DE102005046672A1 - Nachtsichteinrichtung - Google Patents

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Abstract

Es wird eine Nachtsichteinrichtung für ein Fahrzeug vorgeschlagen, bei dem in ein von einer Kamera erfasstes Bild ein eingeschlagener bzw. einzuschlagender Fahrweg eingetragen wird, der aus einer Auswertung eines Ortungs- bzw. Fahrtrichtungssensors bestimmt wird.

Description

  • Die Erfindung geht aus von einer Nachtsichteinrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Aus der DE 102 53 510 ist bereits eine Vorrichtung zur Verbesserung der Sicht in einem Kraftfahrzeug bekannt. Über ein Signalisierungsmittel, beispielsweise einen Monitor oder ein Head-Up-Display, werden dem Fahrer des Kraftfahrzeugs Fahrerinformationen über den Fahrbahnverlauf und/oder über Objekte in der Umgebung des Kraftfahrzeugs angezeigt. Um den Fahrbahnverlauf erfassen zu können, ist ein infrarotempfindliches Bildsensorsystem vorgesehen, dessen Signale derart verarbeitet werden, dass entsprechende Markierungen zur Begrenzung des Fahrbahnverlaufs in die Anzeige eingeblendet werden.
  • Vorteile der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße Nachtsichteinrichtung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass ein eingeschlagener bzw. ein einzuschlagender Fahrweg des Fahrzeugs mittels eines Ortungs- und/oder eines Fahrtrichtungssensors bestimmt wird. Hierdurch ist es möglich, auch ohne eine optische Auswertung der Fahrsituation vor dem Fahrzeug dem Fahrer eine optische Unterstützung bei einer Darstellung einer Nachtsichtszenerie vor dem Fahrzeug zu geben. Damit ist es auch möglich, dem Fahrer derartige Informationen dann bereitzustellen, wenn eine Bildauswertung z.B. aufgrund von Niederschlägen, schlechter Sicht oder fehlenden Straßenmarkierungen nicht möglich ist. Insbesondere ist es vorteilhaft, den Fahrer bei einer Nachtfahrt zu unterstützen, indem alleine von einer Fahrzeugsensorik selbst ermittelte Daten ausgewertet werden, ohne eine optische Bildauswertung mit einem zumeist hohem Rechenaufwand vornehmen zu müssen.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Nachtsichteinrichtung möglich. Besonders vorteilhaft ist, dass der Fahrtrichtungssensor ein Lenkwinkelsensor ist. Damit wird es ermöglicht, dass der vom Fahrer aktuell eingeschlagene Lenkwinkel zur Prädiktion eines Fahrwegs verwendet wird. Denn der aktuell eingeschlagene Lenkwinkel kann zur Projektion eines Fahrbahnverlaufs unmittelbar in den Straßenverlauf vor dem Fahrzeug eingeblendet werden. Der Fahrer kann somit erkennen, mit welchem Abstand er an einem Straßenrand bzw. an Hinderissen vorbeifahren wird. Somit kann er ebenfalls erkennen, ob eine Lenkkorrektur erforderlich ist. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn der Fahrer aufgrund schlechter Sichtverhältnisse Entfernungen auch zu seitlichen Hindernissen nur schlecht abschätzen kann.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft, mit einem Ortungssensor eine aktuelle Position des Fahrzeugs zu bestimmen und z.B. aus einem Vergleich mit einer digitalen Karte oder einer Auswertung einer Ortsänderung den vor dem Fahrzeug liegenden Straßenverlauf bzw. die verfolgte Fahrtrichtung zu ermitteln. Dieser Straßenverlauf, dem das Fahrzeug in seiner weiteren Fahrt folgen muss, kann entsprechend in der Anzeige eingeblendet werden. Hierdurch ist es insbesondere möglich, den Fahrer rechtzeitig vor scharfen Kurven oder ähnlichen Gefahrenstellen zu warnen, da ein entsprechender Straßenverlauf vorausschauend in die Anzeige eingetragen werden kann. Hierbei ist es insbesondere vorteilhaft, den Straßenverlauf insbesondere zusätzlich in eine Kartendarstellung einzublenden. Der Fahrer kann hierdurch vor allem unter Berücksichtigung der aktuellen Position des Fahrzeugs den Straßenverlauf in seiner Gesamtheit erkennen und sein Fahrverhalten entsprechend anpassen.
  • Es ist ferner vorteilhaft, zusätzlich die Möglichkeit zu geben, dass die Nachtsichteinrichtung den Verlauf von Fahrbahnbegrenzungen und/oder Markierungen aus einem aufgenommenen Kamerabild ermittelt und diese in der Anzeige bevorzugt auch hervorhebt. Im Vergleich zu den übrigen, durch die Sensorik ermittelten Markierungen kann damit ein Vergleich zwischen den optisch erfassten und den anderweitig erfassten Markierungen durch den Fahrer durchgeführt werden. Er kann somit auch abschätzen, ob tatsächlich eine gute Erfassung des Fahrwegs vor dem Fahrzeug durchgeführt wurde, oder ob die Unterstützung möglicherweise gestört ist. Wird der eingeschlagene Fahrweg mit einem einzuschlagenden Fahrweg verglichen, kann der Fahrer erkennen, ob das Lenkrad richtig eingestellt ist, um dem einzuschlagenden Fahrweg zu folgen.
  • Es ist ferner vorteilhaft, wenigstens ein weiteres Warn- oder Hinweissymbol in die Anzeige einzublenden. Hierdurch kann der Fahrer auf Kurven, mögliche gefährliche Straßenbereiche oder auch ein von ihm vorzunehmendes Abbiegen hingewiesen werden.
  • Es ist weiterhin vorteilhaft eine Bedieneinheit vorzusehen, mit der der Fahrer die von ihm gewünschte Darstellung eines eingeschlagenen bzw. einzuschlagenden Fahrwegs auswählen kann. Je nach seinen Wünschen kann er dabei entsprechend mehr oder weniger Hilfsdarstellungen in die Anzeige mit einbeziehen.
  • Zeichnung
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
  • 1 eine erfindungsgemäße Nachtsichteinrichtung in einem Fahrzeug in einer schematischen Aufsicht,
  • 2 bis 4 verschiedene Ausführungsbeispiele für Anzeigendarstellungen einer erfindungsgemäßen Nachtsichteinrichtung.
  • Beschreibung des Ausführungsbeispiels
  • In der 1 ist ein Kraftfahrzeug 1 schematisch in einer Aufsicht dargestellt. An einer Vorderseite 2 des Fahrzeugs 1 ist eine Kamera 3 derart angeordnet, dass die Kamera 3 den Fahrraum vor dem Fahrzeug 1 beobachtet. Die Kamera 3 ist insbesondere als eine elektronische Kameraeinrichtung ausgeführt, die neben dem für das menschliche Auge sichtbaren Wellenlängenbereich auch den nahen Infrarotbereich abdeckt. Die Kamera 3 ist vorzugsweise in einem Wellenlängenbereich zwischen 400 und 980 nm empfindlich. Die Kamera 3 ist hierzu beispielsweise als eine CCD-Kamera ausgeführt. Über eine Videoleitung bzw. eine Videodatenbusleitung 4 werden die Bilddaten an eine Auswerteeinheit 5 im Fahrzeug 1 übertragen. Um die Szenerie vor dem Fahrzeug 1 besser auszuleuchten, ist in einer Ausführungsform eine Beleuchtungseinrichtung 6 vorgesehen, bei der Infrarotlichtquellen 7, z.B. Infrarotleuchtdioden, Licht in den Fahrraum vor dem Fahrzeug 1 abstrahlen. Die Beleuchtungseinrichtung 6 wird beispielsweise von der Auswerteeinheit 5 angesteuert. Die Auswerteeinheit 5 weist eine Recheneinheit 9 auf, die in einer bevorzugten Ausgestaltung eine Bildverarbeitung der aufgenommenen Bilddaten ermöglicht. Die Bilddaten werden von der Auswerteeinheit 5 an eine Anzeigeeinheit 8 im Fahrzeug weitergeleitet. Die Anzeigeeinheit 8 ist beispielsweise als eine so genannte Head-Up-Anzeige im Fahrzeug ausgeführt. Hierbei wird in eine Windschutzscheibe oder auf eine Projektionseinheit vor dem Fahrer ein virtuelles Bild der Fahrsituation vor dem Fahrzeug projiziert. In einer besonderen Ausführungsform erfolgt dabei eine so genannte kontaktanaloge Anzeige, bei der sich die projizierten Bildelemente derart mit der für den Fahrer durch die Scheibe sichtbaren Szenerie vor dem Fahrzeug überdecken, dass die eingeblendeten Markierungen für den Fahrer in Bezug zu den realen Objekten vor ihm liegend erscheinen. In einer weiteren Ausführungsform kann die Anzeigeinheit 8 auch als eine Anzeige in einem Kombinationsinstrument oder in einer Mittelkonsole des Fahrzeugs ausgeführt sein. Hierbei wird in einem Bildschirm die entsprechende Szenerie vor dem Fahrzeug dargestellt.
  • In einer ersten Ausführungsform ist die Auswerteeinheit 5 mit einem Lenkwinkelsensor 10 verbunden, der einen Lenkeinschlag der Vorderachse 19 ermittelt. Der Lenkeinschlag wird durch den Fahrer über ein Lenkrad 18 eingestellt. In Abhängigkeit von dem aktuell eingeschlagenen, über den Lenkwinkelsensor 10 erfassten Lenkwinkel berechnet die Auswerteeinheit 5 einen Fahrweg, den das Fahrzeug bei einem ungeänderten, eingestellten Lenkwinkel wahrnehmen wird. Dieser Fahrweg wird mittels Markierungen in das von der Kamera 3 aufgenommene Bild eingeblendet. Somit kann der Fahrer den vor dem Fahrzeug liegenden Fahrweg erkennen.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist die Auswerteeinheit 5 mit einer Ortungseinrichtung 11 verbunden. Die Ortungseinrichtung 11 verfügt insbesondere über eine Antenne 12, mittels der eine Satellitenortung durchgeführt wird. Aus der Änderung der Ortsposition kann somit zunächst ein Bewegungsvektor ermittelt werden. Aus diesem Bewegungsvektor ist ebenfalls ein aktueller, von dem Fahrzeug eingeschlagener Fahrweg bestimmbar und in der Anzeige darstellbar. In einer alternativen Ausführungsform kann auch eine Ortung im Sinne einer Feststellung einer Ortsänderung mittel eines Radsensors 16 und eines Drehratensensors 15 ermittelt werden. Diese Sensoren können alternativ auch zu einer Unterstützung der Satellitenordnung für den Fall herangezogen werden, dass kein Satellitenempfang möglich ist.
  • In einer weiteren Ausführungsform kann die Ortungseinheit auch auf eine Straßenkartenbasis 13 zugreifen. Diese Straßenkartenbasis 13 ist z.B. eine in einem Speicher abgelegte digitale Karte eines Straßennetzes ausgeführt. Indem die aktuelle Position des Fahrzeugs von der Ortungseinrichtung 11 bestimmt und mit der gespeicherten Straßenkartenbasis 13 verglichen wird, kann die Ortungseinheit eine Position des Fahrzeugs auf einer Straße bestimmen. Damit ist es aber auch möglich, aus der Straßenkartenbasis den weiteren Straßenverlauf abzurufen. Dieser Straßenverlauf wird an die Auswerteeinheit 5 übertragen. Die Auswerteeinheit 5 stellt nun den weiteren Straßenverlauf ausgehend von der aktuellen Position des Fahrzeug ebenfalls überlagernd der aktuellen Fahrsituation in der Anzeigeeinheit 8 dar.
  • Die Auswerteeinheit 5 ist ferner mit einer Bedieneinheit 14 verbunden. Mit der Bedieneinheit 14 kann die Kamera 3 aktiviert werden, aber auch der Auswerteeinheit 5 mitgeteilt werden, welche ergänzenden Markierungen in der Anzeige 8 dargestellt werden sollen. So kann der eingeschlagene, mit dem Lenkwinkelsensor erfasste Fahrweg, der von der Ortungseinheit vorgegebene Fahrweg oder der von der Ortungseinheit in der Verbindung mit der Straßenkarte vorgegebene, einzuschlagende Fahrweg jeweils getrennt, aber auch in Kombination gewählt werden. Zusätzlich ist es auch möglich, ergänzend hierzu die von der Auswerteeinheit 5 mittels der Recheneinheit 9 aus dem erfassten Bildsignal ermittelten Fahrbahnbegrenzungen bzw. Fahrbahnmarkierungen durch die Einblendung von Zusatzsymbolen in der Anzeige 8 besonders hervorzuheben.
  • Die Kamera 3 kann die Szenerie vor dem Fahrzeug sowohl bei Tag, als auch bei Nacht erfassen. Insbesondere ist ihre Verwendung als eine Nachtsichtvorrichtung jedoch vorteilhaft, da es bei Nacht für einen Fahrer besonders schwer ist, insbesondere bei schlechten Sichtverhältnissen, den Fahrbahnverlauf vor ihm zu erkennen.
  • In der 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel für eine Darstellung in der Anzeige 8 gezeigt. Ein linker Fahrbahnrand 21, ein rechter Fahrbahnrand 22 sowie die dazwischen liegende Fahrbahn 20 einschließlich von Mittelstreifenmarkierungen 23 sind für den Fahrer in dem von der Kamera 3 erfassten und in der Anzeigeeinheit 8 dargestellten Bild sichtbar. Erfolgt die Anzeige in einem Head-Up-Display mit einer kontaktanalogen Anzeige, so ist die Position des Kamerabildes an die tatsächliche Ausgestaltung der Umgebung vor dem Fahrzeug anzupassen, wie sie für den Fahrer durch die Windschutzscheibe sichtbar ist.
  • Zwischen dem rechten Fahrbahnrand 22 und dem Mittelstreifen 23 verläuft die Fahrspur, die das Fahrzeug nehmen soll. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist durch eine linke gestrichelte Linie 24 und durch eine rechte gestrichelte Linie 25 eine Fahrspur eingezeichnet, deren Ermittlung auf dem aktuell eingestellten Lenkwinkel des Fahrzeugs beruht. Der Fahrer kann somit erkennen, dass er das Fahrzeug derzeit ohne eine Änderung des Lenkwinkels in der vorgegebenen Fahrbahn bzw. Fahrspur bewegt. Würde nun im Bereich der Fahrbahn 20 ein Hindernis auftauchen, so könnte der Fahrer erkennen, ob die von ihm eingestellte Fahrspur um das Hindernis herum führt, oder ob er eine Korrektur des eingeschlagenen Lenkwinkels vornehmen muss. Er könnte so z.B. auch erkennen, ob ein Schlagloch auf seinem Weg liegt und er ausweichen sollte. Macht die Straße eine Kure nach rechts oder links, so müsste der Fahrer mit dem Lenkrad 18 den eingeschlagenen Lenkwinkel korrigieren. Entsprechend würden sich dann auch die angezeigten Markierungen 24, 25 entsprechend der Lenkraddrehung nach rechts bzw. nach links neigen. Anstelle einer reinen Seitenbegrenzungsdarstellung, wie es hier mit den Markierungen 24, 25 erfolgt ist, wäre es auch möglich, eine von den Markierungen 24, 25 begrenzte Fahrspur vollständig durch eine großräumige Markierung in das Anzeigebild einzutragen. Ferner wäre es auch möglich, eine Fahrspur als eine Doppelspur entsprechend dem Verlauf der Räder in die Anzeige einzutragen. Eine solche Darstellung könnte z.B. durch eine entsprechende, jeweilige Verbreiterung der Markierungen 24, 25 zum Inneren der Fahrspur erfolgen.
  • In der 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Darstellung in der Anzeigeeinheit 8 gezeigt. In dem vorliegenden Fall ist eine Linie 26 zentral in eine Fahrspur zwischen einer Mittelspurmarkierung 31 und einem rechten Fahrbahnrand 32 eingetragen. Ferner ist in der Anzeige auch eine linke Fahrspurbegrenzung 33 und die Fahrbahn 30 selbst dargestellt. Ergänzend hierzu sind durch Analyse des Kamerabildes der Verlauf der Mittelspurmarkierung 31 und des rechten Fahrbahnrandes 32 rechnerisch ermittelt worden. Daher wurden entsprechend einer Ausführungsform Markierungen 34 zur Hervorhebung des Mittelsstreifens und Markierungen 35 zur Hervorhebung der rechten Fahrbahnbegrenzung zusätzlich in das Anzeigenbild eingetragen. Durch den Vergleich des eingeschlagenen Fahrwegs gemäß der Linie 26 mit den aus der Bildanalyse bestimmten Fahrbahnbegrenzungen 32, 34 kann der Fahrer erkennen, inwieweit er in der Fahrspur liegt.
  • In einer weiteren Ausführungsform kann die Mittelmarkierung in Form der Linie 26 auch aus einem Straßenverlauf ausgehend von der aktuellen Position des Fahrzeugs bestimmt werden. Über die Ortungseinrichtung 11 wird zunächst die Position des Fahrzeugs in einem Straßennetz festgestellt und im Anschluss dazu, insbesondere unter Berücksichtigung der Fahrtrichtung des Fahrzeugs, der zu erwartende Straßenverlauf bestimmt und in die Anzeigeeinrichtung entsprechend der Darstellung in der 3 eingetragen. Im vorliegenden Fall folgt im Straßenverlauf ausgehend von der aktuellen Position des Fahrzeugs eine Rechtskurve. Dies ist aus einem Biegen der Mittellinie 26 nach rechts erkennbar. In einer weiteren Ausführungsform kann zur Unterstützung auch ein Hinweissymbol 36 in die Anzeige eingetragen werden, das den Fahrer auf eine Rechtskurve hinweist. In besonderen Gefahrensituationen kann zusätzlich ein Warnsymbol 37 in die Anzeige eingeblendet werden, das ebenfalls den Fahrer auf eine möglicherweise gefährliche Fahrstreckenpassage hinweist. Diese Informationen können mit in der Straßenkartenbasis 13 zu dem jeweiligen Straßenstück abgelegt sein.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist es statt der Darstellung einer Mittelmarkierung auch möglich, für einen aus der Straßenkartenbasis ermittelten Fahrweg eine linke Markierung 38 und eine rechte Markierung 39 in die Fahrbahn 30 einzutragen. Eine entsprechende Darstellung ist in der 4 gezeigt. Entsprechend ist es auch möglich, sowohl die Mittelmarkierung 26, z.B. für einen aus der Ortung bestimmten Straßenverlauf zusammen mit Seitenmarkierungen 38, 39 für einen aus dem eingeschlagenen Lenkwinkel heraus bestimmten Straßenverlauf gleichzeitig in die Anzeige einzutragen.
  • In der 4 ist ferner eine auch mit anderen Ausführungsbeispielen zusammen verwendbare Darstellung 40 eines Straßenverlaufs 41 gezeigt. Der Straßenverlauf 41 ist in Form einer Kartendarstellung bzw. eines kleinen Kartenausschnitts in der Anzeige dargestellt. Der Straßenverlauf 41 ist hierbei in Fahrtrichtung für einen bestimmten, über den aktuellen Sichtbereich des Fahrers hinausgehenden Abschnitt dargestellt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist auch eine aktuelle Position 42 des Fahrzeugs in Bezug auf den Straßenverlauf 41 eingetragen. Neben einer Einblendung in die Anzeige 8 selbst ist es auch möglich, den Straßenverlauf in einer zusätzlichen Anzeige vorzusehen. Während z.B. die Nachtsichtdarstellung in einem Kombinationsinstrument vor dem Fahrer erfolgt, kann der Kartenausschnitt 40 in einer Mittelkonsolenanzeige dargestellt werden. In einer weiteren Ausführungsform ist es auch möglich, in der Kartendarstellung 40 jeweils die eingestellte Route von der aktuellen Position aus bis etwa 1 km im Voraus anzuzeigen.

Claims (9)

  1. Nachtsichteinrichtung für ein Fahrzeug mit einer Kamera zur Erfassung der Fahrsituation vor dem Fahrzeug und mit einer Anzeige zur Darstellung der Fahrsituation vor dem Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ortungseinrichtung (11) und/oder ein Fahrtrichtungssensor (10, 15, 16) des Fahrzeugs (1) derart ausgewertet wird, dass ein von dem Fahrer eingeschlagener und/oder einzuschlagender Fahrweg (24, 25, 26, 38, 39) des Fahrzeugs (1) bestimmt und in die Anzeige (8) zur Darstellung der Fahrsituation eingeblendet wird.
  2. Nachtsichteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrtrichtungssensor ein Lenkwinkelsensor (10) ist.
  3. Nachsichteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ortungseinrichtung (11) mit einer Straßenkartenbasis (13) zur Bestimmung des vor dem Fahrzeug (1) liegenden Straßenverlaufs verbunden ist.
  4. Nachtsichteinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Straßenverlauf (41) in einer Kartendarstellung (40) angezeigt ist.
  5. Nachtsichteinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die aktuelle Position (42) des Fahrzeugs (1) in den Straßenverlauf (41) eingetragen ist.
  6. Nachsichteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachtsichteinrichtung eine Auswerteeinheit (5) zur Bestimmung eines Verlaufs von Fahrbahnbegrenzungen und/oder Markierungen aus einem von einer Kamera (3) aufgenommenen Bild aufweist.
  7. Nachtsichteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Anzeige (8) wenigstens ein weiteres Warn- oder Hinweissymbol (36, 37) anzeigbar ist.
  8. Nachsichteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Bedieneinheit (14) zur Auswahl der dargestellten Informationen über den eingeschlagenen und/oder einzuschlagenden Fahrweg in der Anzeige (8).
  9. Verfahren zur Darstellung der Fahrsituation vor dem Fahrzeug für eine Nachtsichteinrichtung eines Fahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ortungs- und/oder Fahrtrichtungssensor des Fahrzeugs derart ausgewertet wird, dass ein von dem Fahrer eingeschlagener und/oder einzuschlagender Fahrweg des Fahrzeugs bestimmt und in die Anzeige zur Darstellung der Fahrsituation eingeblendet wird.
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