LIDAR-Sensoren, die auf dem Multi-Sensor-Träger gehaltert sind, umfassen. Diese Variante kann lediglich beispielhaft zur Realisierung einer Fahrzeugautomatisierung gemäß SAE-Level 4 verwendet werden. According to these embodiments, for example, the multi-sensor device according to a further embodiment variant can comprise a radar sensor, a camera and two LIDAR sensors which are held on the multi-sensor carrier. This variant can only be used as an example to implement vehicle automation according to SAE level 3. The multi-sensor device according to a further embodiment variant can for example comprise a radar sensor, two cameras and four LIDAR sensors, which are held on the multi-sensor carrier. This variant can only be used as an example for implementing vehicle automation according to SAE level 4.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann der Multi-Sensor-Träger zweiteilig ausgeführt sein: ein mehrere Sensorhalterungen aufweisendes Innenteil und ein Außenteil, das Befestigungsstellen zur Befestigung der Vorrichtung an einer fahrzeugseitigen Montage position aufweist. Hierbei ist das Innenteil vorzugsweise lösbar am Außenteil befestigt. Dies ermöglicht eine einfach zu realisierende Upgrade-Fähigkeit der Multi-Sensor-Vorrichtung in einer Werkstatt, in dem lediglich das Innenteil gegen ein neues Innenteil, das eine andere Sensorbestückung aufweist, ausgetauscht wird, während das Außenteil weiterverwendet wer den kann. Dies ermöglicht eine leichtere Anpassung an zukünftige Entwicklungen. Der Kunde kann sich leicht zusätzliche Funktionen in der Werkstatt nachrüsten lassen. Ebenso gibt es Vorteile aus Fahrzeughersteller-Perspektive ohne sog. Package-Änderungen am Fahrzeug neue Sensoren für erweiterte Funktionalität einzuführen. Weitere Vorteile liegen in der verbes serten Massenproduktion, da viele Gleichteile erzeugt werden bei gleichbleibendem Außenteil. According to a further preferred embodiment, the multi-sensor carrier can be designed in two parts: an inner part having a plurality of sensor holders and an outer part which has fastening points for fastening the device to a vehicle-side assembly position. Here, the inner part is preferably releasably attached to the outer part. This enables the multi-sensor device to be easily upgraded in a workshop, in which only the inner part is exchanged for a new inner part that has a different sensor configuration, while the outer part can continue to be used. This enables easier adaptation to future developments. The customer can easily have additional functions retrofitted in the workshop. There are also advantages from a vehicle manufacturer's perspective without so-called package changes to the vehicle introduce new sensors for enhanced functionality. Further advantages lie in the improved mass production, since many identical parts are produced while the outer part remains the same.
Sollen beispielsweise Sensoren verbaut werden, die nicht in die bestehenden Halterungen passen, könnte aufgrund des zweiteiligen Aufbaus ein neues Innenteil mit angepassten Hal terungen für den Multi-Sensor-Träger entworfen werden, während das Außenteil mit den Be festigungsstellen am Fahrzeug nicht verändert werden muss. If, for example, sensors are to be installed that do not fit into the existing brackets, a new inner part with adapted brackets could be designed for the multi-sensor carrier due to the two-part structure, while the outer part with the fastening points on the vehicle does not have to be changed.
Ferner kann der Multi-Sensor-Träger einteilig ausgeführt sein. Furthermore, the multi-sensor carrier can be made in one piece.
Ferner besteht die Möglichkeit, dass die Sensorhalterungen in einer Montageebene verteilt angeordnet sind, so dass die in den Sensorhalterungen gehalterten Umfeldsensoren in der Montageebene nebeneinander angeordnet sind, vorzugsweise derart, dass die Erfassungs richtung der Umfeldsensoren im Wesentlichen gleich ist. Mit anderen Worten können die Um feldsensoren auf der Sensorhalterung nebeneinander verteilt angeordnet werden und alle in die gleiche Richtung relativ zum Fahrzeug schauen, um das Umfeld des Fahrzeugs zu erfas sen. Der Multi-Sensor-Träger kann als starres Bauteil ausgeführt sein. Furthermore, there is the possibility that the sensor brackets are arranged distributed in a mounting plane, so that the environment sensors held in the sensor brackets are arranged next to one another in the mounting plane, preferably such that the detection direction of the environment sensors is essentially the same. In other words, the field sensors can be arranged distributed next to one another on the sensor holder and all look in the same direction relative to the vehicle in order to detect the surroundings of the vehicle. The multi-sensor carrier can be designed as a rigid component.
Alternative kann der Multi-Sensor-Träger so ausgeführt ist, dass die Sensorhalterungen in zwei zueinander nicht parallelen Ebenen, vorzugsweise zueinander senkrecht verlaufenden Ebenen angeordnet sind, so dass zumindest ein Sensor in Fahrtrichtung nach vorne sehen kann und ein anderer Sensor hierzu seitlich eingebaut werden kann, um ein seitliches Fahr zeugumfeld zu erfassen. Vereinfacht ausgedrückt handelt es sich um einen„um die Ecke ge henden“ Multi-Sensor-Träger. Alternatively, the multi-sensor carrier can be designed in such a way that the sensor holders are arranged in two planes that are not parallel to one another, preferably planes that run perpendicular to one another, so that at least one sensor can see forward in the direction of travel and another sensor can be installed laterally for this purpose to capture a lateral vehicle environment. To put it simply, it is a multi-sensor carrier that “goes around the corner”.
Alternativ oder zusätzlich besteht die Möglichkeit, dass die Multi-Sensor-Vorrichtung einen Zu satzträger oder eine Zusatzhalterung zur Halterung eines Umfeldsensors aufweist. Der Zu satzträger oder die Zusatzhalterung kann im Bereich einer der Sensorhalterungen lösbar auf dem Multi-Sensor-Träger montierbar sein. Alternativ kann der Zusatzträger bereits fest am Multi-Sensor-T räger verbaut sein. Der Zusatzträger oder die Zusatzhalterung ist zur Halterung eines Umfeldsensors ausgelegt, der eine unterschiedlichere Abmessung und/oder Baugröße aufweist als ein Umfeldsensor, der in der Sensorhalterung gehaltert werden kann, die in dem Bereich angeordnet ist, wo der Zusatzträger oder die Zusatzhalterung verbaut oder montierbar ist. Dies bietet den Vorteil, dass die gleiche Montagestelle des Multi-Sensor-Trägers wahl weise mit Umfeldsensoren unterschiedlicher Abmessungen bzw. Baugröße bestückt werden kann. Dies bietet sich insbesondere für Umfeldsensoren an, die nicht gleichzeitig verwendet werden. Dadurch kann die Flexibilität und die Multi-Sensor-Fähigkeit weiter erhöht werden, ohne die Grundabmessungen der Multi Sensor-Vorrichtungen anpassen zu müssen. As an alternative or in addition, there is the possibility that the multi-sensor device has an additional carrier or an additional holder for holding an environment sensor. The additional carrier or the additional holder can be detachably mountable on the multi-sensor carrier in the area of one of the sensor holders. Alternatively, the additional carrier can already be permanently installed on the multi-sensor carrier. The additional carrier or the additional holder is designed to hold an environment sensor that has different dimensions and / or size than an environment sensor that can be held in the sensor holder that is arranged in the area where the additional carrier or the additional holder is installed or mountable . This offers the advantage that the same assembly point of the multi-sensor carrier can optionally be equipped with environment sensors of different dimensions or sizes. This is particularly useful for environment sensors that are not used at the same time become. As a result, the flexibility and the multi-sensor capability can be increased further without having to adapt the basic dimensions of the multi-sensor devices.
Gemäß einem weiteren Aspekt kann vorgesehen sein, dass Sensorhalterungen des Multi- Sensor-Trägers, in denen kein Umfeldsensor gehaltert ist, mit einer gemeinsamen oder jeweils mit einer separaten Abdeckungskappe verdeckt und/oder verblendet sind. In ähnlicher Weise kann vorgesehen sein, dass ein von einer Sensorhalterung des Multi-Sensor-Trägers ausge bildeter Hohlraum zur Aufnahme eines Umfeldsensors, in dem kein Umfeldsensor aktuell geh altert ist, mit einer Abdeckungskappe verdeckt und/oder verblendet ist. Dadurch können nicht verwendete Montageplätze für Umfeldsensoren besser vor Schmutz, Feuchtigkeit oder me chanischer Beschädigung geschützt werden. According to a further aspect, it can be provided that sensor holders of the multi-sensor carrier, in which no environment sensor is held, are covered and / or concealed with a common or each with a separate cover cap. In a similar way it can be provided that a cavity formed by a sensor holder of the multi-sensor carrier for receiving an environment sensor, in which no environment sensor is currently held, is covered and / or covered with a cover cap. As a result, unused assembly areas for environmental sensors can be better protected from dirt, moisture or mechanical damage.
Alternativ oder zusätzlich kann der Multi-Sensor-Träger an seiner Rückseite mehrere An- schlussmodule zur elektrischen Stromversorgung und/oder zur Datenkommunikation aufwei sen. Hierbei weist jede Sensorhalterung mindestens eine Leitung zur Stromversorgung auf, die über das Anschlussmodul zur elektrischen Stromversorgung mit einer fahrzeugseitigen Stromquelle verbindbar ist sowie eine Leitung zur Datenkommunikation, die über ein An schlussmodul zur Datenkommunikation mit einer fahrzeugseitigen Datenverarbeitungseinheit verbindbar ist. Anders ausgedrückt: Jede Sensorhalterung weist mindestens eine Leitung zur Stromversorgung sowie mindestens eine Leitung zur Datenversorgung auf, wobei jede strom- und Datenleitung über die Anschlussmodule geroutet werden. Alternativ besteht hierbei auch die Möglichkeit, dass Sensorhalterungen eine Leitung aufweisen, die sowohl zur Stromversor gung als auch zur Datenkommunikation dient (z. B:. Power over Ethernet-Leitung oder Power over Coax-Leitung). Bei der Verwendung einer solchen Schnittstelle ist keine Verbindung der spezifischen Sensorhalterung zum Anschlussmodul Stromversorgung auf dem Multi-Sensor- Träger von Nöten. Vorzugsweise ist jedes Anschlussmodul mit einem oder mehreren Daten kabel angeschlossen, mindestens jedoch mit CAN und Strom. Anstatt einem CAN-Anschluss kann auch ein Ethernet-Anschluss vorgesehen sein. Alternatively or additionally, the multi-sensor carrier can have several connection modules for electrical power supply and / or for data communication on its rear side. Each sensor holder has at least one line for power supply, which can be connected to a vehicle-side power source via the connection module for electrical power supply, and a line for data communication, which can be connected to a vehicle-side data processing unit via a connection module for data communication. In other words, each sensor holder has at least one line for power supply and at least one line for data supply, with each power and data line being routed via the connection modules. As an alternative, there is also the possibility that the sensor holders have a cable that is used both for power supply and for data communication (e.g. Power over Ethernet cable or Power over Coax cable). When using such an interface, there is no need to connect the specific sensor holder to the power supply connection module on the multi-sensor carrier. Each connection module is preferably connected with one or more data cables, but at least with CAN and power. Instead of a CAN connection, an Ethernet connection can also be provided.
Die Anschlussmodule sind vorzugsweise beabstandet zueinander angeordnet. Die Anschluss module können auch als Schnittstellenmodule bezeichnet werden. Ein Anschlussmodul bün delt (clustert) vorzugsweise eine bestimmte Anschlussfunktion für alle Sensorhalterungen oder für die in dem Multi-Sensor-Träger gehalterten Sensoren. Hierdurch sind somit die Sensorhal terungen an die für sie festgelegten jeweiligen Anschlussmodule angeschlossen. Eine Anschlussfunktion kann die Stromversorgung oder eine Art der Datenkommunikation (z. B. Datenbus- oder CAN-BUS-Anschluss) sein. Beispielsweise kann die Multi-Sensor-Vor- richtung mindestens zwei Anschlussmodule zur Datenkommunikation aufweisen, die aus einer Gruppe ausgewählt sind, die ein CAN-Anschlussmodul, ein Ethernet-Anschlussmodul, ein Gi gabit Multimedia Serial Link (GMSL)-Anschlussmodul und Flat Panel Display (FPD)-Link-An- schlussmodul umfasst. Die Multi-Sensor-Vorrichtung kann ferner ein Anschlussmodul zur zentralen Stromversorgung der Sensorhalterungen und/oder der in den Sensorhalterungen gehalterten Umfeldsensoren aufweisen. The connection modules are preferably arranged at a distance from one another. The connection modules can also be referred to as interface modules. A connection module bundles (clusters) preferably a specific connection function for all sensor holders or for the sensors held in the multi-sensor carrier. As a result, the sensor mounts are connected to the respective connection modules specified for them. A connection function can be the power supply or a type of data communication (e.g. data bus or CAN-BUS connection). For example, the multi-sensor device can have at least two connection modules for data communication, which are selected from a group that includes a CAN connection module, an Ethernet connection module, a Gi gabit Multimedia Serial Link (GMSL) connection module and flat panel display Includes (FPD) link connection module. The multi-sensor device can furthermore have a connection module for the central power supply of the sensor holders and / or the environment sensors held in the sensor holders.
Als eine Rückseite des Multi-Sensor-Trägers wird vorzugsweise diejenige Seite verstanden, die gegenüberliegend zu der Seite ist, über die die Umfeldsensoren Umgebungsinformationen erfassen, wenn diese in den Sensorhalterungen gehaltert sind. A rear side of the multi-sensor carrier is preferably understood to mean that side which is opposite the side via which the environment sensors detect information about the surroundings when they are held in the sensor holders.
Gemäß einem weiteren Aspekt besteht die Möglichkeit, dass zumindest ein Teil der An schlussmodule lösbar an der Rückseite des Multi-Sensor-Trägers befestigt ist. Dies bietet den Vorzug, dass Anschlussmodule leichter ausgetauscht werden können, falls ein anderes An schlussmodul in einer weiteren Ausbaustufe der Multi-Sensor-Vorrichtung benötigt wird (Auf wärtskompatibilität). According to a further aspect, there is the possibility that at least some of the connection modules are releasably attached to the rear of the multi-sensor carrier. This has the advantage that connection modules can be exchanged more easily if another connection module is required in a further expansion stage of the multi-sensor device (upward compatibility).
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Multi-Sensor-Vorrichtung, weiter vorzugsweise der Multi-Sensor-Träger, mit einer Sensorreinigungseinrichtung ausgestattet, die ausgebildet ist, einen oder mehrere der auf dem Multi-Sensor-Träger gehalterten Umfeldsensoren mit ei ner Reinigungsflüssigkeit zu reinigen. Die Sensorreinigungseinrichtung kann einen Reini gungsanschluss für eine Versorgung mit Reinigungsflüssigkeit und eine Reinigungsdüse für einen oder mehrere Sensoren, vorzugsweise nahegelegene, z. B. benachbarte, Sensoren um fassen, die in Fluidverbindung mit den Reinigungsanschluss steht. Ferner kann die Sensorrei nigungseinrichtung eine Pumpe, weiter vorzugsweise eine Pumpe mit Ausgleichsbehälter, zur selektiven Steuerung der Reinigung vorgesehen sein. Die Pumpe kann ausgebildet sein, einen einstellbaren Versorgungsdruck bereitzustellen, mit dem Reinigungsflüssigkeit einem zu reini genden Umfeldsensor zugeführt wird. Ferner kann gemäß einer weiteren Variante eine Wi scheranlage integriert sein. According to a further embodiment, the multi-sensor device, more preferably the multi-sensor carrier, is equipped with a sensor cleaning device which is designed to clean one or more of the environment sensors held on the multi-sensor carrier with a cleaning fluid. The sensor cleaning device can have a cleaning connection for a supply of cleaning fluid and a cleaning nozzle for one or more sensors, preferably nearby, z. B. adjacent sensors to grasp that is in fluid communication with the cleaning port. Furthermore, the sensor cleaning device can be provided with a pump, further preferably a pump with a compensating tank, for selective control of the cleaning. The pump can be designed to provide an adjustable supply pressure with which cleaning fluid is supplied to an environment sensor to be cleaned. Furthermore, according to a further variant, a washing system can be integrated.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Aspekt kann die Multi-Sensor-Vorrichtung in eine Fahr zeugleuchte integriert sein. Auf diese Weise kann bei Fahrzeugleuchten, beispielsweise Scheinwerfern, Bauraum innerhalb der Leuchte, der sonst nicht anderweitig benötigt wird, vor teilhafterweise genutzt werden, um bauraumsparend Umfeldsensoren unterzubringen. Die Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug, vorzugsweise ein straßengebundenes Kraftfahr zeug, mit einer Multi-Sensor-Vorrichtung wie in diesem Dokument beschrieben. Das Kraftfahr zeug kann ein Nutzfahrzeug sein, beispielsweise ein Lastkraftwagen oder Omnibus. According to a further advantageous aspect, the multi-sensor device can be integrated into a vehicle lamp. In this way, in the case of vehicle lights, for example headlights, installation space within the light that is not otherwise required can be used before geous enough to accommodate environmental sensors in a space-saving manner. The invention also relates to a motor vehicle, preferably a road-bound motor vehicle, with a multi-sensor device as described in this document. The motor vehicle can be a utility vehicle, for example a truck or bus.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann das Kraftfahrzeug ein Kraftfahrzeug sein, das gemäß einer Autonomiestufe (Level) von mindestens der Stufe 2 gemäß der Norm SAE J3016 assistiert oder autonom fahrbar ist. Gemäß einem weiteren Aspekt können in dem Multi- Sensor-Träger der Multi-Sensor-Vorrichtung ausschließlich Umfeldsensoren gehaltert sein, die zur Umfelderfassung des Fahrzeugs im Rahmen eines autonomen Fährbetriebs des Fahr zeugs verwendet werden. According to a preferred embodiment, the motor vehicle can be a motor vehicle that assists or can be driven autonomously according to an autonomy level of at least level 2 according to the SAE J3016 standard. According to a further aspect, only environment sensors can be held in the multi-sensor carrier of the multi-sensor device, which are used to detect the environment of the vehicle in the context of an autonomous ferry operation of the vehicle.
Gemäß einem zweiten allgemeinen Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Verfahren zur Aus stattung eines Kraftfahrzeugs mit mindestens einem Umfeldsensor bereitgestellt. Das Verfah ren umfasst das Bereitstellen eines Multi-Sensor-Trägers, der zur Aufnahme mehrerer Um feldsensoren ausgebildet ist, vorzugweise zur Aufnahme mehrerer unterschiedlicher Typen von Umfeldsensoren, wobei der Multi-Sensor-Träger mehrere Sensorhalterungen aufweist. Das Verfahren umfasst ferner das Bestimmen einer Konfiguration und/oder Ausbaustufe des Fahrerassistenzsystems des Fahrzeugs und das Auswählen einer Zusammenstellung von Umfeldsensoren in Abhängigkeit von der bestimmten Konfiguration und/oder Ausbaustufe des Fahrerassistenzsystems und Montieren der ausgewählten Zusammenstellung von Umfeld sensoren in den Sensorhalterungen des Multi-Sensor-Trägers. Ein besonderer Vorzug des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt somit darin, dass die Multi-Sensor-Vorrichtung für ver schiedene Ausbaustufen eines Fahrzeugassistenzsystems und/oder Automatisierungslevel der Fahrzeugautomatisierung oder der autonomen Fahrfähigkeit verwendet werden kann. Hierbei kann die Multi-Sensor-Vorrichtung die gleichen Abmessungen oder das gleiche Pack age über verschiedene Fahrzeuge aufweisen und somit in einer Vielzahl von Fahrzeugen ver baut werden. Hierbei wird ein entsprechender Bauraum im sog. Package des Fahrzeugs, in dem der Multi-Sensor-Träger verbaut werden soll, vorgehalten. According to a second general aspect of the invention, a method for equipping a motor vehicle with at least one environment sensor is provided. The method includes the provision of a multi-sensor carrier which is designed to accommodate several surrounding field sensors, preferably for accommodating several different types of environment sensors, the multi-sensor carrier having several sensor holders. The method further includes determining a configuration and / or expansion stage of the driver assistance system of the vehicle and selecting a combination of environment sensors depending on the specific configuration and / or expansion stage of the driver assistance system and mounting the selected combination of environment sensors in the sensor holders of the multi-sensor Carrier. A particular advantage of the method according to the invention is therefore that the multi-sensor device can be used for various expansion stages of a vehicle assistance system and / or automation level of vehicle automation or autonomous driving ability. In this case, the multi-sensor device can have the same dimensions or the same package across different vehicles and can thus be installed in a large number of vehicles. A corresponding installation space is reserved in the so-called package of the vehicle in which the multi-sensor carrier is to be installed.
Entsprechend sieht eine vorteilhafte Ausführungsform vor, dass der vorgenannte Schritt„Be stimmen einer Konfiguration und/oder Ausbaustufe des Fahrerassistenzsystems des Fahr zeugs“ das Bestimmen einer Autonomiestufe (Level), z. B. gemäß der Norm SAE J3016 oder gemäß einer anderen Klassifizierung, aus einer vorbestimmten Auswahl von Autonomiestufen umfasst, wobei jeder der auswählbaren Autonomiestufen eine vorbestimmten Zusammenstel lung von in dem Multi-Sensor-Träger zu montierenden Umfeldsensoren zugeordnet ist. Für unterschiedliche Autonomiestufen können somit die Bestückung des Multi-Sensor-Trägers mit Umfeldsensoren und/oder der Innenraum der Multi-Sensor-Vorrichtung unterschiedlich ge staltet sein. So können mit steigender Autonomiestufe oder Automatisierungsgrad des Kraft fahrzeugs zusätzliche Sensoren, die für eine erweiterte Funktionalität benötigt werden, einfach in den bereits vorgesehenen Bauraum bzw. in noch nicht bestückten Sensorhalterungen inte griert werden, da hierfür der Bauraum prinzipiell bereits vorgesehen ist sowie die hierfür erfor derlichen Anschlüsse. Dadurch wird auf einfache Weise eine Upgrade-Fähigkeit sichergestellt. Accordingly, an advantageous embodiment provides that the aforementioned step “Be agreeing a configuration and / or expansion stage of the driver assistance system of the vehicle” the determination of an autonomy level (level), z. B. according to the standard SAE J3016 or according to another classification, comprises from a predetermined selection of autonomy levels, each of the selectable autonomy levels being assigned a predetermined compilation of environment sensors to be mounted in the multi-sensor carrier. The equipping of the multi-sensor carrier with environment sensors and / or the interior of the multi-sensor device can thus be designed differently for different levels of autonomy. As the level of autonomy or the degree of automation of the motor vehicle increases, additional sensors that are required for extended functionality can be easily integrated into the space already provided or into sensor holders that have not yet been fitted, since the space is in principle already provided for this and the space required for this similar connections. This is a simple way of ensuring upgradeability.
Gemäß einem weiteren Aspekt kann das Verfahren zur Ausstattung von Kraftfahrzeugen meh rerer Baureihen oder Bauserien durchgeführt werden. Hierbei können die Multi-Sensor-Vor- richtung und/oder der Multi-Sensor-Träger baureihen- und/oder bauserienübergreifend gleich ausgebildet sein und/oder baureihen- und/oder bauserienübergreifend an derselben Stelle am Kraftfahrzeug vorgesehen sein. Es wird somit ein definierter Bauraum für Umfeldsensoren am Kraftfahrzeug in derselben Baureihe/über mehrere Baureihen hinweg vorgesehen. Trotz des definierten Bauraums kann hierbei die konkrete Ausgestaltung der Multi-Sensor-Vorrichtung sehr unterschiedlich ausgestaltet werden, da die Bestückung mit Umfeldsensoren nach Bedarf auf einfache Weise variiert und fahrzeugspezifisch angepasst werden kann. According to a further aspect, the method for equipping motor vehicles of several series or series can be carried out. Here, the multi-sensor device and / or the multi-sensor carrier can be of the same design across series and / or series and / or be provided at the same point on the motor vehicle across series and / or series. A defined installation space is thus provided for environment sensors on the motor vehicle in the same series / across several series. In spite of the defined installation space, the specific configuration of the multi-sensor device can be designed very differently, since the equipment with environment sensors can be varied in a simple manner as required and adapted to suit the vehicle.
Ein weiterer Vorteil ist, dass hierdurch auch eine einfache Upgrade-Funktionalität bereitgestellt werden kann. Beispielsweise kann das Verfahren wie vorstehend beschrieben ferner den Schritt einer Funktionserweiterung eines Fahrerassistenzsystems des Kraftfahrzeugs umfas sen, vorzugsweise einer Funktionserweiterung einer autonomen Fahrfähigkeit des Kraftfahr zeugs. Hierbei wird der Multi-Sensor-Träger im Rahmen der Funktionserweiterung mit weite ren Umfeldsensoren bestückt oder es wird der Multi-Sensor-T räger durch einen anderen Multi- Sensor-Träger ausgetauscht, auf dem eine Zusammenstellung von Umfeldsensoren mit er weitertem Funktionsumfang montiert ist. Another advantage is that this also enables a simple upgrade functionality to be provided. For example, as described above, the method can also include the step of expanding the functionality of a driver assistance system of the motor vehicle, preferably expanding the functionality of an autonomous driving ability of the motor vehicle. Here, the multi-sensor carrier is equipped with further environment sensors as part of the function expansion or the multi-sensor carrier is replaced by another multi-sensor carrier on which a set of environment sensors with an extended range of functions is mounted.
Zur Vermeidung von Wiederholungen sollen rein vorrichtungsgemäß offenbarte Merkmale auch als verfahrensgemäß offenbart gelten und beanspruchbar sein. Die vorgenannten As pekte und erfindungsgemäßen Merkmale, insbesondere im Hinblick auf die Ausbildung des Multi-Sensor-Vorrichtung und des Multi-Sensor-Trägers gelten somit auch für das Verfahren. To avoid repetitions, features disclosed purely in accordance with the device should also apply and be claimable as disclosed in accordance with the method. The aforementioned aspects and features according to the invention, in particular with regard to the design of the multi-sensor device and the multi-sensor carrier, thus also apply to the method.
Die zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen und Merkmale der Erfindung sind beliebig miteinander kombinierbar. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen: Figur 1 stark schematisierte Ansichten des Multi-Sensor-Trägers und der Multi-Sensor-Vor- richtung in unterschiedlichen Bestückungsvarianten gemäß Ausführungsformen der Erfindung; und The preferred embodiments and features of the invention described above can be combined with one another as desired. Further details and advantages of the invention are described below with reference to the accompanying drawings. Show it: FIG. 1 shows highly schematic views of the multi-sensor carrier and the multi-sensor device in different assembly variants according to embodiments of the invention; and
Figur 2 schematische Darstellungen einer Sensorhalterung mit einer Zusatzhalterung in verschiedenen Montagevarianten gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; FIG. 2 shows schematic representations of a sensor holder with an additional holder in different assembly variants according to an embodiment of the invention;
Figur 3 eine stark schematisierte Ansicht einer Rückseite der Multi-Sensor-Vorrichtung ge mäß einer Ausführungsform der Erfindung; FIG. 3 shows a highly schematic view of a rear side of the multi-sensor device according to an embodiment of the invention;
Figur 4 eine Vorderansicht eines Kraftfahrzeus zur Illustration verschiedener Anord nungsoptionen der Multi-Sensor-Vorrichtung gemäß Ausführungsformen der Erfin dung; FIG. 4 shows a front view of a motor vehicle to illustrate various options for arranging the multi-sensor device according to embodiments of the invention;
Figur 5 eine Seitenansicht eines Kraftfahrzeus zur Illustration verschiedener Anord nungsoptionen der Multi-Sensor-Vorrichtung gemäß Ausführungsformen der Erfin dung; und FIG. 5 shows a side view of a motor vehicle to illustrate various options for arranging the multi-sensor device according to embodiments of the invention; and
Figur 6 ein Ablaufdiagramm zur Illustration der Schritte eines Verfahren zur Ausstattung ei nes Kraftfahrzeugs mit mindestens einem Umfeldsensor gemäß einer Ausführungs form der Erfindung. FIG. 6 shows a flow chart to illustrate the steps of a method for equipping a motor vehicle with at least one environment sensor according to an embodiment of the invention.
Gleiche oder äquivalente Elemente sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen be zeichnet und zum Teil nicht gesondert beschrieben. Identical or equivalent elements are identified by the same reference symbols in all figures and in some cases are not described separately.
Figur 1 zeigt in der Ansicht A schematisch einen Multi-Sensor-Träger 2, der zur Aufnahme mehrerer Umfeldsensoren ausgebildet ist. Hierzu weist der Multi-Sensor-Träger 2 insbeson dere mehrere Sensorhalterungen 3 auf, die durch die gestrichelten Linien 3 dargestellt sind. Die Sensorhalterungen 3 können zweckmäßig unterschiedlich ausgeführt sein, beispielsweise als können sie einen Aufnahmeraum zur Aufnahme eines Umfeldsensors aufweisen, z. B. in Form eines Hohlraums, in welchen der Umfeldsensor gesteckt werden kann. Die Befestigung eines Umfeldsensors in einer Halterung 3 kann formschlüssig und/oder kraftschlüssig erfolgen, beispielsweise durch eine lösbare Steckverbindung, eine Schraubverbindung oder andere ge eignete Ansätze. In view A, FIG. 1 schematically shows a multi-sensor carrier 2, which is designed to accommodate a plurality of environmental sensors. For this purpose, the multi-sensor carrier 2 has in particular several sensor holders 3, which are shown by the dashed lines 3. The sensor holders 3 can expediently be designed differently, for example, as they can have a receiving space for receiving an environment sensor, e.g. B. in the form of a cavity into which the environment sensor can be inserted. The attachment of an environment sensor in a holder 3 can be positively and / or non-positively, for example by means of a detachable plug connection, a screw connection or other suitable approaches.
Der Multi-Sensor-Träger 2 an sich kann als starres Bauteil ausgeführt sein. Im gezeigten Bei spiel weist der Multi-Sensor-Träger 2 lediglich beispielhaft sieben Halterungen 3 auf, wobei die Halterungen 3 zum Teil gleich und zum Teil unterschiedlich groß sind, um Umfeldsensoren unterschiedlicher Abmessungen und/oder Funktionsweisen aufnehmen zu können. The multi-sensor carrier 2 itself can be designed as a rigid component. In the example shown, the multi-sensor carrier 2 only has seven brackets 3 as an example, the Brackets 3 are partly the same and partly different in size in order to be able to accommodate environment sensors of different dimensions and / or modes of operation.
Der Multi-Sensor-Träger 2 kann optional zweiteilig ausgeführt sein, aufweisend ein die meh reren Sensorhalterungen 3 aufweisendes Innenteil 9, das hier lediglich schematisch durch die gestrichelte Linie dargestellt ist, und ein Außenteil 31 , das Befestigungsstellen 32 zur Befesti gung der Multi-Sensor-Vorrichtung 1 an einer fahrzeugseitigen Montageposition aufweist (vgl. Figur 3). Die Befestigungsstellen 32 können vorbestimmte Verschraubungsstellen aufweisen, um die Multi-Sensor-Vorrichtung 1 an der fahrzeugseitigen Montageposition zu befestigen. Hierbei ist das Innenteil 9 vorzugsweise lösbar am Außenteil 31 befestigt. The multi-sensor carrier 2 can optionally be designed in two parts, having an inner part 9, which has several sensor mounts 3, which is only shown schematically here by the dashed line, and an outer part 31, the fastening points 32 for fastening the multi-sensor Device 1 at a vehicle-side mounting position (see FIG. 3). The fastening points 32 can have predetermined screwing points in order to fasten the multi-sensor device 1 at the vehicle-side installation position. Here, the inner part 9 is preferably releasably attached to the outer part 31.
Die Ansicht A zeigt den Multi-Sensor-Träger 2 in einem unbestückten Zustand, d. h. in keiner der Sensorhalterungen 3 ist ein Umfeldsensor gehaltert. The view A shows the multi-sensor carrier 2 in an unequipped state, i. H. An environment sensor is not held in any of the sensor holders 3.
Die nachfolgend dargestellte Ansicht B der Figur 1 zeigt eine Ausführungsvariante der Multi- Sensor-Vorrichtung 1 , bei der der Multi-Sensor-Träger 2 mit zwei Umfeldsensoren 4 bestückt ist, nämlich mit einer Kamera 5 und einem Radarsensor 6. Dies könnte beispielsweise eine einfache Konfiguration der Multi-Sensor-Vorrichtung 1 darstellen die für einen Autonomiestufe gemäß dem SAE-Level 2 vorgesehen ist. The view B of Figure 1 shown below shows a variant of the multi-sensor device 1, in which the multi-sensor carrier 2 is equipped with two environment sensors 4, namely with a camera 5 and a radar sensor 6. This could be a simple one Represent the configuration of the multi-sensor device 1 which is provided for an autonomy level according to SAE level 2.
Die Ansicht C der Figur 1 zeigt eine weitere Ausführungsvariante der Multi-Sensor-Vorrichtung 10, bei der der Multi-Sensor-Träger 2 mit vier Umfeldsensoren 4 bestückt ist, nämlich einer Kamera 5, einem Radarsensor 6 und zwei LIDAR-Sensoren 7. Dies könnte beispielsweise eine Konfiguration der Multi-Sensor-Vorrichtung 1 darstellen die für einen Autonomiestufe ge mäß dem SAE-Level 3 vorgesehen ist. The view C of Figure 1 shows a further embodiment of the multi-sensor device 10, in which the multi-sensor carrier 2 is equipped with four environment sensors 4, namely a camera 5, a radar sensor 6 and two LIDAR sensors 7. This could for example represent a configuration of the multi-sensor device 1 which is provided for an autonomy level according to SAE level 3.
Die Ansicht D der Figur 1 zeigt schließlich noch eine weitere Ausführungsvariante der Multi- Sensor-Vorrichtung 100, bei der der Multi-Sensor-Träger 2 mit sieben Umfeldsensoren 4 be stückt ist, nämlich mit zwei Kameras 5, einem hochauflösendem Radarsensor 6, und vier LI DAR-Sensoren 7. Dies könnte beispielsweise eine Konfiguration der Multi-Sensor-Vorrichtung 1 darstellen, die für eine Autonomiestufe gemäß dem SAE-Level 4 vorgesehen ist. The view D of FIG. 1 finally shows a further variant of the multi-sensor device 100 in which the multi-sensor carrier 2 is equipped with seven environment sensors 4, namely with two cameras 5, one high-resolution radar sensor 6, and four LI DAR sensors 7. This could, for example, represent a configuration of the multi-sensor device 1 which is provided for an autonomy level according to SAE level 4.
Wie in den Ansichten der Figur 1 illustriert ist, kann ein Multi-Sensor-Träger bzw. ein Sensor Modul für verschiedene Level oder Ausbaustufen der Automation und/oder Fahrerassistenz systems eines Fahrzeugs verwendet werden, in dem der Multi-Sensor-Träger unterschiedlich mit Umfeldsensoren 4 bestückt wird. Mehrere Umfeldsensoren 4 und Sensortypen können im Sensor Modul verbaut werden. Mit steigender Automation können zusätzliche Sensoren, die für eine erweiterte Funktionalität benötigt werden, einfach in den bereits vorgesehenen Bau raum integriert werden, da durch die entsprechenden Halterungen 3 bereits der Bauraum vor gesehen ist. Dadurch wird auch eine Upgrade-Fähigkeit sichergestellt. As illustrated in the views of FIG. 1, a multi-sensor carrier or a sensor module can be used for different levels or expansion stages of the automation and / or driver assistance system of a vehicle, in which the multi-sensor carrier has different environmental sensors 4 is loaded. Several environmental sensors 4 and sensor types can be installed in the sensor module. With increasing automation, additional sensors that are required for an extended functionality, are simply integrated into the already provided construction space, since the installation space is already seen through the corresponding brackets 3. This also ensures upgradeability.
Hierbei ist jedoch im Fahrzeug stets ein bestimmter und gleicher Bauraum für die Multi-Sensor- Vorrichtung vorgesehen: Die Multi-Sensor-Vorrichtung hat das gleiche Package bzw. die glei chen Abmessungen - unabhängig von der konkreten Ausführung. Das Sensor Modul hat das gleiche Package über verschiedene Fahrzeuge und kann somit in einer Vielzahl von Fahrzeu gen auf die gleiche Weise verbaut werden. Der Multi-Sensor-Träger 2, der in den definierten Bauraum passt, hat immer die gleichen Anschraubpunkte zur Verbindung zum Fahrzeug. Here, however, a specific and identical installation space is always provided for the multi-sensor device in the vehicle: The multi-sensor device has the same package or the same dimensions - regardless of the specific design. The sensor module has the same package across different vehicles and can therefore be installed in the same way in a large number of vehicles. The multi-sensor carrier 2, which fits into the defined installation space, always has the same screw-on points for connection to the vehicle.
Der Innenraum des Multi-Sensorträgers 3, d. h. der Bereich des Multi-Sensor-Trägers, der die Halterungen 3 und die Befestigungsstellen für die Umfeldsensoren 4 umfasst, ist vorzugsweise über verschiedene Ausbaustufen gleich, um die Varianz zu verringern. Der Innenraum ver schiedener Multi-Sensor-Träger kann jedoch auch für verschiedene Ausbaustufen der Multi- Sensor-Vorrichtung variiert werden. Hierfür ist die bereits vorstehend erwähnte zweiteilige Ausführung besonders vorteilhaft. Sensoren von niedrigeren Ausbaustufen können vorzugs weise im selben Multi-Sensor-Träger 2 an der gleichen Position verbaut werden. The interior of the multi-sensor carrier 3, d. H. the area of the multi-sensor carrier, which includes the holders 3 and the fastening points for the environment sensors 4, is preferably the same over different expansion stages in order to reduce the variance. However, the interior space of various multi-sensor carriers can also be varied for different expansion stages of the multi-sensor device. The two-part design already mentioned above is particularly advantageous for this. Sensors from lower expansion levels can preferably be installed in the same multi-sensor carrier 2 in the same position.
Die Figur 2 zeigt schematische Darstellungen eines Ausschnitts des Multi-Sensor-Trägers 2, bei dem neben einer ersten Sensorhalterung 3 ferner eine Zusatzhalterung 23 vorgesehen ist, um wahlweise einen ersten Umfeldsensor 4 einer ersten Baugröße in der ersten Sensorhalte rung 3 zu befestigen oder einen anderen Umfeldsensor 24, der eine im Vergleich hierzu grö ßere Baugröße aufweist, mittels der Zusatzhalterung 23 zu befestigen. FIG. 2 shows schematic representations of a section of the multi-sensor carrier 2, in which, in addition to a first sensor holder 3, an additional holder 23 is also provided in order to optionally attach a first environment sensor 4 of a first size in the first sensor holder 3 or another Environment sensor 24, which has a larger size than this, to be attached by means of additional bracket 23.
Die Ansicht A der Figur 2 zeigt hierbei den Multi-Sensor-Träger 2 in einem Zustand, bei dem kein Umfeldsensor in einer der beiden Halterungen 3, 23 gehaltert ist. The view A of FIG. 2 shows the multi-sensor carrier 2 in a state in which no environment sensor is held in one of the two holders 3, 23.
Die Ansicht B der Figur 2 zeigt hierbei den Multi-Sensor-Träger 2 in einem Zustand, bei dem der Umfeldsensor 24 mit den größeren Abmessungen montiert wird. Hierbei weist die Halte rung 23 vordefinierte Befestigungsstellen, z. B. Anschraubpunkte 22b auf. Der Umfeldsensor 24 weist entsprechend hierzu ebenfalls korrespondierende Befestigungsstellen 26b, z. B. An schraubpunkte auf, sodass beispielsweise mittels einer Schraubverbindung der Umfeldsensor 24 in der Halterung 23 befestigt werden kann und dadurch in einem vorbestimmten Bauraum 21 b positioniert wird. Zusätzlich in Ansicht B der Figur 2 ist eine Sensorreinigungseinrichtung 50dargestellt, die op tional vorgesehen sein kann. Die Reinigungsanlage dient dazu, unabhängig von der Scheiben oder Scheinwerferreinigungsanlage Sensoren des Multi-Sensor-Trägers 2 oder zumindest ei nen Teil der Sensoren zu reinigen, um den Waschwasserverbrauch zu reduzieren. Die Reini gungsanlage ist in den Multi-Sensor-Träger 2 integriert. Die in Ansicht B der Figur 2 darge stellte Anlage ist schematisch dargestellt. Als Schnittstelle dient ein Waschwasseranschluss 56, der z. B. durch eine Pumpe (nicht dargestellt) vom zentralen Waschwassertank des Fahr zeugs (nicht dargestellt) versorgt werden kann. Im Ausgleichsbehälter 51 wird Waschwasser gesammelt, weicher einer weiteren, im Multi-Sensor-Träger verbauten Pumpe 52 eine perma nente und störungsfreie Waschwasserzufuhr gewährleistet. Die Pumpe 52 kann so ausgeführt sein, dass sie alle Reinigungsdüsen 53 über einen Waschwasserschlauch 54 gleichzeitig an steuern kann oder so, dass sie selektiv Reinigungsdüsen 53 von einzelnen Sensoren ansteu ern kann, um Waschwasser zu sparen. Als zusätzliche Möglichkeit zur Reinigung kann ein Wischervorrichtung 55 vor einem Sensor 4, 5, 6, 7 angebracht sein, um die Reinigungswirkung des Waschwassers zu verstärken. The view B of FIG. 2 shows the multi-sensor carrier 2 in a state in which the environment sensor 24 with the larger dimensions is mounted. Here, the holding tion 23 predefined attachment points, for. B. screw points 22b. The environment sensor 24 accordingly has corresponding fastening points 26b, e.g. B. At screw points so that, for example, by means of a screw connection, the environment sensor 24 can be fastened in the holder 23 and is thus positioned in a predetermined installation space 21 b. In addition, in view B of FIG. 2, a sensor cleaning device 50 is shown, which can be optionally provided. The cleaning system is used to clean sensors of the multi-sensor carrier 2, or at least some of the sensors, independently of the windows or headlight cleaning system, in order to reduce washing water consumption. The cleaning system is integrated in the multi-sensor carrier 2. The system presented in view B of Figure 2 is shown schematically. A washing water connection 56 serves as an interface, which z. B. by a pump (not shown) from the central wash water tank of the vehicle (not shown) can be supplied. Wash water is collected in the compensation tank 51, which ensures a permanent and trouble-free wash water supply to another pump 52 built into the multi-sensor carrier. The pump 52 can be designed so that it can control all cleaning nozzles 53 simultaneously via a washing water hose 54 or so that it can selectively control cleaning nozzles 53 from individual sensors in order to save washing water. As an additional possibility for cleaning, a wiper device 55 can be attached in front of a sensor 4, 5, 6, 7 in order to intensify the cleaning effect of the washing water.
Soll jedoch der Umfeldsensor 4 mit den kleineren Abmessungen auf dem Multi-Sensor-Träger 2 gehaltert werden, kann dieser stattdessen in der Halterung 3 festgeschraubt werden. Auch hier weist der Umfeldsensor 4 vorbestimmte Befestigungsstellen 26a auf, die an entsprechen den Befestigungsstellen, z. B. Anschraubpunkte, 22a der Halterung 3 befestigt werden kön nen, so dass der Umfeldsensor 4 in einem vorbestimmten Bauraum 21 a positioniert wird, der hinter dem Bauraum 21 b liegt. Gemäß der in Figur 2 gezeigten Variante wird der Umfeldsensor 24 über den Bauraum und über der Halterung 3 positioniert, die für den kleineren Umfeld sensor 4 vorgesehen sind. Gemäß einer weiteren Variante (nicht gezeigt) könnte die Zusatz halterung jedoch auch so ausgeführt sein, dass der Umfeldsensor unter teilweiser Ausnutzung des Bauraums des kleineren Umfeldsensors 4 gehaltert werden kann. However, if the environment sensor 4 with the smaller dimensions is to be held on the multi-sensor carrier 2, it can instead be screwed tightly in the holder 3. Here, too, the environment sensor 4 has predetermined attachment points 26a which correspond to the attachment points, e.g. B. screw points, 22a of the bracket 3 can be attached NEN, so that the environment sensor 4 is positioned in a predetermined space 21 a, which is behind the space 21 b. According to the variant shown in FIG. 2, the environment sensor 24 is positioned above the installation space and above the holder 3, which are provided for the smaller environment sensor 4. According to a further variant (not shown), however, the additional holder could also be designed in such a way that the environment sensor can be held while partially utilizing the space of the smaller environment sensor 4.
Vorstehend wurde bereits erwähnt, dass alternativ die Zusatzhalterung auch bereits fest ver baut am Multi-Sensor-Träger 2 bereitgestellt werden kann, also nicht lösbar ist. Beispielswese können beiden Halterungen (Halterung 3 und Zusatzhalterung 23) bereits an einem Sensor- träger-lnnenteil 9, wie vorstehend erwähnt angebracht sein. Wenn ein kleiner Sensor verbaut werden soll, kann der kleine Sensor 4 in der Halterung 3 angebracht werden. Wenn, z. B. für eine höhere ADAS Stufe, ein größerer Sensor 24 verbaut werden soll, kann dieser dann ohne Änderungen des Innenteils 9, d. h. das gleiche Innenteil kann verwendet werden, verbaut wer den. Die Figur 3 zeigt eine Rückseite 30 der Multi-Sensor-Vorrichtung 1 gemäß einer Ausführungs form der Erfindung. Die Rückseite 30 weist mehrere Anschlussmodule 33, 34, 35, 36 auf, wo bei jedes Anschlussmodul 33, 34, 35, 36 über Leitungen 38 mit allen Sensorhalterungen 3 und/oder Umfeldsensoren des Multi-Sensor-Trägers 2 verbunden ist, in denen auch ein Sen sor aktuell gehaltert ist oder gehaltert werden soll. Hierbei ist ein Anschlussmodul 33 zur elektrischen Stromversorgung vorgesehen. Über die Leitungen 37 ist das Anschlussmodul 33 an die fahrzeugseitige Stromversorgung angeschlossen. Es können ein oder mehrere Strom kreise mit der Multi-Sensor-Vorrichtung 1 verbunden werden. Mehrere Stromkreise können für redundante Stromversorgung benötigt werden. Die Spannung der Stromkreise kann gleich sein (z. B. nur 12V oder nur 24V) oder verschieden (z. B. 12V und 24V). It has already been mentioned above that, as an alternative, the additional bracket can also be provided on the multi-sensor carrier 2 in a fixed manner, that is to say it cannot be detached. For example, both holders (holder 3 and additional holder 23) can already be attached to a sensor carrier inner part 9, as mentioned above. If a small sensor is to be installed, the small sensor 4 can be attached in the holder 3. If e.g. B. for a higher ADAS level, a larger sensor 24 is to be installed, this can then be installed without changes to the inner part 9, ie the same inner part can be used who the. FIG. 3 shows a rear side 30 of the multi-sensor device 1 according to one embodiment of the invention. The rear side 30 has several connection modules 33, 34, 35, 36, where each connection module 33, 34, 35, 36 is connected via lines 38 to all sensor holders 3 and / or environment sensors of the multi-sensor carrier 2, in which also a sensor is currently held or is to be held. A connection module 33 for electrical power supply is provided here. The connection module 33 is connected to the vehicle power supply via the lines 37. One or more electrical circuits can be connected to the multi-sensor device 1. Multiple circuits can be required for redundant power supply. The voltage of the circuits can be the same (e.g. only 12V or only 24V) or different (e.g. 12V and 24V).
Ferner sind drei Anschlussmodule 34, 35, 36 zur Datenkommunikation vorgesehen: ein CAN- BUS-Anschlussmodul 34, ein Ethernet-Anschlussmodul 35 und Flat Panel Display (FPD)-Link- Anschlussmodul 36. Mit den Bezugszeichen 38 ist wiederum die Verkabelung der Anschluss module mit den Sensorhalterungen 3 illustriert, so dass jeder Umfeldsensor, der in einer der Halterungen 3 montiert wird, an die jeweils benötigten Anschlussmodule angeschlossen ist. Mit den Bezugszeichen 37 ist ebenfalls wieder entsprechend die Verkabelung der Anschluss module mit den fahrzeugseitigen datenverarbeitenden Steuerungsgeräten illustriert. Die An schlussmodule 33, 34, 35, 36 können auch als Schnittstellenmodule bezeichnet werden. Die Schnittstellenmodule sind somit vorliegend beispielhaft nach Typ (Power, CAN, Ethernet, FPD-Link, ... ) gebündelt (geclustert). Ferner kann alternativ auch eine Bündelung (Clustering) nach ADAS-Level vorgesehen sein, so dass je nach ADAS-Level ein Schnittstellenmodul hin zugefügt werden kann. Furthermore, three connection modules 34, 35, 36 are provided for data communication: a CAN-BUS connection module 34, an Ethernet connection module 35 and Flat Panel Display (FPD) link connection module 36. The cabling of the connection modules is again denoted by reference numeral 38 illustrated with the sensor holders 3, so that each environment sensor which is mounted in one of the holders 3 is connected to the connection modules required in each case. The cabling of the connection modules with the vehicle-side data-processing control devices is likewise illustrated accordingly with the reference symbol 37. The connection modules 33, 34, 35, 36 can also be referred to as interface modules. The interface modules are therefore bundled (clustered) in the present example according to type (Power, CAN, Ethernet, FPD-Link, ...). Furthermore, bundling (clustering) according to ADAS level can alternatively be provided so that an interface module can be added depending on the ADAS level.
Ob diese Anschlussmodule (Schnittstellen) zur Datenkommunikation gebraucht werden, hängt von der aktuellen Bestückung des Multi-Sensor-Trägers ab, d. h. welche Arten der Datenkom munikation von der aktuellen Zusammenstellung von Umfeldsensoren benötigt werden. Die Anzahl an Anschlüssen für die Stromversorgung und die Schnittstellen für die Datenkommu nikation müssen ausreichend sein, um die höchste Ausbaustufe zu unterstützen, d.h. eine Ausbaustufe, bei der alle Halterungen 3 mit Sensoren bestückt sind. Whether these connection modules (interfaces) are needed for data communication depends on the current configuration of the multi-sensor carrier, i. H. which types of data communication are required by the current combination of environmental sensors. The number of connections for the power supply and the interfaces for the data communication must be sufficient to support the highest level of expansion, i.e. an expansion stage in which all brackets 3 are equipped with sensors.
Gemäß einer ersten Variante kann die Verkabelung 37 in der maximalen Ausbaustufe im Fahr zeug vorgesehen sein. Alternativ können nur die Sensoren, die auch verbaut werden sollen, verkabelt sein. Weiter kann alternativ vorgesehen sein, dass die Sensoren, die auch verbaut werden sollen, verkabelt sind und ferner ausgewählte weitere Schnittstellen mit passenden Kabeln versehen sind, z.B. bekommt die Kamera-Schnittstelle einen FPD-Link-Anschluss. Fer ner ist ausreichend Platz für die Verlegewege der Verkabelung zu den Steuergeräten und zur Stromversorgung vorgesehen. According to a first variant, the cabling 37 can be provided in the vehicle in the maximum expansion stage. Alternatively, only the sensors that are to be installed can be wired. Furthermore, it can alternatively be provided that the sensors that are also to be installed are wired and furthermore selected further interfaces with suitable ones Cables are provided, e.g. the camera interface has an FPD link connection. Furthermore, there is sufficient space for the laying of the cabling to the control units and the power supply.
Die Schnittstellenmodule können fest oder austauschbar in den Multi-Sensor-Träger 2 inte griert sein. Letztere Variante erhöht die Aufwärtskompatibilität, so dass Schnittstellenmodule bei Bedarf auch auf einfache Weise ausgetauscht werden können. Es können Schnittstellen module für spezifische Ausbaustufen der Fahrzeugassistenzsysteme verbaut werden. The interface modules can be permanently or interchangeably integrated in the multi-sensor carrier 2. The latter variant increases the upward compatibility, so that interface modules can also be easily exchanged if necessary. Interface modules for specific expansion stages of the vehicle assistance systems can be installed.
Die Figur 4 zeigt eine Vorderansicht und Figur 5 eine Seitenansicht eines Lastkraftwagens zur Illustration verschiedener Anordnungsoptionen der Multi-Sensor-Vorrichtung 1 gemäß Ausfüh rungsformen der Erfindung. Bei einem Lastkraftwagen 40 sind folgende Stellen besonders vorteilhaft, um die Multi-Sensor-Vorrichtung anzuordnen: das Fahrerhaus, z. B. in einem Be reich 41 unterhalb des Dachs, auf dem Dach, integriert in die Staufächer, oder im Bereich einer Sonnenblende 42, die entsprechend bauraumtechnisch anzupassen ist, in einem Bereich im Innenraum des Fahrzeugs unterhalb der Staufächer, in einem Bereich unterhalb der Wind schutzscheibe 43, im Außenspiegel 45 oder in der Chassis-Frontpartie 44. FIG. 4 shows a front view and FIG. 5 shows a side view of a truck to illustrate various options for arranging the multi-sensor device 1 according to embodiments of the invention. In the case of a truck 40, the following locations are particularly advantageous for arranging the multi-sensor device: the driver's cab, e.g. B. in a Be rich 41 below the roof, on the roof, integrated into the storage compartments, or in the area of a sun visor 42, which is to be adapted accordingly in terms of installation space, in an area in the interior of the vehicle below the storage compartments, in an area below the wind protective window 43, in the exterior mirror 45 or in the chassis front section 44.
Bei einem Personenkraftwagen (PKW) (nicht dargestellt) sind folgende Stellen besonders vor teilhaft, um die Multi-Sensor-Vorrichtung anzuordnen: im Bereich der Frontpartie und/oder der Stoßfänger, unter dem Fahrzeugdach, insbesondere in einem Bereich oberhalb der Wind schutzscheibe unter dem Fahrzeugdach. Hier kann ein Ausschnitt in der Windschutzscheibe von Vorteil sein. In a passenger car (car) (not shown), the following points are particularly advantageous to arrange the multi-sensor device: in the area of the front section and / or the bumper, under the vehicle roof, especially in an area above the windshield under the Vehicle roof. A cutout in the windshield can be advantageous here.
Figur 6 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Illustration der Schritte eines Verfahrens zur Ausstattung eines Kraftfahrzeugs mit mindestens einem Umfeldsensor unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Multi-Sensor-Vorrichtung. FIG. 6 shows a flow chart to illustrate the steps of a method for equipping a motor vehicle with at least one environment sensor using the multi-sensor device described above.
Das Verfahren umfasst gemäß Schritt S10 das Bereitstellen eines Multi-Sensor-Trägers, der zur Aufnahme mehrerer Umfeldsensoren ausgebildet ist, vorzugweise zur Aufnahme mehrerer unterschiedlicher Typen von Umfeldsensoren, wobei der Multi-Sensor-Träger mehrere Sen sorhalterungen aufweist. Der Multi-Sensor-Träger kann wie vorstehend beschrieben ausge führt sein. Das Verfahren umfasst ferner gemäß Schritt S20 das Bestimmen einer Konfigura tion und/oder Ausbaustufe des Fahrerassistenzsystems des Fahrzeugs. Gemäß diesem Schritt wird bestimmt, welche Anzahl und Art von Umfeldsensoren benötigt werden, um die gewünschten Fahrerassistenzsysteme mit den erforderlichen fahrzeugseitig zu erfassenden Umfelddaten versorgen zu können. Beispielsweise kann hierbei die zu realisierende Autono miestufe (Level) gemäß der Norm SAE J3016, mittels derer das Kraftfahrzeug autonom fahr bahr ist, festgelegt werden, wobei jeder der auswählbaren Autonomiestufen eine vorbestimmte Zusammenstellung von in dem Multi-Sensor-Träger zu montierenden Umfeldsensoren zuge ordnet ist. According to step S10, the method comprises the provision of a multi-sensor carrier which is designed to accommodate several environment sensors, preferably to accommodate several different types of environment sensors, the multi-sensor carrier having several sensor mounts. The multi-sensor carrier can be carried out as described above. According to step S20, the method further comprises determining a configuration and / or expansion stage of the driver assistance system of the vehicle. According to this step, it is determined what number and type of environment sensors are required in order to detect the desired driver assistance systems with the required ones on the vehicle side To be able to supply environmental data. For example, the level of autonomy to be implemented in accordance with the SAE J3016 standard, by means of which the motor vehicle is autonomous, can be defined, with each of the selectable levels of autonomy being assigned a predetermined set of environment sensors to be mounted in the multi-sensor carrier is.
In Schritt S30 erfolgt dann das Auswählen einer Zusammenstellung von Umfeldsensoren in Abhängigkeit von der bestimmten Konfiguration und/oder Ausbaustufe des Fahrerassistenz systems und das Montieren der ausgewählten Zusammenstellung von Umfeldsensoren in den Sensorhalterungen des Multi-Sensor-Trägers. In step S30, a combination of environment sensors is selected depending on the specific configuration and / or expansion stage of the driver assistance system and the selected combination of environment sensors is mounted in the sensor holders of the multi-sensor carrier.
Wir vorstehend bereits beschrieben wurde, können für unterschiedliche Ausbaustufen der Fahrerassistenzsystems des Kraftfahrzeugs, z. B. unterschiedliche Autonomiestufen, die Ge samtanzahl und die Typen der Umfeldsensoren, die auf dem Multi-Sensor-Träger 2 angeord net werden, entsprechend angepasst werden, wie es beispielhaft in Figur 1 illustriert ist. We have already been described above, can for different stages of the driver assistance system of the motor vehicle, z. B. different levels of autonomy, the total number of Ge and the types of environment sensors that are angeord net on the multi-sensor carrier 2, are adapted accordingly, as illustrated by way of example in FIG.
Für unterschiedliche Autonomiestufen kann somit die Bestückung des Multi-Sensor-Trägers mit Umfeldsensoren und/oder der Innenraum der Multi-Sensor-Vorrichtung unterschiedlich ge staltet sein. So können mit steigender Autonomiestufe oder Automatisierungsgrad des Kraft fahrzeugs zusätzliche Sensoren, die für eine erweiterte Funktionalität benötigt werden, einfach in den bereits vorgesehenen Bauraum bzw. in noch nicht bestückten Sensorhalterungen inte griert werden, da hierfür der Bauraum prinzipiell bereits vorgesehen ist sowie die hierfür erfor derlichen Anschlüsse. Auf diese Weise können beispielsweise Kraftfahrzeuge mehrerer Bau reihen oder Bauserien jeweils auf effiziente Weise mit jeweils angepassten Konfigurationen von Umfeldsensoren ausgestattet werden, um die Kraftfahrzeuge spezifisch an die jeweiligen Ausbaustufen der Fahrerassistenzsystem, z. B. unterschiedliche Autonomiestufen, anzupas sen, in der sie vom Kunden bestellt oder nach aktuellem Entwicklungsstand ausgeliefert wer den sollen. The equipping of the multi-sensor carrier with environment sensors and / or the interior of the multi-sensor device can thus be designed differently for different levels of autonomy. As the level of autonomy or the degree of automation of the motor vehicle increases, additional sensors that are required for extended functionality can simply be integrated into the space already provided or into sensor mounts that have not yet been fitted, since the space is in principle already provided for this and the space required for this similar connections. In this way, for example, motor vehicles of several construction series or construction series can each be efficiently equipped with adapted configurations of environment sensors in order to adapt the motor vehicles specifically to the respective expansion stages of the driver assistance system, e.g. B. different levels of autonomy, to adapt sen in which they are ordered by the customer or delivered according to the current state of development who should.
Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, ist es für einen Fachmann ersichtlich, dass verschiedene Änderungen ausgeführt werden können und Äquivalente als Ersatz verwendet werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Folglich soll die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsbei spiele begrenzt sein, sondern soll alle Ausführungsbeispiele umfassen, die in den Bereich der beigefügten Patentansprüche fallen. Insbesondere beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den in Bezug ge nommenen Ansprüchen. Der Multi-Sensorträger soll auch als separater Gegenstand per se und unabhängig von der Multi-Sensor-Vorrichtung offenbart und beanspruchbar sein. Although the invention has been described with reference to particular exemplary embodiments, it will be apparent to a person skilled in the art that various changes can be made and equivalents used as replacements without departing from the scope of the invention. Accordingly, it is intended that the invention not be limited to the disclosed embodiments, but rather that it encompass all embodiments that fall within the scope of the appended claims. In particular, the invention also claims protection for the subject matter and the features of the subclaims regardless of the related claims. The multi-sensor carrier should also be disclosed and claimable as a separate object per se and independently of the multi-sensor device.
Bezugszeichenliste List of reference symbols
1 Multi-Sensor-Vorrichtung 1 multi-sensor device
2 Multi-Sensor-Träger 2 multi-sensor carriers
3 Sensorhalterung 3 sensor bracket
4 Umfeldsensor 4 environment sensor
5 Kamera 5 camera
6 Radarsensor 6 radar sensor
7 LIDAR-Sensor 7 LIDAR sensor
9 Innenteil 9 inner part
10 Multi-Sensor-Vorrichtung 10 multi-sensor device
21a Bauraum 21a installation space
21 b Bauraum 21 b installation space
22a Befestigungsstellen 22a attachment points
22b Befestigungsstellen 22b attachment points
23 Halterung 23 Bracket
24 Umfeldsensor 24 environment sensor
26a Befestigungsstellen 26a attachment points
26b Befestigungsstellen 26b attachment points
30 Rückseite 30 back
31 Außenteil 31 outdoor part
32 Befestigungsstellen 32 attachment points
33-36 Anschlussmodul 33-36 connection module
37 Leitung 37 Leadership
38 Leitung 38 Leadership
40 Lastkraftwagen 40 trucks
41 Bereich unterhalb des Dachs 41 Area below the roof
42 Bereich einer Sonnenblende 42 Area of a sun visor
43 Bereich unterhalb der Windschutzscheibe 43 Area below the windshield
44 Chassis-Frontpartie 44 Chassis front section
45 Außenspiegel 45 exterior mirrors
50 Sensorreinigungseinrichtung 50 Sensor cleaning device
51 Ausgleichsbehälter 51 expansion tank
52 Pumpe 52 pump
53 Reinigungsdüse Waschwasserschlauch Wischervorrichtung Wasseranschluss Multi-Sensor-Vorrichtung 53 cleaning nozzle Washing water hose Wiper device Water connection Multi-sensor device

Claims

Patentansprüche Claims
1. Multi-Sensor-Vorrichtung (1 ; 10; 100) eines Kraftfahrzeugs, umfassend 1. Multi-sensor device (1; 10; 100) of a motor vehicle, comprising
einen Multi-Sensor-Träger (2), der zur Aufnahme mehrerer Umfeldsensoren aus gebildet ist und hierzu mehrere Sensorhalterungen (3) aufweist, und a multi-sensor carrier (2) which is designed to accommodate several environment sensors and has several sensor mounts (3) for this purpose, and
mindestens zwei Umfeldsensoren (4), die auf dem Multi-Sensor-Träger (2) gehal tert sind und die aus einer Gruppe von Umfeldsensoren ausgewählt sind, die einen Radarsensor (6), einen LIDAR-Sensor (7), einen Ultraschallsensor und eine Kamera (5) umfasst. at least two environment sensors (4) which are held on the multi-sensor carrier (2) and which are selected from a group of environment sensors, which include a radar sensor (6), a LIDAR sensor (7), an ultrasonic sensor and a Includes camera (5).
2. Multi-Sensor-Vorrichtung (1 ; 10; 100) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Multi-Sensor-Träger (2) zur Aufnahme 2. Multi-sensor device (1; 10; 100) according to claim 1, characterized in that the multi-sensor carrier (2) for receiving
a) von mindestens vier Umfeldsensoren (4) ausgebildet ist, aufweisend mindestens vier Sensorhalterungen (3); oder a) is formed by at least four environment sensors (4), having at least four sensor holders (3); or
b) von mindestens sechs Umfeldsensoren (4) ausgebildet ist, aufweisend mindestens sechs Sensorhalterungen (3). b) is formed by at least six environment sensors (4), having at least six sensor holders (3).
3. Multi-Sensor-Vorrichtung (1 ; 10; 100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch 3. Multi-sensor device (1; 10; 100) according to one of the preceding claims, characterized by
a) einen Radarsensor (6) und eine Kamera (5), die auf dem Multi-Sensor-Träger (2) gehaltert sind; oder a) a radar sensor (6) and a camera (5) which are mounted on the multi-sensor carrier (2); or
b) einen Radarsensor (6), eine Kamera (5) und zwei LIDAR-Sensoren (7), die auf dem Multi-Sensor-Träger gehaltert sind; oder b) a radar sensor (6), a camera (5) and two LIDAR sensors (7) which are mounted on the multi-sensor carrier; or
c) einen Radarsensor (6), zwei Kameras (5) und vier LIDAR-Sensoren (7), die auf dem Multi-Sensor-Träger (2) gehaltert sind. c) a radar sensor (6), two cameras (5) and four LIDAR sensors (7) which are mounted on the multi-sensor carrier (2).
4. Multi-Sensor-Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, 4. Multi-sensor device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that
a) dass der Multi-Sensor-Träger (2) zweiteilig ausgeführt ist, aufweisend ein die meh reren Sensorhalterungen aufweisendes Innenteil (9) und ein Außenteil (31), das Be festigungsstellen (32) zur Befestigung der Multi-Sensor-Vorrichtung an einer fahr zeugseitigen Montageposition aufweist, wobei vorzugsweise das Innenteil (9) lösbar am Außenteil (31) befestigt ist; und/oder a) that the multi-sensor carrier (2) is made in two parts, having an inner part (9) and an outer part (31), the fastening points (32) for fastening the multi-sensor device to a vehicle-side assembly position, preferably the inner part (9) is releasably attached to the outer part (31); and or
b) dass die Sensorhalterungen in einer Montageebene verteilt angeordnet sind, so dass die in den Sensorhalterungen gehalterten Umfeldsensoren in der Montageebene nebeneinander angeordnet sind, vorzugsweise derart, dass die Erfassungsrichtung der Umfeldsensoren im Wesentlichen gleich ist. b) that the sensor holders are arranged distributed in a mounting plane, so that the environment sensors held in the sensor holders are arranged next to one another in the mounting plane, preferably such that the detection direction of the environment sensors is essentially the same.
5. Multi-Sensor-Vorrichtung (1 ; 10; 100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Zusatzträger oder eine Zusatzhalterung (23) zur Halte rung eines Umfeldsensors, wobei der Zusatzträger oder die Zusatzhalterung (23) zur Halterung eines Umfeldsensors (24) ausgelegt ist, der eine unterschiedlichere Ab messung und/oder Baugröße aufweist als ein Umfeldsensor (4), der in der Sensorhal terung (3) gehaltert werden kann, die in dem Bereich angeordnet ist, wo der Zusatz träger oder die Zusatzhalterung (23) montiert oder montierbar ist. 5. Multi-sensor device (1; 10; 100) according to one of the preceding claims, characterized by an additional carrier or an additional holder (23) for holding tion of an environment sensor, wherein the additional carrier or the additional holder (23) for holding an environment sensor ( 24) is designed, which has a more different dimension and / or size than an environment sensor (4), which can be held in the sensor holder (3), which is arranged in the area where the additional carrier or the additional bracket (23 ) is mounted or mountable.
6. Multi-Sensor-Vorrichtung (1 ; 10; 100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, 6. Multi-sensor device (1; 10; 100) according to one of the preceding claims, characterized in that
a) dass Sensorhalterungen (3) des Multi-Sensor-Trägers (2), in denen kein Umfeld sensor gehaltert ist, mit einer gemeinsamen oder jeweils mit einer Abdeckungskappe verdeckt und/oder verblendet sind, und/oder a) that sensor holders (3) of the multi-sensor carrier (2), in which no environment sensor is held, are covered and / or covered with a common or each with a cover cap, and / or
b) dass ein von einer Sensorhalterung des Multi-Sensor-Trägers ausgebildeter Hohl raum (21a, 21b) zur Aufnahme eines Umfeldsensors (4), in dem kein Umfeldsensor gehaltert ist, mit einer Abdeckungskappe verdeckt und/oder verblendet ist. b) that a cavity (21a, 21b) formed by a sensor holder of the multi-sensor carrier for receiving an environment sensor (4), in which no environment sensor is held, is covered and / or covered with a cover cap.
7. Multi-Sensor-Vorrichtung (1 ; 10; 100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Multi-Sensor-Träger an seiner Rückseite (30) mehrere Anschlussmodule (33, 34, 35, 36) zur elektrischen Stromversorgung und/oder zur Datenkommunikation aufweist, wobei jede Sensorhalterung (3) mindes tens 7. Multi-sensor device (1; 10; 100) according to one of the preceding claims, characterized in that the multi-sensor carrier on its rear side (30) has several connection modules (33, 34, 35, 36) for electrical power supply and / or for data communication, each sensor holder (3) at least
a) eine Leitung zur Stromversorgung aufweist, die über das Anschlussmodul zur elektrischen Stromversorgung mit einer fahrzeugseitigen Stromquelle verbindbar ist; und a) has a line for power supply, which can be connected to a vehicle-side power source via the connection module for electrical power supply; and
b) eine Leitung zur Datenkommunikation aufweist, die über ein Anschlussmodul zur Datenkommunikation mit einer fahrzeugseitigen Datenverarbeitungseinheit verbindbar ist. b) has a line for data communication, which can be connected to a data processing unit in the vehicle via a connection module for data communication.
8. Multi-Sensor-Vorrichtung (1 ; 10; 100) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, a) dass mindestens zwei Anschlussmodule (34, 35, 36) zur Datenkommunikation vorgesehen sind, die aus einer Gruppe ausgewählt sind, die ein CAN-BUS- Anschlussmodul, ein Ethernet-Anschlussmodul, ein Gigabit Multimedia Serial Link (GMSL)-Anschlussmodul und Flat Panel Display (FPD)-Link-Anschlussmodul um fasst, und ein Anschlussmodul (33) zur zentralen Stromversorgung der Sensorhalte- rungen und/oder der in den Sensorhalterungen (3) gehalterten Umfeldsensoren vor gesehen ist und; und/oder 8. Multi-sensor device (1; 10; 100) according to claim 7, characterized in that a) that at least two connection modules (34, 35, 36) are provided for data communication, which are selected from a group that includes a CAN BUS connection module, an Ethernet connection module, a Gigabit Multimedia Serial Link (GMSL) connection module and Flat Panel Display (FPD) link connection module, and a connection module (33) for the central power supply of the sensor holder stanchions and / or the environment sensors held in the sensor holders (3) is seen and; and or
b) dass zumindest ein Teil der Anschlussmodule lösbar an der Rückseite des Multi- Sensor-T rägers befestigt ist. b) that at least some of the connection modules are releasably attached to the rear of the multi-sensor carrier.
9. Multi-Sensor-Vorrichtung (1 ; 10; 100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Multi-Sensor-Vorrichtung in eine Fahrzeugleuch te integriert ist. 9. Multi-sensor device (1; 10; 100) according to one of the preceding claims, characterized in that the multi-sensor device is integrated into a vehicle light te.
10. Multi-Sensor-Vorrichtung (1 ; 10; 100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Multi-Sensor-Vorrichtung eine Sensorreinigungs einrichtung (50) aufweist, die ausgebildet ist, einen oder mehrere der auf dem Multi- Sensor-Träger (2) gehalterten Umfeldsensoren mit einer Reinigungsflüssigkeit zu rei nigen, wobei die Sensorreinigungseinrichtung (50) vorzugsweise eine Pumpe (52) aufweist, mittels derer ein Versorgungsdruck, mit dem Reinigungsflüssigkeit einem zu reinigenden Umfeldsensor zugeführt wird, einstellbar ist. 10. Multi-sensor device (1; 10; 100) according to one of the preceding claims, characterized in that the multi-sensor device has a sensor cleaning device (50) which is designed to carry one or more of the To clean the sensor carrier (2) held environment sensors with a cleaning fluid, the sensor cleaning device (50) preferably having a pump (52) by means of which a supply pressure with which cleaning fluid is supplied to an environment sensor to be cleaned can be set.
11. Kraftfahrzeug (40), vorzugsweise Nutzfahrzeug, wie beispielsweise ein Lastkraftwa gen oder Omnibus, mit einer Multi-Sensor-Vorrichtung nach einem der vorhergehen den Ansprüche. 11. Motor vehicle (40), preferably a utility vehicle, such as a truck or bus, with a multi-sensor device according to one of the preceding claims.
12. Kraftfahrzeug nach Anspruch 11 , das gemäß einer Autonomiestufe (Level) von min destens der Stufe 2 gemäß der Norm SAE J3016 autonom fahrbahr ist, wobei in dem Multi-Sensor-Träger der Multi-Sensor-Vorrichtung ausschließlich Umfeldsensoren gehaltert sind, die zur Umfelderfassung des Fahrzeugs im Rahmen eines autonomen Fährbetriebs des Fahrzeugs verwendet werden. 12. Motor vehicle according to claim 11, which is autonomously fahrbahr according to an autonomy level (level) of min least the level 2 according to the standard SAE J3016, wherein only environment sensors are held in the multi-sensor carrier of the multi-sensor device, which for Environment detection of the vehicle can be used as part of an autonomous ferry operation of the vehicle.
13. Verfahren zur Ausstattung eines Kraftfahrzeugs mit mindestens einem Umfeldsensor, umfassend die Schritte: 13. A method for equipping a motor vehicle with at least one environment sensor, comprising the steps:
a) Bereitstellen (S10) eines Multi-Sensor-T rägers, der zur Aufnahme mehrerer Um feldsensoren ausgebildet ist, vorzugweise zur Aufnahme mehrerer unterschiedlicher Typen von Umfeldsensoren, wobei der Multi-Sensor-Träger mehrere Sensorhalterun gen aufweist; a) Providing (S10) a multi-sensor carrier which is designed to accommodate a plurality of field sensors, preferably to accommodate several different types of environment sensors, the multi-sensor carrier having a plurality of sensor holders;
b) Bestimmen (S20) einer Konfiguration und/oder Ausbaustufe des Fahrerassistenz systems des Fahrzeugs b) Determining (S20) a configuration and / or expansion stage of the driver assistance system of the vehicle
c) Auswählen (S30) einer Zusammenstellung von Umfeldsensoren in Abhängigkeit von der bestimmten Konfiguration und/oder Ausbaustufe des Fahrerassistenzsystems und Montieren der ausgewählten Zusammenstellung von Umfeldsensoren in den Sensorhalterungen des Multi-Sensor-Trägers. c) Selecting (S30) a combination of environment sensors as a function of the specific configuration and / or expansion stage of the driver assistance system and mounting the selected combination of environment sensors in the sensor holders of the multi-sensor carrier.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt b): Bestim men einer Konfiguration und/oder Ausbaustufe der Fahrerassistenzsystems des Fahrzeugs, umfasst: 14. The method according to claim 13, characterized in that step b): determining a configuration and / or expansion stage of the driver assistance system of the vehicle comprises:
Bestimmen einer Autonomiestufe (Level) gemäß der Norm SAE J3016 aus einer vorbestimmten Auswahl von AutonomiestufenT wobei jeder der auswählbaren Auto nomiestufen einer vorbestimmten Zusammenstellung von in dem Multi-Sensor-Träger zu montierenden Umfeldsensoren zugeordnet ist. Determination of an autonomy level (level) according to the standard SAE J3016 from a predetermined selection of autonomy levels T , each of the selectable autonomy levels being assigned to a predetermined combination of environment sensors to be mounted in the multi-sensor carrier.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren zur Aus stattung von Kraftfahrzeugen mehrerer Baureihen oder Bauserien durchgeführt wird und wobei die Multi-Sensor-Vorrichtung und/oder der Multi-Sensor-Träger baureihen- und/oder bauserienübergreifend gleich ausgebildet sind und/oder baureihen- und/oder bauserienübergreifend an derselben Stelle am Kraftfahrzeug vorgesehen sind 15. The method according to any one of the preceding claims, wherein the method for equipping motor vehicles of several series or series is carried out and wherein the multi-sensor device and / or the multi-sensor carrier are designed to be the same across series and / or series / or are provided across series and / or series at the same point on the motor vehicle
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend eine Funktionser weiterung eines Fahrerassistenzsystems des Kraftfahrzeugs, vorzugsweise eine Funktionserweiterung einer autonomen Fahrfähigkeit des Kraftfahrzeugs, bei der der Multi-Sensor-Träger mit weiteren Umfeldsensoren bestückt wird oder bei der der Mul- ti-Sensor-Träger durch einen anderen Multi-Sensor-T räger ausgetauscht wird, auf dem eine Zusammenstellung von Umfeldsensoren mit erweitertem Funktionsumfang montiert ist. 16. The method according to any one of the preceding claims, comprising a functional expansion of a driver assistance system of the motor vehicle, preferably a functional expansion of an autonomous driving ability of the motor vehicle, in which the multi-sensor carrier is equipped with further environment sensors or in which the multi-sensor Carrier is exchanged for another multi-sensor carrier, on which a set of environment sensors with an extended range of functions is mounted.
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