DE10348863A1

DE10348863A1 - System zur Detektion und Anzeige von Abständen zur Verwendung in einem Fahrzeug

Info

Publication number: DE10348863A1
Application number: DE10348863A
Authority: DE
Inventors: Tommy E. Rochester Hills White
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 2002-10-28
Filing date: 2003-10-21
Publication date: 2004-05-13
Also published as: JP2004161265A; US20040080404A1

Abstract

Ein System zum Messen und Anzeigen eines Abstands zeigt an der Heckscheibe eines Fahrzeugs eine Darstellung des Abstandes zwischen dem rückwärtigen Ende bzw. Heck des Fahrzeugs und einem Hindernis hinter dem Fahrzeug an. Eine Abstandsmessvorrichtung, die zumindest einen Sensor an dem Heck des Fahrzeugs umfasst, misst den Abstand, der dann angezeigt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Systeme, um Fahrzeugkollisionen zu verhindern, und insbesondere eine Vorrichtung, um den Abstand zwischen einem Fahrzeug und einem Hindernis auf der Rückseite des Fahrzeugs zu bestimmen und diesen Abstand an der Heckscheibe des Fahrzeugs anzuzeigen.

In den meisten Fällen besitzt der Fahrer eines Fahrzeugs, wie beispielsweise eines Autos, eines Lastwagens und dergleichen eine ausreichende Sicht für die sichere Bedienung des Fahrzeugs. Ferner ist die Sichtweite des Fahrers durch die gut bekannte Verwendung von Rück- und Seitenspiegeln verbessert. Trotzdem existieren jedoch Situationen, bei denen die Sicht des Fahrers begrenzt oder vollständig abhanden gekommen sein kann. Wenn beispielsweise ein Fahrer ein Fahrzeug in eine Parklücke an der Seite der Fahrbahn zwischen zwei anderen Fahrzeugen manövriert, ist es oftmals erforderlich, dass der Fahrer ein oder mehrmals wiederholend Rückwärts- und Vorwärtsfahrmanöver zwischen den beiden Fahrzeugen ausführen muss, ohne die Fahrzeuge zu berühren. Der Fahrer kann jedoch im Allgemeinen nicht das Heck bzw. das hintere Teil seines Fahrzeugs sehen, das der Gefahr einer solchen Berührung ausgesetzt ist. Dies trifft insbesondere zu, wenn beispielsweise ein Fahrzeug in eine Ladebucht zurückgesetzt wird, um es zu beladen bzw. zu entladen.

Bei einem Versuch, Probleme dieser Beschaffenheit zu lösen, sind Systeme zum Vermeiden von Fahrzeugkollisionen entwickelt worden, die nun relativ üblich sind. Derartige Systeme können eine Vorrichtung zur Bestimmung des Abstands zwischen einem Fahrzeug und einem Hindernis in dem Weg des Fahrzeugs wie auch eine Vorrichtung zur Anzeige dieses Abstandes oder zumindest zum Warnen des Fahrers vor einer drohenden Kollision umfassen. Beispielsweise beschreibt das U.S. Patent Nr. 4,903,004, das am 20. Februar 1990 erteilt wurde, mit dem Titel "All-Weather Digital Distance Measuring and Signaling System" ein Abstandsmess- und Warnsystem für ein Fahrzeug, das insbesondere zum genauen Messen von Abständen von Hindernissen bestimmt ist, wie beispielsweise solche, die sich hinter einem Lastwagen befinden, wenn dieser zurückgesetzt wird. Es ist ein Feld von Wandlervorrichtungen mit unabhängigen Sende- und Empfangsfähigkeiten an einem Trägerrahmen, wie beispielsweise einem hinteren Stoßfänger, befestigt. Ein gepulstes Signal, das von einer Transistorverstärkerschaltung stammt, wird getaktet, wenn es durch jede Wandlervorrichtung in ein Ultraschallwellensignal umgewandelt wird, wird durch die Wandlervorrichtungen gleichzeitig ausgesandt und empfangen und wird als ein gepulstes Signal zurückgeführt. Dieses Signal wird, nachdem es an einem Hindernis abgeprallt ist, rückgeführt, und es wird die Zeitdauer der Rückführung durch eine digitale Wandlerschaltung in einen Abstandswert umgewandelt. Die digitale Wandlerschaltung sendet ihrerseits das Signal an eine digitale Anzeigevorrichtung. Das U.S. Patent Nr. 4,674,073, das am 16. Juni 1987 erteilt wurde, mit dem Titel "Reflective Object Detecting Apparatus" beschreibt eine Vorrichtung, bei der eine Vielzahl von Ultraschallsendeelementen und Ultraschallempfangselementen vorgesehen ist, die elektrisch in einer aufeinander folgen den Weise verschaltet sind, um die Anwesenheit eines zu detektierenden Hindernisses zu ermöglichen. Der Abstand zu dem Objekt und einem bestimmten Bereich, an dem dieses detektiert wird, wird angezeigt. Die Ultraschallsendeelemente und die Ultraschallempfangselemente sind abwechselnd in einem linearen Feld angeordnet.

Unglücklicherweise ist es bei bekannten Systemen des oben beschriebenen Typs allgemein vonnöten, dass der Fahrer seine Aufmerksamkeit von der Ausführung von Funktionen, die für den sicheren Betrieb des Fahrzeugs kritisch sind, weg darauf lenken muss, auf die Anzeige zu schauen.

Angesichts des obigen wäre es erwünscht, ein System zur Detektion und Anzeige von Abständen vorzusehen, das den oben beschriebenen Nachteil vermeidet, indem eine Abstandsanzeige vorgesehen wird, die durch einen Fahrer eines Fahrzeugs leicht betrachtet werden kann, wenn das Fahrzeug in einer Rückwärtsrichtung manövriert wird.

Gemäß eines Aspektes der Erfindung ist ein System zum Messen und Anzeigen von Abständen zur Verwendung an einem Fahrzeug mit einer Heckscheibe vorgesehen. Das System umfasst zumindest einen Abstandsmesssensor zur Messung des Abstandes zwischen dem Heck des Fahrzeugs und einem Hindernis an dem Heck bzw. dem hinteren Bereich des Fahrzeugs. Ein Anzeigesystem, das mit dem Sensor gekoppelt ist, zeigt den Abstand an der Heckscheibe an.

Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung ist eine Vorrichtung vorgesehen, um ein Bild auf eine Heckscheibe eines Fahrzeugs zu projizieren. Die Vorrichtung umfasst eine Anzeige zur Erzeugung eines Bildes und ein erstes Mittel, das mit der Anzeige gekoppelt ist, um das Bild auf die Heckscheibe zu projizieren.

Gemäß eines noch weiteren Aspektes der Erfindung ist ein Verfahren vorgesehen, um auf einer Heckscheibe eines Fahrzeugs eine Darstellung eines Abstandes zwischen dem Fahrzeug und einem Hindernis an der Rückseite des Fahrzeugs anzuzeigen, das umfasst, dass der Abstand gemessen wird und die Darstellung auf der Heckscheibe angezeigt wird.

Die folgenden Zeichnungen veranschaulichen bestimmte Ausführungsformen der Erfindung und beschränken daher nicht den Schutzumfang der Erfindung, sind aber dazu vorgesehen, ein richtiges Verständnis der Erfindung zu unterstützen. Die Zeichnungen sind nicht maßstabsgetreu (sofern es nicht anders vermerkt ist) und sind zur Verwendung in Verbindung mit den Erläuterungen in der folgenden detaillierten Beschreibung bestimmt. Die vorliegende Erfindung wird im folgenden nur beispielhaft unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, wobei:
1 ein Fahrzeug zeigt, das versucht, zwischen zwei anderen Fahrzeugen an der Seite einer Fahrbahn zu parken;
2 einen Fahrer zeigt, der durch die Heckscheibe eines Fahrzeugs schaut, wenn das Fahrzeug rückwärts gefahren wird;
3 die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung der Heckscheibe zeigt; und
4 ein Blockdiagramm des erfindungsgemäßen Systems zur Detektion von Abständen und zur Anzeige derselben an der Heckscheibe ist.
Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und nicht dazu bestimmt, den Schutzumfang, die Anwendbarkeit oder die Gestaltung der Erfindung auf irgendeine Weise zu beschränken. Vielmehr sieht die folgende Beschreibung eine geeignete Darstellung zur Ausführung beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung vor. Bezüglich der hier beschriebenen Funktion und Anordnung der Elemente können die beschriebenen Ausführungsformen verschieden abgewandelt werden, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.
Wie zuvor beschrieben wurde, existieren Situationen, in denen die Sicht eines Fahrers begrenzt oder vollständig abhanden gekommen sein kann, wie beispielsweise, wenn ein Fahrer ein Fahrzeug in eine Parklücke auf der Seite einer Straße zwischen zwei anderen Fahrzeugen manövriert. Diese Situation ist in 1 gezeigt, die ein Fahrzeug 100 zeigt, das versucht, in der Parklücke 106 zwischen zwei anderen Fahrzeugen 102 und 104 zu parken, die entlang der Seite der Fahrbahn geparkt sind. Wie gut bekannt ist, ist es in solchen Situationen oftmals erforderlich, dass der Fahrer ein oder mehrere sich wiederholende Rückwärts- und Vorwärtsfahrmanöver ausführen muss, wobei jedes Mal äußerste Vorsicht geboten ist, um beim Rückwärtsfahren nicht an das Fahrzeug dahinter zu stoßen oder beim Vorwärtsfahren nicht an das Fahrzeug davor zu stoßen. Beim Zurücksetzen schaut ein Fahrer gewöhnlich aus der Heckscheibe 108 hinaus, um den Abstand zu dem auf der Rückseite parkenden Fahrzeug abzuschätzen. Dennoch berührt oder stößt ein Fahrer sehr oft an ein Fahrzeug 104, wodurch möglicherweise die Notwendigkeit teurer Reparaturen erforderlich wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist zumindest eine Abstandsmessvorrichtung 110 an dem Heckabschnitt des Fahrzeugs 100 vorgesehen. Dieser Sensor kann ein Ultraschallsensor, ein Radarsensor oder ein Infrarotsender und -empfänger sein, die Energie aussenden, die von einem Hindernis, beispielsweise dem rückwärtigen Fahrzeug 104 abprallt. Die Energie, die abprallt oder reflektiert wird, wird zurück empfangen, und der Abstand wird durch Messen der Zeitdauer bestimmt, die erforderlich ist, damit die Energie zu dem Hindernis hin und von diesem wieder zurück laufen kann. Diese Messung wird dann auf eine gut bekannte Art und Weise verarbeitet und in eine Abstandsmessung umgewandelt. Derartige Systeme sind gut bekannt, und der interessierte Leser wird auf die oben zitierten Patente verwiesen, deren Lehren hier durch Bezugnahme eingeschlossen sind.
Die vorliegende Erfindung umfasst ein Abstandsmesssystem, wobei der Abstand zwischen einem Fahrzeug und einem Hindernis auf der Rückseite des Fahrzeugs in der Heckscheibe des Fahrzeugs angezeigt wird. Auf diese Art und Weise kann ein Fahrer leicht den verbleibenden Abstand zu einem Hindernis auf der Rückseite des Fahrzeugs des Fahrers bestimmen.
In 2 ist ein Fahrzeug 100 mit einer Heckscheibe 108 ausgestattet. Wie zu sehen ist, hat sich der Fahrer 111 des Fahrzeugs 100 so gedreht, dass er zu der Heckscheibe 108 hinaussieht. Dies stellt ein typisches Szenario dar, wenn der Fahrer 111 das Fahrzeug 100 in einer Rückwärtsrichtung fährt. Jedoch wird gemäß der vorliegenden Erfindung der Fahrer 111 durch eine Anzeige 112 unterstützt, die auf die Heckscheibe projiziert wird. Diese Anzeige enthält Abstandsinformation (beispielsweise numerisch), die dem Fahrer angibt, wie weit des Heck des Fahrzeugs von einem Hindernis entfernt ist. Auf diese Art und Weise werden Kollisionen mit niedriger Geschwindigkeit, wie beispielsweise solche, die normalerweise in derartigen Situationen (d.h. Rücksetzen in eine Parklücke) auftreten, im Wesentlichen vermieden, was seinerseits eine erhebliche Sicherheitsverbesserung darstellt und in verringerten Reparaturkosten resultiert.
Wie in 3 gezeigt ist, schaut der Fahrer 111 wiederum durch die Heckscheibe 108 hinaus, wenn er das Fahrzeug 100 in einer Rückwärtsrichtung lenkt. Der Abstandsmessprozessor 114 des oben beschriebenen Typs empfängt und verarbeitet reflektierte Signale und bestimmt den Abstand zwischen dem am Fahrzeug befestigten Sensor und einem Hindernis auf der Rückseite des Fahrzeugs. Diese Abstandsdaten werden dann für eine Projektionsanzeige bei Einheit 116 bereitgestellt. Die Projektionseinheit 116 kann ein Gehäuse, ein optisches System, das in einem Abschnitt des Gehäuses angeordnet ist, und eine Anzeigevorrichtung umfassen, die in einem anderen Abschnitt des Gehäuses angeordnet ist. Die Anzeigevorrichtung 116 kann beispielsweise eine lichtdurchlässige Flüssigkristallanzeigevorrichtung (LCD-Vorrichtung) mit einer Flüssigkristallanzeigezelle sein. Die Flüssigkristallanzeigezelle, die durch einen Trei ber für die Anzeige (nicht gezeigt) betrieben wird, bildet ein Anzeigebild, das Daten in Verbindung mit dem Abstand zwischen dem Fahrzeug und einem Hindernis auf der Rückseite des Fahrzeugs darstellt. Das Licht, das durch die LCD-Zelle in der Form angezeigter Daten verläuft, wird auf die Windschutzscheibe 108 mittels eines reflektierenden Spiegels 118 projiziert. Wie zu sehen ist, kann der reflektierende Spiegel 118 um Punkt 120 geschwenkt werden, um die richtige Positionierung des virtuellen Bildes 112 (2) zu ermöglichen und es damit für den Fahrer 111 leicht betrachtbar zu machen, wie durch Pfeile 122 gezeigt ist.
Projektionsanzeigesysteme sind gut bekannt. Beispielsweise beschreibt das U.S. Patent Nr. 4,711,544, das am 08. Dezember 1987 erteilt wurde, mit dem Titel "Display System For A. Vehicle" ein Anzeigesystem mit einer Anzeigeeinheit zur Projektion eines Anzeigebildes einer Anzeigevorrichtung auf eine Frontscheibe eines Fahrzeugs. Dieses Patent, dessen Lehren hier durch Bezugnahme eingeschlossen sind, beschreibt ein System, bei dem die gesamte Fläche der Frontscheibe als eine Projektionsfläche für das Displaybild verwendet werden kann, und somit kann das virtuelle Bild der Anzeige an einer gewünschten Position ausgebildet werden, die zur Betrachtung durch den Fahrer geeignet ist. Für zusätzliche Informationen wird der interessierte Leser auf das U.S. Patent Nr. 5,519,536, das am 21. Mai 1996 erteilt wurde, mit dem Titel "Warning Device For Displaying Information In A Vehicle" und auf das U.S. Patent Nr. 5,805,119, das am 08. September 1998 erteilt wurde, mit dem Titel "Vehicle Projected Display Using Deformable Mirror Device" verwiesen.
4 ist ein Blockdiagramm, das das erfindungsgemäße Heckscheibenanzeigesystem darstellt. Die Bezugszeichen sind so gewählt worden, dass sie den gleichen Elementen in den 1, 2 und 3 entsprechen. Wie zu sehen ist, ist der Sensor 110 mit dem Abstandsmessprozessor 114 gekoppelt. Der Sensor 110 sendet Signale, die von einem Hindernis zurückreflektiert werden. Somit kann der Sensor 110 ein beliebiger geeigneter Sensor sein, beispielsweise ein Ultraschallsensor, ein Radarsensor oder ein Infrarotsensor. Die reflektierten Daten werden dann in dem Abstandsmessprozessor 114 verarbeitet, um Signale entsprechend dem Abstand zwischen dem Heck des Fahrzeugs 100 und einem Hindernis an dessen Heck zu erzeugen. Diese Information wird in der Anzeigeeinheit 116 angezeigt, die optisch mit einem Projektor 118 gekoppelt ist. Der Projektor 118 projiziert dann die Abstandssymbole oder -zeichen auf die Heckscheibe 108 zur Betrachtung durch einen Fahrer.
Somit ist gemäß der Erfindung ein verbessertes System zum Messen und Anzeigen eines Abstands für Fahrzeuge vorgesehen worden. Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf eine beispielhafte Ausführungsform beschrieben worden ist, ist es nicht beabsichtigt, dass die Erfindung auf diese beispielhafte Ausführungsform beschränkt ist. Für Fachleute ist es offensichtlich, dass eine Vielzahl von Variationen und Abwandlungen existiert, die nicht vom Schutzumfang der Erfindung abweichen. Beispielsweise können, während die Erfindung unter Bezugnahme auf einen einzelnen Hecksnsor beschrieben worden ist, mehrere Sensoren verwendet werden. Demgemäß ist beabsichtigt, dass alle Variationen und Abwandlungen in den Schutzumfang der angefügten Ansprüche fallen.
Zusammengefasst zeigt ein System zum Messen und Anzeigen eines Abstands an der Heckscheibe eines Fahrzeugs eine Darstellung des Abstandes zwischen dem rückwärtigen Ende bzw. Heck des Fahrzeugs und einem Hindernis hinter dem Fahrzeug an. Eine Abstandsmessvorrichtung, die zumindest einen Sensor an dem Heck des Fahrzeugs umfasst, misst den Abstand, der dann angezeigt wird.

Claims

System zum Messen und Anzeigen von Abständen zur Verwendung an einem Fahrzeug mit einer Heckscheibe, wobei das System umfasst: zumindest einen Abstandsmesssensor zur Messung des Abstandes zwischen dem Heck des Fahrzeugs und einem Hindernis an dem Heck des Fahrzeugs; und ein Anzeigesystem, das mit dem zumindest einen Sensor gekoppelt ist, um den Abstand an der Heckscheibe anzuzeigen.
System zum Messen und Anzeigen von Abständen nach Anspruch 1, wobei das Anzeigesystem ein Projektionssystem umfasst.
System zum Messen und Anzeigen eines Abstandes nach Anspruch 2, wobei das Projektionssystem umfasst: eine Anzeige; und ein Projektionsmittel zum Projizieren eines Bildes auf die Heckscheibe.
System zum Messen und Anzeigen von Abständen nach Anspruch 3, wobei die Anzeige eine Flüssigkristallanzeige (LCD) ist.
System zum Messen und Anzeigen von Abständen nach Anspruch 3, wobei das Projektionsmittel eine reflektierende Oberfläche umfasst, um ein Bild der Anzeige auf die Heckscheibe zu reflektieren.
System zum Messen und Anzeigen von Abständen nach Anspruch 5, wobei die reflektierende Fläche ein Spiegel ist.
System zum Messen und Anzeigen von Abständen nach Anspruch 5, wobei die reflektierende Fläche bewegbar ist, um die Position eines Bildes, das auf die Heckscheibe projiziert wird, einzustellen.
Vorrichtung zur Projektion eines Bildes auf eine Heckscheibe eines Fahrzeugs, wobei die Vorrichtung umfasst: eine Anzeige zur Erzeugung eines Bildes; und ein erstes Mittel, das mit der Anzeige gekoppelt ist, um das Bild auf die Heckscheibe zu projizieren.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei das Fahrzeug ein Kraftfahrzeug ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei das Bild Symbolen bzw. Zeichen entspricht, die mit einem Abstand zwischen dem Heck des Fahrzeugs und einem Hindernis in Verbindung stehen.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Symbole bzw. Zeichen eine numerische Darstellung des Abstandes sind.
Vorrichtung nach Anspruch 11, ferner mit zumindest einem Abstandsmesssensor, der mit der Anzeige zur Messung des Abstandes gekoppelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei das erste Mittel einen Spiegel umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Anzeige eine LCD-Anzeige ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei das erste Mittel einstellbar ist, um die Position des Bildes auf der Heckscheibe zu ändern.
Verfahren zur Anzeige einer Darstellung eines Abstandes zwischen einem Fahrzeug und einem Hindernis an dem Heck des Fahrzeugs auf einer Heckscheibe des Fahrzeugs, wobei das Verfahren umfasst, dass: der Abstand gemessen wird; und die Darstellung auf der Heckscheibe angezeigt wird.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Anzeige umfasst, dass: ein sichtbares Bild der Darstellung erzeugt wird; und das sichtbare Bild auf die Heckscheibe projiziert wird.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Darstellung eine numerische Darstellung ist.