DE10219008C1 - Sichtbereichsmesssystem - Google Patents

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Messen des Sichtbereichs eines Kraftfahrzeugs vorgestellt. Die Vorrichtung besteht aus zwei Lasermarkierern, die an Schrittmotoren beweglich befestigt sind, welche wiederum in einem vordefinierten Abstand an einem Tragarm befestigt sind, der an einem dritten Schrittmotor drehbar befestigt ist. Die Schrittmotoren sind über eine Steuereinrichtung von einer Person, welche die Position des Fahrers des Kraftfahrzeugs einnimmt, steuerbar. Die Person steuert die Lasermarkierer so, dass die Abbildungen der Lasermarkierer jeweils in den Eckpunkten des Sichtbereichs aufeinander treffen. Aus den Winkeländerungen der Schrittmotoren und dem vorbestimmten Abstand errechnet ein Softwareprogramm der Steuereinrichtung die Koordinaten und stellt sie auf dem Ausgabegerät der Steuereinrichtung dar.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung des Sichtbereiches an Kraftfahrzeugen.

Die Sichtbereiche von Kraftfahrzeugen haben eine große Bedeutung im Zulassungsverfahren gemäß der Straßenverkehrszulassungsordnung (StVZO). Je nach Fahrzeugtyp sind die Anforderungen an den Sichtbereich in unterschiedlichen Richtlinien aufgeführt (RREG 74/347/EWG; § 35b StVZO, RN 1; § 35b StVZO, RN 11; RREG 71/127/EWG). Allen Richtlinien ist gemeinsam, dass der Sichtbereich des Fahrers in einem Schattenriss-Verfahren ermittelt wird, bei dem zwei starke Lichtquellen in dem der Lage nach definierten Augenpunkt des Kraftfahrers in 65 mm Abstand installiert werden. Der Schatten auf dem Sichthalbkreis wird gemessen, der Teil des Sichthalbkreises, der nicht im Kernschatten liegt gilt als Sichtbereich.

Nachteilig bei diesem Verfahren ist der hohe Aufwand zur Definition des Augenpunktes, Installation der Lichtquellen, mehrfachem Umbau der Lichtquellen, je nach Zulassungsart des Fahrzeugs (§ 35b StVZO, RN 11) und Versuchsaufbau mit ausreichendem Sichthalbkreis.

Aus der Patentschrift DE 43 01 228 C1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem die Sichtweite bestimmt wird, obwohl sich im Sichtfeld ein Hindernis befindet. Ein im Verhältnis zu einem Empfänger fest installierter Sender sendet einen Lichtimpuls aus. Ein Teil des Impulses trifft in einer definierten Zeit auf den Empfänger, der übrige Teil des Lichtimpulses wird erst von der Fahrbahn reflektiert. Die Laufzeit zur Fahrbahn und zurück ergibt in Verbindung mit der bekannten Lichtgeschwindigkeit die Sichtweite. Sollte sich ein Hindernis im Sichtbereich befinden, wird der Lichtstrahl früher mit stärkerer Intensität reflektiert. Diese "Ausreißer" können bei der Auswertung vernachlässigt werden. Nachteilig an der Erfindung bei der Verwendung zur Bestimmung des Sichtbereichs ist, dass Sender und Empfänger im Augenpunkt des Fahrers installiert werden müssen um nach dem Schattenrissprinzip eine Aussage über den vom Fahrer einsehbaren Bereich zu erfassen.

Aus der Patentschrift DE 694 23 020 T2 ist eine Vorrichtung bekannt, die eine Oberfläche optisch abtastet und eine "3D-Karte" erstellt um Hindernisse wahrzunehmen. Die dreidimensionale Darstellung wird erreicht, indem jedem Bildpunkt eines Gesichtsfeldes eine Entfernung mittels eines Entfernungsmessers zugeteilt wird. Anwendung findet die Erfindung in Fahrzeugen um Kollisionen zu vermeiden. Nachteilig an der Erfindung ist die aufwendige und damit kostenintensive Konstruktion, die es ermöglicht, während der Fahrt, ständig neu das Gesichtsfeld zu vermessen und Abstände der Hindernisse neu zu berechnen. Diese Eigenschaft ist bei der Erfassung des Sichtbereichs eines Kraftfahrzeuges nach StVZO § 35 aber nicht notwendig und daher ist der hohe Bauaufwand nicht gerechtfertigt.

Aus der DE 690 13 041 T2 ist ein Verfahren bekannt, bei dem ein Bediener zur Vermessung geologischer Geländeabschnitte einen Punkt im Geländeabschnitt mittels eines Lasers erzeugt um dann zur vergleichenden Analyse eine Videokamera und einen Infrarot-Scanner auf diesen Punkt auszurichten. Dabei wird der mittels Laser markierte Punkt willkürlich auf eine zu untersuchende Stelle im Geländeabschnitt gerichtet, ohne die genaue Position zu bestimmen. Er dient lediglich als Brennpunkt der beiden unterschiedlichen Aufnahmesysteme.

Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde den Sichtbereich von Kraftfahrzeugen ohne Installation der Lichtquellen, in Räumen, die kleiner sind, wie der Sichthalbkreis des Fahrers, von einer Person zu messen.

Dieses Problem wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 beschriebene Vorrichtung gelöst.

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht insbesondere darin, dass ein Laser einen zur Messung ausreichend gebündelten Lichtpunkt auf nahezu alle Flächen projiziert.

Weiter sind Schrittmotoren ihrer Bauart nach geeignet eine einfache Beziehung zwischen Anzahl der Schritte und überfahrenem Winkel zuzulassen.

Ein vorbestimmter Abstand zweier Schrittmotoren an denen ein Lasermarkierer drehbar befestigt ist hat den Vorteil die dritte Größe neben den Winkeln zu sein, die zur Berechnung eines Dreiecks zwingend notwendig ist.

Ein weiterer Vorteil besteht in einem Trägerarm, der eine einfache Verbindungsmöglichkeit der Schrittmotoren ist.

Eine Steuereinrichtung für die Schrittmotoren hat den Vorteil den Bedienungsplatz für die Vorrichtung variabel wählen zu können.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Patentanspruch 2 angegeben. Die Parallelität der beiden Drehachsen des ersten Schrittmotors und des zweiten Schrittmotors ermöglicht es die beiden Abbildungen der drehbar befestigten Lasermarkierer in jedem Punkt einer Ebene in der sich der Lasermarkierer dreht und deren Normale die Drehachse des Schrittmotors ist in Übereinstimmung zu bringen.

Alternativ bietet die Ausgestaltung der im Patentanspruch 3 angegebenen Ausgestaltung den Vorteil, dass bei rechtwinkliger Anordnung des ersten und zweiten Schrittmotors zum dritten Schrittmotor die Berechnung der Koordinaten eines räumlichen Koordinatensystems einfach ist.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in Patentanspruch 4 angegeben. Die Steuereinrichtung zum Steuern des ersten und zweiten Lasermarkierer und des ersten, zweiten und dritten Schrittmotors besteht aus einer Steuereinheit zur Leistungsversorgung und einem Personal Computer zur Signalversorgung. Die Aufteilung in zwei Komponenten erhöht die Flexibilität des Aufbaus der Vorrichtung.

Ebenfalls vorteilhaft ist die Ausgestaltung der Erfindung gemäß Patentanspruch 5. Zur Leistungsversorgung des ersten, zweiten und dritten Schrittmotors und des ersten und zweiten Lasermarkierer und zur Signalversorgung vom Personal Computer ist die Steuereinheit mit dem ersten, zweiten und dritten Schrittmotor, dem ersten und zweiten Lasermarkierer und dem Personal Computer verbindbar.

Besonders vorteilhaft ist die Ausgestaltung der Erfindung gemäß Patentanspruch 6. Die Steuereinheit ist über eine RS 232-Schnittstelle mit dem Personal Computer verbindbar.

Ebenfalls besonders vorteilhaft ist die Ausgestaltung der Erfindung gemäß Patentanspruch 7. Der Personal Computer weist ein Eingabegerät, beispielsweise eine Tastatur und/oder Maus, ein Anzeigegerät, beispielweise einen Monitor, und ein Softwareprogramm auf.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Patentanspruch 8 angegeben. Der Personal Computer ist mit einem Software Programm ausgerüstet, welches Befehle des Eingabegerätes verarbeitet und Steuersignale für die Steuereinheit erzeugt zur Betätigung des ersten, zweiten und dritten Schrittmotors, Winkeländerung um die Drehachse des ersten, zweiten und dritten Schrittmotors verarbeitet, aus den Winkeländerungen und dem vorgegebenen Abstand des ersten und zweiten Schrittmotors Längen berechnet, die Ergebnisse der Berechnungen formatiert, aufbereitet und auf dem Ausgabegerät sichtbar macht.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Die einzige Fig. 1 zeigt einen schematischen Schnitt durch ein Kraftfahrzeug 100 mit Winkelspiegel 101.

Ein erster Lasermarkierer 1 ist an einem ersten Schrittmotor 3 drehbar befestigt, ein zweiter Lasermarkierer 2 ist an einem zweiten Schrittmotor 4 drehbar befestigt, der erste und zweite Schrittmotor 3, 4 sind in einem vorbestimmten Abstand 6 an einem Trägerarm 7 befestigt, der Trägerarm 7 ist an einem dritten Schrittmotor 5 befestigt und der erste, zweite und dritte Schrittmotor 3, 4, 5 ist von einer Steuereinrichtung 10 steuerbar. Die Steuereinrichtung 10 besteht aus einer Steuereinheit 11, zur Leistungsversorgung des ersten und zweiten Lasermarkierer 1, 2 und des ersten, zweiten und dritten Schrittmotors 3, 4, 5 und der Signalversorgung vom Personal Computer 12, und dem Personal Computer 12. Der Personal Computer 12 weist eine Eingabeeinrichtung 13 in Form einer Tastatur und/oder Maus, sowie ein Anzeigegerät 14 in Form eines Monitors auf. Selbstverständlich können die Einrichtungen/Geräte einzeln oder in Form eines Laptops integriert vorhanden sein. Das Softwareprogramm ist auf den Personal Computer 12 aufgespielt.

Zur Messung des Sichtbereiches müssen während des Versuchsaufbaues zunächst folgende Punkte zur Bestimmung eines Koordinatensystems im Raum vermessen werden:

• - die Höhe des Optikausblickes vom Boden,
• - die Höhe des ersten Lasermarkierer 1 vom Boden,
• - der Längsversatz des Winkelspiegels 101 relativ zur Position des dritten Schrittmotors 5,
• - der Querversatz des Winkelspiegels 101 relativ zur Position des dritten Schrittmotors 5,
• - der Querversatz des Winkelspiegels 101 relativ zur hinteren rechten Ecke des Fahrzeugs,
• - der Längsversatz des Winkelspiegels 101 relativ zur hinteren rechten Ecke des Fahrzeugs.

Die messende Person 8 nimmt die Position des Fahrers ein. In seiner direkten Umgebung mit Zugangsmöglichkeit befindet sich der angeschlossene Personal Computer 12. Über die Eingabeeinrichtung 13, das Softwareprogramm, den Personal Computer die Steuereinheit 11 kann die messende Person 8 den ersten, zweiten und dritten Schrittmotor 3, 4, 5 so ansteuern, dass die Abbildungen des ersten und zweiten Lasermarkierer 1, 2 sich in einem Endpunkt des von der messenden Person 8 einsehbaren Sichtbereich des Kraftfahrzeugs 100 überdecken. Diese Einstellung wird gespeichert. Der von der messende Person 8 einsehbare Sichtbereich des Kraftfahrzeugs wird auf diese Weise vermessen, wobei hauptsächlich die Eckpunkte des Sichtbereiches relevant sind.

Aus der Winkeländerung der Schrittmotoren 3, 4, 5 in den relevanten Eckpunkten des Sichtbereichs und dem vordefinierten Abstand 6 des ersten und zweiten Schrittmotors 3, 4 kann über die Kongruentsätze alle Längen in dem entstandenen Dreieck berechnet werden. Die errechneten Koordinaten werden im Softwareprogramm formatiert und auf dem Ausgabegerät angezeigt.

Bei dem dargestellten Strahlengang 20, würde der Punkt auf dem Sichthalbkreis 21 außerhalb der Räumlichkeit des Versuchsaufbaus 22 liegen. In diesem Fall ist es möglich aus der Höhe 22 der Abb. 23 auf der Wand 24 und dem Abstand bis zur Wand 25 den Punkt auf dem Sichthalbkreis zu errechnen.

Bezugszeichenliste

1

Erster Lasermarkierer

2

Zweiter Lasermarkierer

3

Erster Schrittmotor

4

Zweiter Schrittmotor

5

Dritter Schrittmotor

6

Vorbestimmter Abstand

7

Tragarm

10

Steuereinrichtung

11

Steuereinheit

12

Personal Computer

13

Eingebegerät

14

Ausgabeeinrichtung

20

Strahlengang

21

Punkt auf dem Sichthalbkreis

22

Höhe

23

Abbildung

24

Wand

25

Abstand bis zur Wand

Claims (8)

1. Vorrichtung zur Messung des Sichtbereichs an Kraftfahrzeugen, bei der
ein erster Lasermarkierer an einem ersten Schrittmotor drehbar befestigt ist,
ein zweiter Lasermarkierer an einem zweiten Schrittmotor drehbar befestigt ist,
der erste und zweite Schrittmotor in einem vorbestimmten Abstand an einem Trägerarm befestigt sind,
der Trägerarm an einem dritten Schrittmotor befestigt ist und
der erste, zweite und dritte Schrittmotor von einer Steuereinrichtung steuerbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Drehachsen des ersten Schrittmotors und des zweiten Schrittmotors parallel sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Drehachse des ersten Schrittmotors und des dritten Schrittmotors und entsprechend die Drehachse des zweiten Schrittmotors und des dritten Schrittmotors einen rechten Winkel bilden.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Steuereinrichtung aus einer Steuereinheit und einem Personal Computer besteht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Steuereinheit mit dem ersten, zweiten und dritten Schrittmotor, dem ersten und zweiten Lasermarkierer und dem Personal Computer verbindbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 und 5, bei dem die Steuereinheit über eine RS 232-Schnittstelle mit dem Personal Computer verbindbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei der der Personal Computer ein Eingabegerät ein Anzeigegerät und ein Softwareprogramm aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der das Softwareprogramm
Befehle des Eingabegerätes verarbeitet und Steuersignale für die Steuereinheit erzeugt zur Betätigung des ersten, zweiten und dritten Schrittmotors,
Winkeländerung um die Drehachse des ersten, zweiten und dritten Schrittmotors verarbeitet,
aus den Winkeländerungen und dem vorgegebenen Abstand des ersten und zweiten Schrittmotors Längen berechnet,
die Ergebnisse der Berechnungen formatiert, aufbereitet und auf dem Ausgabegerät sichtbar macht.