DE10043099A1 - Method and device for monitoring a motor vehicle's rear area uses a video camera to give two different image scales at different image angles - Google Patents
Method and device for monitoring a motor vehicle's rear area uses a video camera to give two different image scales at different image anglesInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung des rückwärtigen Bereichs eines Kraftfahrzeugs mittels mindestens einer Videokamera.The invention relates to a method and a device for monitoring the rear area of a motor vehicle by means of at least one video camera.
Es ist bekannt, die bei Kraftfahrzeugen vorgeschriebenen Rückspiegel durch Kombinationen aus Videokameras und Monitoren, die für den Fahrzeugführer sichtbar im Innenraum des Fahrzeugs angeordnet sind, zu ersetzen. Solche Systeme können bei der normalen Vorwärtsfahrt oder auch als Einparkhilfe benutzt werden.It is known to use the rearview mirror prescribed in motor vehicles Combinations of video cameras and monitors that are visible to the driver are arranged in the interior of the vehicle to replace. Such systems can the normal forward drive or also as a parking aid.
Die DE 43 36 288 beschreibt die Verwendung einer am Heck des Fahrzeugs angebrachten Videokamera als Einparkhilfe, die mit Mitteln zum Verschwenken ausgestattet ist, und bei der die Schärfe automatisch geregelt wird.DE 43 36 288 describes the use of a at the rear of the vehicle attached video camera as a parking aid, with means for pivoting is equipped, and the sharpness is automatically controlled.
Eine ebenfalls am Heck angebrachte Kamera, die mit Sensoren zur Erfassung der Raumlage von Hindernissen kombiniert ist und bei der betriebsabhängig zwischen einer Darstellung als Draufsicht und als Realbild umgeschaltet werden kann, ist in der DE 197 41 896 offenbart. Hierbei kann die Veränderung des dargestellten Bereichs elektronisch durch Bildauswahl realisiert werden.A camera also attached to the rear, which is equipped with sensors for recording the Location of obstacles is combined and depending on the operation between one Representation as a top view and as a real image can be switched in the DE 197 41 896 discloses. This can change the displayed area can be implemented electronically through image selection.
Die bekannten Systeme können jedoch nicht die vorgeschriebenen Seiten-Rückspiegel ersetzen, da sie wegen ihrer Anordnung am Heck den Seitenbereich nicht erfassen können. Daher sind weiterhin zusätzlich Seitenspiegel oder auch entsprechend seitlich angebrachte Videokameras mit entsprechenden Anzeigevorrichtungen (Monitoren) erforderlich.However, the known systems cannot do the prescribed side rear view mirrors replace, because they do not capture the side area due to their arrangement at the rear can. Therefore, there are additional side mirrors or laterally attached video cameras with corresponding display devices (monitors) required.
Aufgabe der Erfindung ist es, Verfahren und Vorrichtungen zu schaffen, mit denen der rückwärtige Bereich des Kraftfahrzeugs sowohl bei der Vorwärtsfahrt in der vorgeschriebenen Weise als auch beim Einparken ausreichend überwacht werden kann und die gegenüber den bekannten Systemen vereinfacht sind. The object of the invention is to provide methods and devices with which the rear area of the motor vehicle both when driving forward in the prescribed manner as well as during parking can be monitored sufficiently and which are simplified compared to the known systems.
Diese Aufgabe wird durch Verfahren und Vorrichtungen nach den unabhängigen Ansprüchen gelöst.This task is accomplished by methods and devices according to the independent Claims solved.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Videokamera verwendet, die mindestens zwei unterschiedliche Abbildungsmaßstäbe bei unterschiedlichen Bildwinkeln erlaubt. Die mit den unterschiedlichen Abbildungsmaßstäben aufgenommenen Bilder werden nacheinander oder gleichzeitig auf mindestens einem Monitor für den Fahrzeugführer sichtbar gemacht. Die Videokamera ist an der der Gegenfahrbahn zugewandten, d. h. bei Rechtsverkehr auf der linken, Seite des Fahrzeugs angebracht und überwacht den rückwärtigen Bereich des Fahrzeugs.In the method according to the invention, a video camera is used that at least two different image scales allowed at different picture angles. The pictures taken with the different image scales are one after the other or simultaneously on at least one monitor for the driver made visible. The video camera is on the opposite lane, d. H. in the case of right-hand traffic on the left side of the vehicle and monitors the rear area of the vehicle.
Zu den unterschiedlichen Bildwinkeln gehört mindestens ein Winkel von etwa 15 Grad, wie er für einen herkömmlichen Rückspiegel vorgeschrieben ist, und ein weiterer Winkel von etwa 30 bis 60 Grad, der sich für das Einparken als zweckmäßig erwiesen hat. Bei diesem weiteren Winkel kann auch der Bereich hinter dem Fahrzeug in Bodennähe beobachtet werden.The different picture angles include at least an angle of about 15 degrees, as prescribed for a conventional rear view mirror, and another angle from about 30 to 60 degrees, which has proven to be useful for parking. at The area behind the vehicle near the ground can also make this further angle to be watched.
Als Monitor kann eine an sich bekannte Vorrichtung verwendet werden, beispielsweise ein Flüssigkristallbildschirm oder eine Kathodenstrahlröhre.A device known per se can be used as a monitor, for example a liquid crystal screen or a cathode ray tube.
Grundsätzlich kann im erfindungsgemäßen Verfahren eine Videokamera verwendet werden, bei der zur Veränderung des Abbildungsmaßstabs die Brennweite des Objektivs verändert wird. Mechanische Zoom-Objektive sind jedoch relativ teuer und erfordern mechanische Antriebe für ihre Betätigung. Bevorzugt wird daher eine elektronische Bildauswahl. Dabei werden die Signale aus einem beliebigen zusammenhängenden Bereich der lichtempfindlichen Aufnahmeschicht ausgewählt.In principle, a video camera can be used in the method according to the invention are used to change the focal length of the lens is changed. However, mechanical zoom lenses are relatively expensive and require mechanical drives for their actuation. An electronic one is therefore preferred Image selection. The signals are from any contiguous Area of the photosensitive recording layer selected.
Weiterhin bevorzugt ist beim erfindungsgemäßen Verfahren, daß die unterschiedlichen Abbildungsmaßstäbe und Bildwinkel automatisch nach dem Betriebszustand des Fahrzeugs eingestellt werden. Auf dem Monitor wird dabei das nach dem jeweiligen Betriebszustand am besten geeignete Bild angezeigt.It is further preferred in the method according to the invention that the different Magnifications and image angle automatically according to the operating state of the Vehicle can be set. This is shown on the monitor according to the respective Operating condition most suitable picture displayed.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden die mit unterschiedlichen Abbildungsmaßstäben aufgenommenen Bilder gleichzeitig auf zwei Monitoren angezeigt. In a further preferred embodiment, those with different Magnifications recorded images simultaneously on two monitors displayed.
Bevorzugt ist daneben auch die Anzeige der mit unterschiedlichen Abbildungsmaßstäben aufgenommenen Bilder gleichzeitig auf verschiedenen Bildbereichen eines Monitors.In addition, the display of those with different values is also preferred Magnifications recorded images simultaneously on different Image areas of a monitor.
Vorteilhaft werden durch die Bildauswahl auch Fertigungsabweichungen beim Einbau der Videokamera ausgeglichen. Diese Abweichungen können beispielsweise die Ausrichtung der optischen Achse der Kamera betreffen, durch die eine Abweichung der von der Kamera erfaßten Bildbereiche des rückwärtigen Bereichs des Fahrzeugs hervorgerufen wird. Auch durch Unterschiede in der Position der Kamera, z. B. bei verschiedenen Fahrzeugtypen, können sich solche Abweichungen ergeben. Die Kamera kann dann auf einfachere Weise fest montiert werden und braucht nicht, wie ein herkömmlicher Rückspiegel, über ein Gelenk mit dem Fahrzeug verbunden zu werden. Auch Abweichungen beim Betrieb des Fahrzeugs, beispielsweise durch Neigung infolge ungleichmäßiger Beladung, können so korrigiert werden. Solche Korrekturen können manuell über Einstellknöpfe oder auch automatisch durch Signale von Neigungsdetektoren erfolgen.The image selection also makes manufacturing deviations during installation advantageous the video camera balanced. These deviations can be, for example Alignment of the optical axis of the camera relate to a deviation of the Image areas of the rear area of the vehicle captured by the camera is caused. Also due to differences in the position of the camera, e.g. B. at different vehicle types, such deviations may arise. The camera can then be fixed in a simpler manner and does not need to be installed like a conventional rearview mirror, to be connected to the vehicle via a joint. Also deviations in the operation of the vehicle, for example due to inclination uneven loading can be corrected in this way. Such corrections can manually via adjusting knobs or automatically by signals from Inclination detectors are made.
Zur Erfindung gehört auch eine Vorrichtung zur Überwachung des rückwärtigen Bereichs eines Fahrzeugs beim Fahren und Einparken, die mindestens eine an der der Gegenfahrbahn zugewandten Seite des Fahrzeugs angebrachte Videokamera, eine Bildauswahlvorrichtung und mindestens einen Monitor zur Anzeige der aufgenommenen und ausgewählten Bilder umfaßt.The invention also includes a device for monitoring the rear Area of a vehicle when driving and parking, at least one at the the Video camera, one on the opposite side of the vehicle Image selection device and at least one monitor for displaying the recorded and selected images.
Die Bildauswahlvorrichtung arbeitet bevorzugt elektronisch. Sie kann beispielsweise aus dem gesamten von der Videokamera abgegebenen Signal, das die Einzelsignale aller Bildpunkte der Aufnahmeschicht umfaßt, die Einzelsignale derjenigen Bildpunkte auswählen und zur Anzeige weiterleiten, die zu einem zusammenhängenden Bildbereich gehören. Diese auszuwählenden Bildbereiche können als feste Bereiche in einem Speicher abgelegt sein und entsprechend dem Betriebszustand, z. B. Vorwärtsfahrt oder Rückwärts-Einparken, abgerufen werden. Die Bildauswahlvorrichtung kann auch mehrere, bevorzugt zwei, Bildbereiche auswählen, die unterschiedlichen Bildwinkeln entsprechen, und entsprechend zwei Bildsignale zur Anzeige weiterleiten. Hierzu kann eine Steuereinheit vorhanden sein, die Signale über den Betriebszustand, beispielsweise vom zentralen Bus oder vom Getriebe, aufnimmt und danach die Bildauswahlvorrichtung steuert.The image selection device preferably works electronically. You can, for example the total signal emitted by the video camera, which is the individual signals of all Includes pixels of the recording layer, the individual signals of those pixels Select and redirect to display leading to a contiguous image area belong. These image areas to be selected can be used as fixed areas in one Be stored and according to the operating state, for. B. Forward travel or Reverse parking, can be accessed. The image selection device can also select several, preferably two, image areas, the different image angles correspond, and accordingly forward two image signals for display. This can a control unit can be present, the signals about the operating state, for example from the central bus or from the transmission, and then the image selection device controls.
Die Vorrichtung weist bevorzugt zwei Monitore auf, auf denen zwei Abbildungen, die unterschiedlichen ausgewählten Bildbereichen mit unterschiedlichen Bildwinkeln entsprechen, angezeigt werden können.The device preferably has two monitors, on which two images that different selected image areas with different image angles can be displayed.
Zur Anzeige wird bevorzugt auch ein Monitor verwendet, der zwei unterschiedliche Bildbereiche aufweist, auf denen zwei unterschiedlichen Bildwinkeln entsprechend Bilder angezeigt werden.A monitor that uses two different monitors is also preferably used for the display Has image areas on which two different image angles corresponding to images are displayed.
Es ist auch vorteilhaft, wenn die Bildauswahlvorrichtung Mittel aufweist, mit denen der Bildwinkel und/oder der Bildausschnitt der unterschiedlichen Bildsignale eingestellt werden kann. Diese Mittel sind geeignet, Größe und Lage der ausgewählten Bildbereiche zu verändern. Ein solches Mittel kann ein digitaler Eingang sein, über den beim Einbau der Kamera die auszuwählenden Bildbereiche festgelegt werden können, und der auch andere Signale, beispielsweise von einem Neigungsdetektor, aufnehmen kann. Andere mögliche Mittel dieser Art sind Einstellknöpfe, mit denen der Fahrer Bildwinkel und Bildlage einstellen kann.It is also advantageous if the image selection device has means with which the Angle of view and / or the image section of the different image signals set can be. These funds are suitable, size and location of the selected Change image areas. Such a means can be a digital input via which the image areas to be selected can be specified when installing the camera, and which also receives other signals, for example from an inclination detector can. Other possible means of this kind are adjustment knobs with which the driver Can adjust picture angle and picture position.
Vorteilhaft gehört zur erfindungsgemäßen Vorrichtung eine zweite Videokamera, die an der dem Fahrbahnrand zugewandten Seite, bei Rechtsverkehr also rechts, des Fahrzeugs angebracht ist. Diese Kamera kann anstelle der ersten an die Bildauswahlvorrichtung angeschlossen werden, wenn das für Rechtsverkehr ausgerüstete Fahrzeug in einem Land mit Linksverkehr betrieben wird. Bevorzugt ist die zweite Kamera mit einer zweiten Bildauswahlvorrichtung und einem zweiten Monitor versehen. Die zweite Bildauswahlvorrichtung ist gegebenenfalls ebenfalls mit der Steuereinheit verbunden.A second video camera advantageously belongs to the device according to the invention the side facing the edge of the carriageway, i.e. in right-hand traffic, on the right Vehicle is attached. This camera can be used instead of the first Image selection device can be connected if that for right-hand traffic equipped vehicle is operated in a country with left-hand traffic. The is preferred second camera with a second image selection device and a second monitor Mistake. The second image selection device is optionally also with the Control unit connected.
Die Erfindung wird noch durch ein Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in:The invention is explained in more detail by an embodiment. The painting show in:
Fig. 1 ein Fahrzeug mit der erfindungsgemäßen Videokamera in der Draufsicht, Fig. 1, a vehicle with the inventive video camera in plan view,
Fig. 2 den Bildschirm eines Monitors für die Anzeige zweier Bilder, Fig. 2 shows the screen of a monitor for the display of two images,
Fig. 3 ein Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 3 is a block diagram of the apparatus according to the invention,
Fig. 4 die Aufnahmeschicht der Videokamera mit ausgewählten Bildbereichen. Fig. 4 shows the recording layer of the video camera with selected image areas.
In Fig. 1 ist ein Fahrzeug 1 dargestellt, das sich auf einer Fahrbahn in Pfeilrichtung vorwärts bewegt. An der linken Seite ist eine Videokamera 2 befestigt, deren Aufnahmebereich nach hinten gerichtet ist. Das von der Videokamera aufgenommene und von der Bildauswahlvorrichtung ausgewählte Bild wird dem Fahrer auf einem Monitor 3 im Inneren des Fahrzeugs angezeigt. Bei normaler Vorwärtsfahrt wählt die Bildauswahlvorrichtung das angezeigte Bild so aus, daß es einem Aufnahmewinkel a von etwa 15 Grad entspricht, wie er nach den Zulassungsvorschriften für Seitenrückspiegel vorgeschrieben ist. Bei diesem Verfahren kann der Fahrzeugführer den Monitor wie einen Seitenrückspiegel verwenden. Kommt das Fahrzeug zum Stehen und wird der Rückwärtsgang eingelegt, dann erhält die Bildauswahlvorrichtung ein Signal und ändert das ausgewählte Bild so, daß es einem wesentlich größeren Aufnahmewinkel b von etwa 40 Grad entspricht. Bei dieser Einstellung wird dem Fahrer ein großer Teil des hinter dem Fahrzeug liegenden Bereichs auf dem Monitor 3 angezeigt. Dies unterstützt ihn wesentlich beim Einparken.In Fig. 1, a vehicle 1 is shown moving forward on a road in the direction of the arrow. A video camera 2 is attached to the left side, the recording area of which is directed towards the rear. The image recorded by the video camera and selected by the image selection device is displayed to the driver on a monitor 3 inside the vehicle. During normal forward travel, the image selection device selects the displayed image so that it corresponds to a recording angle a of approximately 15 degrees, as prescribed by the approval regulations for side rear view mirrors. With this method, the vehicle operator can use the monitor like a side rear view mirror. If the vehicle comes to a standstill and reverse gear is engaged, the image selection device receives a signal and changes the selected image so that it corresponds to a substantially larger recording angle b of approximately 40 degrees. With this setting, the driver is shown a large part of the area behind the vehicle on monitor 3 . This supports him significantly when parking.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung werden von der Bildauswahlvorrichtung die beiden zu den Aufnahmewinkeln a und b gehörenden Bilder gleichzeitig ausgewählt und die entsprechenden Bildsignale an den Monitor weitergegeben. Wie in Fig. 2 gezeigt, hat dieser eine geteilte Anzeigefläche mit dem Bereich 4, auf dem das dem Aufnahmewinkel b entsprechende Bild angezeigt wird, und dem Bereich 5 für das Bild mit dem Aufnahmewinkel a. Bei dieser Einteilung der Anzeigefläche wird offensichtlich das Bild mit dem Aufnahmewinkel b teilweise überdeckt. Daher ist der Bereich 5 so angeordnet, daß er nur unwichtige Teile des Bildes im Bereich 4, z. B. ein Teil des Himmels, überdeckt.In another embodiment of the invention, the two images belonging to the recording angles a and b are selected simultaneously by the image selection device and the corresponding image signals are passed on to the monitor. As shown in FIG. 2, this has a divided display area with the area 4 on which the image corresponding to the recording angle b is displayed and the area 5 for the image with the recording angle a. With this division of the display area, the image is obviously partially covered with the recording angle b. Therefore, the area 5 is arranged so that it only unimportant parts of the image in the area 4 , z. B. covers part of the sky.
In Fig. 3 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung als Blockdiagramm dargestellt. Die Videokamera 10 nimmt ein ihrer gesamten lichtempfindlichen Aufnahmefläche entsprechendes Bildsignal auf und übermittelt es an die Bildauswahleinrichtung 11. Diese wählt aus dem Gesamtsignal entsprechend ihrer Einstellung eines von zwei Bildsignalen aus, das einem zusammenhängenden Bereich auf der Aufnahmefläche mit einem bestimmten Bildwinkel entspricht. Das ausgewählte Signal wird auf dem Monitor 14 angezeigt. Die Bildauswahlvorrichtung wird von der Steuereinheit 12 nach dem Betriebszustand des Fahrzeugs gesteuert. Diese erhält die Information über den Betriebszustand beispielsweise von der zentralen Datenverarbeitung über einen Bus oder direkt vom Schalt- oder Automatikgetriebe. So kann bei Vorwärtsfahrt die Bildauswahl entsprechend dem Aufnahmewinkel a und bei Rückwärtsfahrt entsprechend dem Aufnahmewinkel b erfolgen.In Fig. 3, an apparatus according to the invention is shown as a block diagram. The video camera 10 records an image signal corresponding to its entire light-sensitive recording area and transmits it to the image selection device 11 . This selects one of two image signals from the overall signal in accordance with its setting, which corresponds to a coherent area on the recording surface with a specific image angle. The selected signal is displayed on the monitor 14 . The image selection device is controlled by the control unit 12 according to the operating state of the vehicle. This receives information about the operating status, for example from central data processing via a bus or directly from the manual or automatic transmission. Thus, the image can be selected according to the recording angle a when driving forward and according to the recording angle b when driving backward.
Fig. 4 zeigt die Aufnahmefläche 20 der Videokamera. Die Bildauswahlvorrichtung wählt bei Rückwärtsfahrt die Bildsignale aus dem zusammenhängenden Bereich 21 entsprechend dem Aufnahmewinkel b aus. Für die Vorwärtsfahrt wird entsprechend dem Aufnahmewinkel a der Bereich 22 ausgewählt. Falls der zugehörige Aufnahmewinkel nicht die bei Vorwärtsfahrt notwendige Ausrichtung hat, kann die Lage dieses Bereichs mit Hilfe der Einstellknöpfe 16 (Fig. 3) an der Bildauswahlvorrichtung verändert werden, so daß sie etwa der Position 23 entspricht. Auch die Lage des Bereichs 21 läßt sich so verändern. Schließlich kann auch die Größe der Bereiche nach Bedarf an der Bildauswahlvorrichtung eingestellt werden. 20 Fig. 4 shows the recording area of the video camera. When reversing, the image selection device selects the image signals from the coherent area 21 in accordance with the recording angle b. The area 22 is selected for the forward travel in accordance with the recording angle a. If the associated recording angle does not have the orientation required for forward travel, the position of this area can be changed with the aid of the adjusting buttons 16 ( FIG. 3) on the image selection device so that it corresponds approximately to position 23 . The position of area 21 can also be changed in this way. Finally, the size of the areas can also be adjusted on the image selection device as required.
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