Beschreibung

Titel

Verfahren zum Justieren einer Richtantenne eines Radarsystems und Radarsystem zur

Durchführung des Verfahrens

Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Justieren einer Richtantenne eines Radarsystems und ein Radarsystem zur Durchführung des Verfahrens, gemäß den

Oberbegriffen der jeweiligen unabhängigen Ansprüche.

Die steigende Verkehrsdichte bei Kraftfahrzeugen führt immer häufiger zu kritischen Fahrsituationen. Ob es in solchen Situationen zu einem Unfall kommt oder nicht, entscheidet sich in Sekundenbruchteilen. Zur Unterstützung des Fahrers in solchen

Fahrsituationen ist das sog. „Predictive Safety System" (PSS) entwickelt worden, welches eine Reihe vorausschauender Sicherheitssysteme umfasst, um eine schnellere Reaktion auf Gefahrensituationen vor dem Fahrzeug zu ermöglichen.

Die erforderlichen Sicherheitsfunktionen beruhen auf dem Zusammenwirken aktiver

Sicherheitssysteme wie bspw. einem Antiblockiersystem (ABS), einem Elektronischen Stabilitäts-Programm (ESP) und/oder einem hydraulischen Bremsassistenten (HBA) mit einer bei einer sog. „Adaptive Cruise Control" (ACC) vorgesehenen Radarsensorik. Eine solche adaptive Abstandsregelung (ACC) erkennt in an sich bekannter Weise vorausfahrende Fahrzeuge und deren Position bzw. Abstand, ermittelt deren

Geschwindigkeit und hält durch automatische Bremsen- und Motorsteuerung einen geschwindigkeitsabhängigen Sicherheitsabstand ein.

Die genannte Radarsensorik umfasst einen räumlich relativ hoch auflösenden Radarsensor, welcher elektromagnetische Wellen, insbesondere Mikrowellen mit

Frequenzen oberhalb einiger 100 MHz, verwendet und welcher im Frontbereich des jeweiligen Fahrzeugs angeordnet ist, um den Bereich vor dem Wagen kontinuierlich zu überwachen. Damit der Radarsensor mit der notwendigen Präzision messen kann, haben die vom Radarsensor abgestrahlten Radarstrahlen möglichst mit der dynamischen Fahrachse des Fahrzeugs zu übereinstimmen.

Da bei der Fertigung eines Kraftfahrzeugs und bei der nachfolgenden Anbringung des Radarsensors am fertigen Fahrzeug unterschiedliche Toleranzen auftreten, muss jeder Radarsensor vor seiner Inbetriebnahme vertikal und/oder horizontal justiert werden, um die beiden genannten Achsen möglichst in übereinstimmung zu bringen. Die Justierung hat um so präziser zu erfolgen, je kleiner und damit genauer der Auflösungsbereich des Radarsensors ist. In Kraftfahrzeugen ist zur Detektion vorausfahrender Fahrzeuge und ggf. zur Spurzuordnung dieser Fahrzeuge eine azimutale Mindestauflösung von 0,5° erforderlich.

Im Stand der Technik erfolgt die Justierung mittels zweier am Radarsensor angebrachter Justierschrauben, wobei unterschieden wird zwischen sogenannten , aktiven' und ,passiven' Justierverfahren.

Bei der aktiven Justierung werden die vom Radarsensor abgestrahlten Radarstrahlen an einem Spiegel reflektiert und die Justierung anhand der vom Radarsensor empfangenen Reflexionen durchgeführt. Dabei wird die genannte Richtantenne so justiert, dass die von dem Spiegel reflektierten Radarsignale einen maximalen Empfangspegel annehmen.

Bei der passiven Justierung unterscheidet man im Wesentlichen zwei Methoden. Bei der ersten Methode erfolgt die Justierung wiederum mittels eines Spiegels, wobei nicht die Radarachse, sondern die Achse eines an dem Sensor angebrachten Spiegels in Bezug auf die Fahrachse ausgerichtet wird. Dabei wird zusätzlich ein vorher zu bestimmender Winkelversatz zwischen dem Spiegel und der Radarachse berücksichtigt, dessen Wert von einem Diagnosegerät bereitgestellt wird.

Bei der zweiten Methode erfolgt die passive Justierung mittels eines Lasers, wobei die Gehäuseachse des Radarsensors mit Hilfe eines am Sensor angebrachten Laseraufsatzes mit der Fahrachse in übereinstimmung gebracht wird.

Ein Verfahren und entsprechendes Radarsystem gemäß der zweiten Methode sind in der deutschen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 196 42 811 C2 des Anmelders beschrieben. Dabei wird der Laserstrahl vorzugsweise so erzeugt, dass er in einem bekannten Winkel und in einer bekannten Entfernung zu einer Strahlachse der genannten

Richtantenne verläuft. Als Strahlachse dient dabei bevorzugt die Hauptstrahlachse der Richtantenne. Die Justierung der Richtantenne erfolgt nun dahingehend, dass der Lichtstrahl eine vorgegebene Zielmarkierung beleuchtet.

Das in der genannten Voranmeldung beschriebene Radarsystem zur Durchführung des genannten Verfahrens besitzt eine Vorrichtung zur Aufnahme einer Laserquelle, wie bspw. einer Laserdiode, die fest an die Antenne oder in das Gehäuse des Radarsensors bzw. des Radarsystems eingebaut ist. Alternativ wird die Verwendung von wenigstens zwei Laserstrahlen vorgeschlagen, wodurch neben der horizontalen und vertikalen Verstellung auch eine unerwünschte Verdrehung der Hauptstrahlachse des Radarsystems erkannt werden kann.

Darüber hinaus wird in der genannten Voranmeldung vorgeschlagen, an Stelle einer an dem Radarsystem angeordneten Laserquelle dort mindestens einen spiegelreflektierenden Bereich vorzusehen, wobei die Justierung der Richtantenne dadurch erfolgt, dass ein außerhalb des Radarsystems angeordneter und auf diesen spiegelreflektierenden Bereich gerichteter Laserstrahl eingesetzt wird. Die Justierung selbst erfolgt dadurch, dass der reflektierte Strahl eine vorgegebene Zielmarkierung beleuchtet.

Es ist wünschenswert, ein eingangs beschriebenes Verfahren zum Justieren einer

Richtantenne eines Radarsystems sowie ein entsprechendes Radarsystem dahingehend zu verbessern, dass der Justiervorgang so einfach, kostengünstig, zeitoptimiert und so präzise wie möglich durchgeführt werden kann.

Offenbarung der Erfindung

Der vorliegenden Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, an dem eingangs beschriebenen Radarsensor, bevorzugt an dem genannten Gehäuse des Sensors, bevorzugt von außen

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sichtbare Markierungen anzubringen, mittels derer die eingangs beschriebene ,passive' Justage am Fahrzeug erheblich vereinfacht wird und mittels derer der bevorzugt bereits im Werk vermessene eingangs genannte Winkelversatz zwischen der Gehäuseachse und der optischen Achse oder Antennenachse des Radarsensors für die Justage des jeweiligen Radarsystems bzw. -sensors vor Ort bereits ohne weitere Maßnahmen zur Verfügung steht.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird nachfolgend, unter Heranziehung der beigefügten Zeichnungen, anhand von möglichen Ausführungsformen eingehender beschrieben, aus denen sich weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben.

In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines bei der vorliegenden Erfindung zur Anwendung kommenden Verfahrens bzw. einer Vorrichtung zur Justierung einer Richtantenne eines vorliegend an einem Kraftfahrzeug angeordneten Radarsystems;

Fig. 2a,b eine perspektivische Ansicht zweier unterschiedlicher Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Radarsystems bzw. Radarsensors; und

Fig. 3 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Justieren der Richtantenne des in der Fig. 2 gezeigten Radarsystems.

Ausführungsformen der Erfindung

Das in der Fig. 1 gezeigte und in der Front eines Fahrzeugs 32 eingebaute Radarsystem

31 umfasst eine Laserquelle 34. Die Laserquelle kann bspw. an einer nicht gezeigten Justagekappe befestigt sein, wobei die Justagekappe zum Zwecke der Justierung an dem Radarsystem 31 bzw. einen eine Richtantenne aufweisenden Radarsensor vorübergehend angebracht wird.

Die Befestigung des Radarsystems 31 erfolgt in derselben Art und Weise wie die an sich bekannte Befestigung von Autoscheinwerfern und erlaubt eine Verschwenkung des Radarsystems 31 sowohl in der horizontalen als auch in der vertikalen Achse. Gegenüber dem Fahrzeug 32 befindet sich eine Zielmarkierung 37, die bspw. auf eine Wand oder einen Schirm 33 aufgebracht ist. Mit dem Bezugszeichen 36 wird die Position des Radarsystems 31 relativ zu der Zielmarkierung 37 bezeichnet.

Zur Justierung des Radarsystems 31 wird das Fahrzeug 32 an einer bekannten Position vor dem Schirm 33 abgestellt, bspw. auf einem Achsvermessungsstand oder mittels optischer Positionierung mit Hilfe eines Scheinwerfereinstellgerätes, wobei es lediglich darauf ankommt, dass die Position des Fahrzeugs 32 bzw. damit verbunden die Position des Radarsystems 31 in Bezug auf die Zielmarkierung 37 bekannt ist.

Bei dem eigentlichen Justiervorgang wird das Radarsystem 31 bzw. ein (hier nichtgezeigtes) Gehäuse eines vorgesehenen Radarsensors so geschwenkt, dass der Laserstrahl 35 die Zielmarkierung 37 beleuchtet. Die Zielmarkierung 37 selbst kann bspw. ein Fadenkreuz, ein Punkt oder ein bzw. mehrere konzentrische Kreise darstellen. Alternativ kann die Zielmarkierung 37 auch aus einem optischen Empfänger, bspw. einer Photodiode, bestehen.

Das beschriebene Justierverfahren hat den Nachteil, dass nur die Achse des genannten Sensorgehäuses justiert wird, jedoch Abweichungen zwischen der optischen Achse des Radarsensors bzw. der bei dem Sensor vorgesehenen Richtantenne und der genannten Gehäuseachse unberücksichtigt bleiben.

Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird der Versatzwinkel zwischen der Gehäuseachse und der Radarachse bei der Herstellung des Radarsystems bzw. des Radarsensors im Werk vermessen und die dabei ermittelten Daten des Versatzwinkels in Form einer Kodierung auf dem Sensorgehäuse aufgebracht.

Die Kodierung an sich kann dabei in unterschiedlichster Weise erfolgen, bspw. durch Aufbringen einer Farbkodierung, eines Barcodes oder einer Buchstaben- /Zahlenkombination (siehe Fig. 2a). Alternativ können die genannten

Winkelinformationen in Form von Targetkreisen (siehe Fig. 2b), unter Einzeichnung des den genannten Versatz berücksichtigenden Laserpunktes aufgebracht werden. Die Aufbringung der Kodierung erfolgt bevorzugt von außen sichtbar, bspw. auf dem Sensorgehäuse 200 oder der Sensor- bzw. Antennenlinse 205.

Die Kodierung wird bevorzugt dauerhaft aufgebracht, da davon auszugehen ist, dass sich der genannte Versatzwinkel über die Lebenszeit eines Sensors nicht ändert. Als Verfahren zur Aufbringung der Kodierung kommen Verfahren wie Fräsen, Stanzen, Lasern oder dgl., oder das Aufbringen von zusätzlichem Material in Betracht, da das jeweilige Herstellungsverfahren für die vorliegende Erfindung nicht von Bedeutung ist.

Alternativ kann vorgesehen sein, die Kodierung an einer Fläche des Sensors aufzubringen, an der üblicher Weise der eingangs beschriebene spiegelreflektierende Bereich angeordnet ist (Fig. 2b).

Die Figuren 2a und 2b zeigen die bereits erwähnten beiden Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Radarsystems bzw. -sensors in einer perspektivischen Darstellung.

Das in der Fig. 2a gezeigte Sensorgehäuse 200, welches vorderseitig eine Ausformung 230 zur gehäuseinneren Aufnahme der genannten Antennenlinse 205 aufweist, weist im oberen Bereich der Frontabdeckung eine genannte Farbkodierung, einen Barcode oder einen Buchstaben-/Zahlenschlüssel 210 auf.

Bei der in der Fig. 2b gezeigten Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Kodierung in dem genannten spiegelreflektierenden Bereich 215 angeordnet, und zwar in Form eines genannten Targetkreises 220. In dem Targetkreis 220 ist ein Laserzielpunkt 225 eingetragen. Bei der Justierung des jeweils vorliegenden Radarsensors hat die beschriebene Verschwenkung so zu erfolgen, dass der Laserstrahl einen an der Wand (Schirm) 33 angeordneten Targetkreis (siehe Fig. 3) möglichst in übereinstimmung mit dem gezeichneten dem Zielpunkt 225 trifft. Dadurch ist sicher gestellt, dass der genannte

Versatzwinkel bei der Justierung automatisch korrekt berücksicht wird.

Anhand der Fig. 3 wird nun das erfindungsgemäße Verfahren zur Justierung einer hier betroffenen Richtantenne eines Radarsystems, und zwar am Beispiel der in der Fig. 2b gezeigten Ausführungsform des Radarsensors, beschrieben.

An Stelle eines in der Fig, 1 gezeigten einfachen Zielpunktes 37 an der Wand (Schirm)

33, 340 wird in der vorliegenden Ausführungsform ein erweitertes Kreisbild 300 - 310 aufgezeichnet, welches ähnlich einem Koordinatensystem verwendet wird. Die entsprechende an dem Sensor 215 - 225 angebrachte Kodierung bzw. das dort angebrachte identische Kreisbild ist so angeordnet, dass durch Ablesen der Kodierung auf dem Sensor ohne Weiteres klar wird, wo der Laserstrahl der Laserquelle 34 das erweiterte

Kreisbild 300 - 310 im Falle einer erfolgreichen Justierung treffen muss.

Es ist hervorzuheben, dass das beschriebene Kreisbild nur eine mögliche Ausführungsform darstellt und grds. auch andere Darstellungsformen wie bspw. Farbverläufe oder eine Aufteilung in anders angeordnete Zielzonen denkbar sind.

In der Fig. 3 bezeichnet die Linie 320 den Pfad des genannten Laserstrahls, der von einer an einer Justagekappe 325 angeordneten Laserquelle 330 abgestrahlt wird. Die Linien 335 und 340 bezeichnen die im Zusammenhang mit der Fig. 1 bereits genannten Positioniermarken für ein hier beispielhaft gezeigtes Fahrzeug 345.