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Die Erfindung betrifft eine optische Messvorrichtung für ein Fahrzeug der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.
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Aus dem Stand der Technik sind abtastende optische Messvorrichtungen, so genannte Laserscanner, für Fahrzeuge zur Erkennung von Objekten bzw. Hindernissen in einem Überwachungsbereich bekannt, welche die Entfernung zu im Überwachungsbereich erkannten Objekten bzw. Hindernissen nach dem Lichtimpulslaufzeitverfahren bestimmen. Eine solche optische Messvorrichtung ist üblicherweise am vorderen Teil, z. B. am Kühlergrill, eines Fahrzeugs angebracht, kann aber auch am hinteren Teil des Fahrzeugs angebracht werden. Um eine gute Erfassung der Fahrzeugumgebung zu erzielen, werden diese optischen Messvorrichtungen sehr präzise eingebaut, wobei eine günstige Nachjustierung der Lage des Laserstrahls erwünscht ist.
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In der Patentschrift
DE 10 2005 055 572 B4 wird beispielsweise ein abtastender optischer Entfernungssensor beschrieben. Der beschriebene Entfernungssensor umfasst mindestens einen Laser als optischen Sender, mindestens einen Detektor als optischen Empfänger und eine Umlenkeinheit, welche mit einem ersten Spiegel eine erzeugte Laserstrahlung auf die zu vermessende Szene umlenkt, und mit einem zweiten Spiegel die von Objekten zurückgestreuten Laserimpulse auf den mindestens einen Detektor umlenkt.
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Aus der Offenlegungsschrift
DE 199 49 969 A1 ist eine Befestigungsvorrichtung für einen Abstandsensor eines Kraftfahrzeugs bekannt, welche zwei Verstellmotoren verwendet. Das Einstellen von mindestens einem der beiden Verstellmotoren erlaubt die Halteebene des Abtastsensors um zwei Achsen entlang der Halteebene zu neigen. Ein solcher Aufbau könnte als recht fortgeschritten eingestuft werden, ist jedoch sehr aufwendig und teuer.
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Aus der Patentschrift
DE 42 01 214 C1 ist eine Vorrichtung zum Justieren einer Richtantenne eines Radar-Abstandswarngerätes eines Fahrzeuges bekannt. Hierzu wird die Richtantenne mit einem Justierscheinwerfer zu einer starren, am Fahrzeug mittels einer Verstellplatine verstellbar angebrachten Einheit verbunden. Die beschriebene Justiervorrichtung umfasst Verstellschrauben und/oder einen Verstellmotor, um die Höhe der Einheit aus Richtantenne und Justierscheinwerfer zu justieren.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine optische Messvorrichtung für ein Fahrzeug mit einer Halterung vorzuschlagen, welche eine Justierung der Lage der Messvorrichtung ermöglicht, um die Hauptabstrahlrichtung der Messvorrichtung in der Höhe anpassen zu können nachdem die Messvorrichtung fest im Fahrzeug eingebaut wurde.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine optische Messvorrichtung für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere die Ausführungsformen der Erfindung in vorteilhafter Weise ausgestaltende Merkmale enthalten die Unteransprüche.
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Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht darin, dass ein Nachjustieren der Höhe der Hauptabstrahlrichtung der von der Messvorrichtung ausgesendeten Messstrahlung über die manuellen Einstellmittel problemlos von außen durchgeführt werden kann.
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Der Grundgedanke der Erfindung basiert darauf, dass die manuellen Einstellmittel über Umlenkmittel mit der Sensoreinrichtung gekoppelt sind, wobei eine Bewegung der manuellen Einstellmittel eine geführte Bewegung der Umlenkmittel bewirkt, welche rechtwinklig zur Schwenkachse erfolgt und eine Kippbewegung der Sensoreinrichtung um die Schwenkachse bewirkt.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Messvorrichtung ist die Schwenkbewegung um eine Schwenkachse definiert, welche im Wesentlichen rechtwinklig zu einer Hauptabstrahlrichtung der mindestens einen Sensoreinrichtung angelegt ist. Durch kann die Höhe der Hauptabstrahlrichtung einfach durch Einstellen des Kippwinkels eingestellt werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Messvorrichtung umfassen die Umlenkmittel einen beweglichen Schiebekeil, welcher durch eine Drehbewegung der Einstellmittel in einem mit der Sensoreinrichtung verbundenen Führungsmittel bewegbar ist, wobei in den Führungsmitteln eine geneigte Ebene angeordnet ist, entlang welcher der Schiebekeil geführt ist, um die Kippbewegung der Sensoreinrichtung um die Schwenkachse zu bewirken. Hierbei umfasst die Haltevorrichtung eine fest mit dem Fahrzeug verbundene Halteplatte, auf welcher Führungsgabeln so angeordnet sind, dass die Sensoreinrichtung an zwei Lagerstellen drehbeweglich mit der Haltevorrichtung verbunden ist. Durch die zwei Lagerstellen und die Kopplung mit den Umlenkmitteln ergeben sich in vorteilhafte Weise drei Befestigungsstellen, so dass eine ausreichende Fixierung der Messvorrichtung gewährleistet ist.
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In alternativer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Messvorrichtung umfassen die Umlenkmittel einen beweglichen Umlenkhebel, welcher über ein erste Kippgelenk mit den Einstellmitteln und über ein zweites Kippgelenk mit der Sensoreinrichtung gekoppelt ist, wobei das erste Kippgelenk eine durch die Drehbewegung erzeugte Schiebebewegung der Einstellmittel in eine Schiebebewegung des Umlenkhebels umwandelt und das zweite Kippgelenk die Schiebebewegung des Umlenkhebels in die Kippbewegung der Sensoreinrichtung um die Schwenkachse umwandelt. Hierbei umfasst die Haltevorrichtung einen fest mit dem Fahrzeug verbundenen Fahrzeughalter, welcher über zwei Schwenklager mit einem drehbeweglichen Schwenkbügel gekoppelt ist, welcher an zwei Befestigungsstellen fest mit der Sensoreinrichtung verbunden ist. Durch die zwei Lagerstellen und die Kopplung mit den Umlenkmitteln ergeben sich auch bei dieser Ausführungsform in vorteilhafte Weise drei Befestigungsstellen, so dass eine ausreichende Fixierung der Messvorrichtung gewährleistet ist.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Messvorrichtung umfassen die manuellen Einstellmittel beispielsweise eine drehbegliche Stellschraube mit Gewindeschaft und/oder eine drehbegliche Stellbuchse mit Innengewinde, welche unterhalb und/oder oberhalb der Sensoreinrichtung an der Haltevorrichtung angeordnet sind, wobei zumindest Teile der Umlenkmittel entlang eines Gewindeschaftes geführt sind. Der Gewindeschaft kann beispielsweise als Teil der manuellen Einstellmittel ausgeführt oder fest mit der Haltevorrichtung verbunden werden. Die drehbewegliche Stellbuchse mit Innengewinde ist beispielsweise an den Umlenkmitteln gelagert und selbsthemmend auf einem mit der Haltevorrichtung fest verbundenen Gewindeschaft geführt. Alternativ ist der Gewindeschaft der drehbeweglichen Stellschraube in einer fest mit der Haltevorrichtung verbundenen Kunststoffbuchse mit Innengewinde selbsthemmend geführt.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Messvorrichtung ist die Sensoreinrichtung als Laserscanner ausgeführt.
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer zeichnerischen Darstellung näher erläutert. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen.
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In der Darstellung zeigt:
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1 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen optischen Messvorrichtung für ein Fahrzeug.
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2 eine perspektivische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen optischen Messvorrichtung für ein Fahrzeug.
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Wie aus 1 und 2 ersichtlich ist, umfassen die dargestellten Ausführungsbeispiele einer optischen Messvorrichtung 1, 1' für ein Fahrzeug eine als Laserscanner ausgeführte Sensoreinheit 2 mit einem Gehäuse 3 und einer Bodenplatte 5. Im Gehäuse sind ein Sendefenster 7, durch das beispielsweise gepulstes Laserlicht abgestrahlt wird, und ein Empfangsfenster 9 eingebracht, durch das von Objekten in einem Überwachungsbereich reflektiertes Laserlicht empfangen wird. Innerhalb des Gehäuses 3 sind verschiedene nicht dargestellte Komponenten wie beispielsweise eine Sendereinheit, eine Empfängereinheit sowie eine Umlenkspiegelanordnung angeordnet. Die Sendereinheit umfasst eine Senderplatine, auf welcher beispielsweise ein als gepulster Laser ausgeführter optischer Sender mit einer Sendeoptik angeordnet ist. Die Empfängereinheit umfasst eine Empfängerplatine, auf welcher beispielsweise ein als Detektor ausgeführter optischer Empfänger angeordnet ist, und eine Empfangsoptik, welche beispielsweise als Parabolspiegel ausgeführt ist. Der optische Sender erzeugt gepulste Laserstrahlen, welche über die Sendespiegeleinheit umgelenkt und durch das Sendefenster in den zu überwachenden Bereich abgestrahlt werden. Über das Empfangsfenster werden gepulste Laserstrahlen empfangen, die in Reaktion auf die ausgesendeten gepulsten Laserstrahlen von Objekte bzw. Hindernissen reflektiert werden, welche im Überwachungsbereich angeordnet sind. Die empfangenen Laserstrahlen werden über die Empfangsspiegeleinheit umgelenkt und von der Empfangsoptik zum optischen Empfänger geleitet. Das Ausgangssignal des optischen Empfängers wird dann zur Ermittlung der Laufzeit der Laserstrahlen ausgewertet, um die Entfernung zu einem erkannten im Überwachungsbereich zu ermitteln.
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Wie aus 1 und 2 weiter ersichtlich ist, umfassen die optischen Messvorrichtungen 1, 1' neben der mindestens einen Sensoreinrichtung 2, jeweils eine Haltevorrichtung 10, 40, mit welcher die mindestens eine Sensoreinrichtung 2 mit dem Fahrzeug verbunden ist. Die mindestens eine Sensoreinrichtung 2 ist um mindestens eine Schwenkachse S1, S1' schwenkbar an der Haltevorrichtung 10, 40 gelagert, wobei manuelle Einstellmittel 24, 24' vorgesehen sind, welche die Schwenkbewegung der Sensoreinrichtung 2 bewirken.
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Erfindungsgemäß sind die manuellen Einstellmittel 24, 24' über Umlenkmittel 20, 20' mit der Sensoreinrichtung 2 gekoppelt, wobei eine Bewegung der manuellen Einstellmittel 24, 24' eine geführte Bewegung der Umlenkmittel 20, 20' bewirkt, welche rechtwinklig zur Schwenkachse S1, S1' erfolgt und eine Kippbewegung der Sensoreinrichtung 2 um die Schwenkachse S1, S1' bewirkt.
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In vorteilhafter Weise ist die Schwenkbewegung um eine Schwenkachse S1, S1' definiert, welche im Wesentlichen rechtwinklig zu einer Hauptabstrahlrichtung der mindestens einen Sensoreinrichtung 2 angelegt ist. Dies ermöglicht ein einfaches und schnelles Nachjustieren der Höhe des von der mindestens einen Sensoreinrichtung 2 ausgesendeten Messsignals von außen. Bei einer Anordnung im Bereich eines Kühlergrills, kann das Nachjustieren mit einem geeigneten Werkzeug einfach von vorne durch Öffnungen im Kühlergrill erfolgen ohne hierfür auf die mindestens einen Sensoreinrichtung 2 zugreifen zu müssen.
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Wie aus 1 weiter ersichtlich ist, umfassen die Umlenkmittel 20 im dargestellten Ausführungsbeispiel einen beweglichen Schiebekeil 25, welcher durch eine Drehbewegung der Einstellmittel 24 um eine Drehachse D1 in einem mit der Sensoreinrichtung 2 verbundenen Führungsmittel 30 bewegbar ist. Die Führungsmittels 30 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel als an die Bodenplatte 5 des Sensorgehäuses 3 angeformte Führungsschienen ausgeführt, welche eine geneigten Ebene 34 aufweisen, entlang welcher der Schiebekeil 25 geführt ist, um die Kippbewegung der Sensoreinrichtung 2 um die Schwenkachse S1 zu bewirken. Wie aus 1 weiter ersichtlich ist, durchgreift ein Schieberhals 28 eine Aussparung 36 in der geneigten Ebene 34 und verbindet den Schiebekeil 25 mit einem Grundkörper 22 der Umlenkmittel 20.
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Die Haltevorrichtung 10 umfasst eine fest mit dem Fahrzeug verbundene Halteplatte 12, auf welcher Führungsgabeln 14 so angeordnet sind, dass die Sensoreinrichtung 2 an zwei Lagerstellen mittels korrespondierender Führungsnasen 8 drehbeweglich mit der Haltevorrichtung 10 verbunden ist. Des Weiteren sind an der Halteplatte 12 Aufnahmemittel 16 mit einer Schieberführung 18 ausgebildet, durch welche der Grundkörper 22 der Umlenkmittel 20 längsbeweglich geführt ist. Wie aus 1 weiter ersichtlich ist, umgreifen entsprechende Schiebernuten 21 im Grundkörper jeweils die Schieberführung 18 und werden durch diese geführt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel, umfassen die manuellen Einstellmittel eine drehbegliche Stellbuchse 26 mit Innengewinde, welche unterhalb der Sensoreinrichtung 2 an der Haltevorrichtung 10 angeordnet ist. Hierbei ist die Stellbuchse 26 mit Innengewinde am Grundkörper 22 der Umlenkmittel 20 drehbeweglich gelagert und selbsthemmend auf einem mit der Haltevorrichtung 10 fest verbundenen Gewindeschaft 24 geführt. Eine Drehbewegung der manuellen Einstellmittel 24, hier der Stellbuchse 26 mit Innengewinde, um eine Drehachse D1 führt dazu, dass die Umlenkmittel 20, hier der Grundkörper 22 entlang des feststehenden Gewindeschafts 24 rechtwinklig zur Schwenkachse S1 geführt wird. Dadurch wird auch der Schiebekeil 25 über den Schieberhals 28 entlang der geneigten Ebene 34 geführt und somit das Gehäuse 3 mit der mindestens einen Sensoreinrichtung 2 in Abhängigkeit von der Schieberichtung nach unten bzw. oben um die Schwenkachse D1 gekippt, so dass die Höhe der Haupterfassungsrichtung der mindestens einen Sensoreinrichtung 2 justiert werden kann.
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Durch die von den Führungsgabeln 14 und den am Gehäuse 3 angeordneten korrespondierenden Führungsnasen 8 gebildeten zwei Lagerstellen und durch die Kopplung des Schiebekeils 15 mit den Führungsmitteln 30 an der Grundplatte 5 des Gehäuses 3 ergeben sich in vorteilhafte Weise drei Befestigungsstellen, so dass eine ausreichende Fixierung des Gehäuses 3 mit der mindestens einen Sensoreinrichtung 2 gewährleistet ist.
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Wie aus 2 weiter ersichtlich ist, umfassen die Umlenkmittel 20' im dargestellten Ausführungsbeispiel einen beweglichen Umlenkhebel 22', welcher über ein erstes Kippgelenk 25' mit den Einstellmitteln 24' und über ein zweites Kippgelenk 27' mit Führungsmitteln 30' der Sensoreinrichtung 2 gekoppelt ist. Das erste Kippgelenk 25', weist eine erste Gelenkachse G1 auf, welche eine Schwenkbewegung des Umlenkhebel 22' im Bezug auf die Einstellmittel 24' an dieser Kopplungsstelle zu ermöglichen. Das zweite Kippgelenk 27' weist eine zweite Gelenkachse G2 auf, um eine Schwenkbewegung der Führungsmittel 30' im Bezug auf den Umlenkhebel 22' an dieser Kopplungsstelle zu ermöglichen. Die Führungsmittel 30' sind im dargestellten Ausführungsbeispiel als an die Bodenplatte 5 des Sensorgehäuses 3 angeformte Führungsnase ausgeführt. Hierbei wandelt das erste Kippgelenk 25' eine durch die Drehbewegung erzeugte Schiebebewegung der Einstellmittel 24 über die erste Gelenkachse G1 in eine Schiebebewegung des Umlenkhebels 22' um, und das zweite Kippgelenk 27' wandelt über die zweite Gelenkachse G2 die Schiebebewegung des Umlenkhebels 22' in die Kippbewegung der Sensoreinrichtung 2 um die Schwenkachse S1' um.
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Die Haltevorrichtung 40 umfasst einen fest mit dem Fahrzeug verbundenen Fahrzeughalter 42, welcher über zwei Schwenklager 44 mit einem drehbeweglichen Schwenkbügel 46 gekoppelt ist, welcher an zwei Befestigungsstellen 48 fest mit der Bodenplatte 5 des Gehäuses 3 der Sensoreinrichtung 2 verbunden ist. Wie aus 2 weiter ersichtlich ist, umfassen die manuellen Einstellmittel eine drehbegliche Stellschraube 24' mit Gewindeschaft, welcher in einer fest mit der Haltevorrichtung 40 verbundenen Kunststoffbuchse 26' mit Innengewinde selbsthemmend geführt ist. Hierbei ist die Kunststoffbuchse 26' mit Innengewinde von einem Durchbruch in einem Haltearm 21 aufgenommen, welcher an den Fahrzeughalter 42 angeformt bzw. an diesem befestigt ist. Der Haltearm 21 mit Kunststoffbuchse 26' ist unterhalb der Sensoreinrichtung 2 an der Haltevorrichtung 10 angeordnet.
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Eine Drehbewegung der manuellen Einstellmittel 24', hier der Stellschraube, um eine Drehachse D1' führt dazu, dass die Umlenkmittel 20', hier der Gewindeschaft der Stellschraube 24' und der Umlenkhebel 22' rechtwinklig zur Schwenkachse S1' geführt werden. Dadurch wird auch die Führungsnase 30' bewegt, so dass die Bodenplatte 5 mit dem Gehäuse 3 und der mindestens einen Sensoreinrichtung 2 in Abhängigkeit von der Schieberichtung um die Schwenkachse S1' nach untern bzw. oben gekippt wird und die Höhe der Haupterfassungsrichtung der mindestens einen Sensoreinrichtung 2 justiert werden kann.
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Durch die beiden Befestigungsstellen 48 am Schwenkbügel 46 und durch die an der Bodenplatte 5 des Gehäuses 3 angeordnete korrespondierende Führungsnase 30' ergeben sich in vorteilhafte Weise drei Befestigungspunkte, so dass eine ausreichende Fixierung des Gehäuses 3 mit der mindestens einen Sensoreinrichtung 2 gewährleistet ist.
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ermöglichen in vorteilhafter Weise die Justierung der Lage der mindestens einen Sensoreinrichtung, nachdem der Sensor fest eingebaut wurde, um die Zielrichtung der ausgestrahlten Messstrahlung in der Höhe anpassen zu können. Zu diesem Zweck ist das Gehäuse der mindestens einen Sensoreinrichtung an zwei entgegengesetzten Stellen an einer Halterung im Fahrzeug schwenkbar gelagert befestigt. Die Schwenkbewegung ist um einer Achse definiert, die rechtwinkelig zu einer Zielrichtung der mindestens einen Sensoreinrichtung angelegt ist. Unterhalb bzw. oberhalb des Gehäuses sind manuelle Einstellmittel an der Halterung angebracht, welche über Umlenkmittel mit dem Sensorgehäuse gekoppelt sind. Ein Drehen der Einstellmittel führt dazu, dass die Umlenkmittel rechtwinklig zur Schwenkachse geführt werden und somit das Gehäuse mit der mindestens einen Sensoreinrichtung um die Schwenkachse gekippt wird. Das Gehäuse mit der mindestens einen Sensoreinrichtung ist von einer Stellschraube mit Gewindeschaft bzw. einer Buchse mit Innengewinde ggf. über ein selbsthemmendes Gewinde gehalten. Die Umlenkmittel können beispielsweise einen Keilschieber oder einen Umlenkhebel umfassen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005055572 B4 [0003]
- DE 19949969 A1 [0004]
- DE 4201214 C1 [0005]
