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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Information von zumindest einem
Insassen eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, bei dem
durch Aufnahmemittel des Fahrzeugs wenigstens zwei Bilder erzeugt
werden, welche unterschiedliche Fahrbahnabschnitte der Fahrbahnebene
in der Umgebung des Fahrzeugs enthalten, und bei dem die wenigstens
zwei Bilder mittels einer Bildverarbeitungseinheit verarbeitet und
auf einer Anzeigeeinheit im Fahrzeuginnenraum wiedergegeben werden.
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Verfahren
zur Fahrerinformation, bei denen eine Mehrzahl von Bildern von Fahrbahnabschnitten der
Fahrzeugumgebung auf einer Anzeigeeinheit wiedergegeben wird, sind
aus dem Stand der Technik bekannt. Die Druckschrift
DE 10 2006 036 933 A1 zeigt
ein solches Verfahren, bei dem mehrere durch Fahrzeugkameras erfasste
Einzelbilder von der Fahrzeugumgebung geeignet transformiert werden, um
hierdurch ein Gesamtbild zu generieren, welches auf einer Anzeigeeinheit
in Vogelperspektive eine Kontur des Fahrzeugs und geeignet zusammengesetzte
Einzelbilder der Fahrzeugumgebung wiedergibt.
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Aus
dem Dokument
DE
10 2006 007 493 A1 ist eine Vorrichtung zum Sehen der Peripherie
eines Fahrzeugs bekannt, wobei mit einer bildgebenden Kamera im
vorderen Bereich des Fahrzeugs ein horizontaler vorderer Bereich
sowie ein vertikaler Bereich vor und unter dem Fahrzeug aufgenommen wird.
Die Bereiche werden in einer Anzeigeeinheit zu einem Panoramabild
der vorderen Fahrzeugumgebung zusammengesetzt. Dabei wird der vertikale
Bereich vor dem Fahrzeug konvex verzerrt, um hierdurch eine entsprechende
Perspektive zu erzeugen.
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Bekannte
Verfahren zur Fahrerinformation weisen den Nachteil auf, dass oftmals
eine Vielzahl von Bildern erfasst wird, welche verschiedene Bereiche
der Fahrzeugumgebung enthalten, diese aber nicht in geeigneter Weise
in einer einzigen Darstellung auf einer Anzeigeeinheit im Fahrzeuginnenraum wiedergegeben
werden können. Besonders zur Erfassung des unmittelbaren
Nahfeldes sind aufgrund der Form eines Fahrzeugs mehrere Kameras
notwendig. Der Benutzer kann die einzelnen Bilder oft nicht korrekt
zu der realen Umgebung zuordnen. Es ist schwer für den
Benutzer, die tatsächliche Position der in einem oder mehreren
Bildern abgebildeten Objekte zu verstehen.
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Aufgabe
der Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren zur Information des
zumindest einem Fahrzeuginsassen bzw. ein entsprechendes System bzw.
ein entsprechendes Fahrzeug zu schaffen, welche eine durch den Fahrer
leicht erfassbare Darstellung unterschiedlicher Bereiche in der
Fahrzeugumgebung zu erzeugen.
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Gelöst
wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs
1 bzw. ein Informationssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 16
bzw. ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 18. Vorteilhafte
Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben
sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Erfindungsgemäß werden
durch Aufnahmemittel des Fahrzeugs wenigstens zwei Bilder erzeugt, welche
unterschiedliche Fahrbahnabschnitte der Fahrbahnebene in der Umgebung
des Fahrzeugs enthalten. Unter „unterschiedliche Fahrbahnabschnitte
der Fahrbahnebene” sind dabei Fahrbahnbereiche zu verstehen,
die insbesondere mit unterschiedlichen Aufnahmemittel erzeugt werden,
die an den verschiedenen Einbaustellen im Fahrzeug vorgesehen sind
und/oder verschiedenen Ansichten relativ zu der Fahrzeugausrichtung,
z. B. von oben, seitlich, rückwärts, entsprechen.
Es handelt sich insbesondere um Bereiche der Fahrzeugumgebung, welche
die Teile der Fahrbahn und ggf. der darauf befindlichen Objekte
derart abbilden, dass die Teile der Fahrbahn sich zumindest in einem
Teilbereich nicht überlappen, insbesondere überhaupt
nicht oder nur geringfügig überlappen.
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Unter
Aufnahmemittel sind dabei eine oder mehrere Vorrichtungen zu verstehen,
die dem Fahrer des Fahrzeugs einen Ausschnitt der Fahrzeugumgebung
bildlich darstellen und technisch zur Umsetzung der Merkmale der
Erfindung geeignet sind. Vorrichtungen, die einen dem Fahrer darstellbaren
bildlichen Ausschnitt der Fahrzeugumgebung bereitzustellen vermögen,
sind im Rahmen dieser Anmeldung unter dem Begriff „bildgebende
Vorrichtungen” subsumiert. Zu den bildgebenden Vorrichtungen
in diesem Sinne zählen sowohl solche, die auf Kamerabildern
(auch z. B. im Infrarotwellenlängenbereich aufgenommenen Bildern)
basieren, als auch solche, die auf synthetischen, d. h. rechnerisch
z. B. aus Sensordaten erzeugten Bildern basieren, die beispielsweise
durch ein Abtasten bzw. „Scannen” der Umgebung
durch eine Radar-Vorrichtung, eine Lidarvorrichtung, Ultraschallsensoren
bzw. Clustern aus solchen Sensoren oder ein ähnliches Erfassungsmittel
erzeugt werden können. Insbesondere können die
Bilder sowohl einen Teil der Fahrzeug umgebung als auch eine künstlich
erzeugte, z. B. anhand der Sensordaten synthetisierte und/oder symbolhafte
Grafik beinhalten.
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Auch
solche Fälle einer realzeitmäßigen Bilderzeugung
auf Basis einer Sensierung der Umgebung seien von dem verwendeten
Begriff „Erzeugung von wenigstens zwei Bildern durch Aufnahmemittel” umfasst.
Eine bildgebende Vorrichtung in obigem Sinne kann auch aus mehreren
Kameras und/oder anderen Sensoren bestehen, deren Bilder zu einem einzigen
Bild zusammengefügt werden. Unter dem Begriff „Bild” ist
dabei nicht nur ein statisches, eine Einzelaufnahme der Umgebung
repräsentierendes Bild zu verstehen, sondern auch ein sich
dynamisch veränderndes Bild in der Form eines Bildstroms
aus aufeinander folgenden Bildern, z. B. in der Form eines MPEG
Videostreams oder einer Sequenz von Vollbildern.
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In
dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die wenigstens
zwei Bilder mittels einer Bildverarbeitungseinheit verarbeitet und
auf einer Anzeigeeinheit im Fahrzeuginnenraum wiedergegeben, wobei
die Anzeigeeinheit jede beliebige Vorrichtung umfassen kann, mit
der Bilder visuell darstellbar sind, insbesondere Flachbildschirmdisplays, Head-Up-Displays,
3D-Displays, (3D-)Projektionsvorrichtungen. In einer bevorzugten
Variante ist die Anzeigeeinheit ein zentrales Fahrzeugdisplay. Unter dem
Begriff Fahrzeug kann insbesondere ein Kraftfahrzeug, ein Luftfahrzeug,
ein Wasserfahrzeug oder Amphibienfahrzeug gemeint sein. Unter dem
Fahrbahnabschnitt kann dem entsprechend auch die Wasseroberfläche
oder z. B. Teile einer Landebahn verstanden werden.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch
aus, dass eine Darstellung umfassend eine virtuelle Fahrbahnebene
generiert wird, wobei wenigstens zwei Bilder auf die virtuelle Fahrbahnebene
abgebildet werden und die virtuelle Fahrbahnebene perspektivisch
wiedergegeben wird, wobei die perspektivische Wiedergabe bevorzugt
durch die Begrenzungsform der virtuellen Fahrbahnebene und/oder
die Anordnung der wenigstens zwei Bilder zueinander erzeugt wird.
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Der
Begriff „virtuelle Fahrbahnebene” ist dabei derart
zu verstehen, dass die Perspektive der virtuellen Fahrbahnebene
nicht der Perspektive der Aufnahmemittel entspricht und insbesondere
nicht aus dem Inhalt der Bilder stammt, sondern erst durch das erfindungsgemäße
Verfahren, insbesondere durch eine Darstellung der virtuellen Fahrbahnebene in einer
entsprechenden Form und Anordnung der Bilder zueinander, generiert
wird. Die wenigstens zwei transformierten Bilder werden im Wesentlichen auf
einer virtuellen Fahrbahnebene abgebildet. Mit anderen Worten wird
die virtuelle Fahrbahnebene als eine perspektivisch geneigte Ebene
dargestellt, deren Perspektive nicht der Perspektive der Aufnahmemittel
entspricht. Die virtuelle Fahrbahnebene vermittelt dem mindestens
einem Fahrzeuginsassen dabei die Grundrichtung der Fahrbahn, die
aus einer bestimmten Perspektive gesehen wird.
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Der
Begriff „perspektivische Wiedergabe der virtuellen Fahrbahnebene” ist
dabei derart zu verstehen, dass die virtuelle Fahrbahnebene räumlichen oder
quasi-räumlich in einer besonderen bzw. nach besonderen
Kriterien ermittelten Perspektive dargestellt wird, so dass dem
Betrachter ein dreidimensionaler räumlicher Eindruck, insbesondere
bezogen auf die räumliche Ausrichtung der virtueller Fahrbahnebene,
vermittelt wird. Insbesondere zählen zu den perspektivischen
Darstellungen solche Darstellungen, bei welchen die Teile einer
virtuellen Ebene als unterschiedlich tief liegend relativ zur Anzeigefläche
der Anzeigeeinheit und/oder relativ zu dieser als unterschiedlich
ausgerichtet wahrgenommen werden. Eine perspektivische Wiedergabe
in diesem Sinne umfasst somit keine Wiedergabe ohne räumlichen
Eindruck, wie z. B. Darstellungen in Draufsicht.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren weist den Vorteil auf,
dass die Anordnung und die Position einzelner Fahrbahnabschnitte
in der Umgebung des Fahrzeugs durch eine quasi-räumliche
Darstellung durch den Fahrer schnell und intuitiv erfasst werden können.
Besonders verständlich ist dabei eine Darstellung, bei
der die Perspektive der wiedergegebenen virtuellen Fahrbahnebene
im Wesentlichen der Ausrichtung der tatsächlichen Fahrbahnebene
entspricht, die durch den Fahrer des Fahrzeugs gesehen werden könnte,
wenn sein Fahrzeug z. B. zur Seite hin durchsichtig wäre.
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Die
Darstellung der virtuellen Fahrbahn, die einer Wahrnehmung des Benutzers
schräg nach unten vorne, insbesondere in einem wahrgenommenen Blickwinkelbereich
zwischen 30° und 60° zwischen der Blickrichtung
und der virtuellen Fahrbahnebene, entspricht, ist besonders vorteilhaft.
Außerdem wird somit eine sehr gute Ausnutzung der Anzeigefläche eines
typisch geformten horizontal ausgedehnten Fahrzeugdisplays ermöglicht.
Die Darstellung erlaubt eine hinreichend detaillierte Abbildung
der Bereiche, die sonst z. B. auf einem typischen Fahrzeugbildschirm
mit dem Seitenverhältnis 9:16 nicht angezeigt werden könnten,
ohne dabei unnatürlich geschrumpft zu werden.
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Die
perspektivische Wiedergabe kann dabei bevorzugt durch eine zusätzliche
Referenzfigur, z. B. einen Rahmen und/oder eine zusätzliche
generierte und dargestellte räumlich wirkende grafische
Abbildung, die von der Anzeigeeinheit angezeigt wird, verstärkt
werden. Die Referenzfigur kann derart ausgestaltet sein, dass sie
die Ausdehnung und/oder Ausrichtung des virtuellen Raumes kennzeichnet.
Somit hilft die Referenzfigur dem Benutzer bei der Orientierung
und verstärkt das räumliche Wahrnehmen der übrigen
Darstellung.
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Besonders
vorteilhaft ist, dass wenigstens zwei Bilder, die im Wesentlichen
eine Fahrbahnebene bzw. auf einer Fahrbahnebene befindliche Objekte
aus verschiedenen Einbaustellen am Fahrzeug erfassen und/oder relativ
zum Koordinatensystem des Fahrzeuges unterschiedlich ausgerichtet
sind, auf dieselbe virtuelle Fahrbahnebene oder Teile dieser abgebildet
werden, wobei es für den Benutzer vorteilhaft ist, wenn
die virtuelle Fahrbahnebene eine andere perspektivische Ausrichtung
als die Aufnahmemittel besitzt. Dies erlaubt dem Benutzer die richtige
Interpretation der Bilder.
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Besonders
vorteilhaft ist, dass die wenigstens zwei Bilder auf die virtuelle
Fahrbahnebene mittels einer geometrischen Transformation abgebildet werden,
welche derart angewandt wird, dass die Transformation der wenigstens
zwei Bilder im Wesentlichen der Perspektive entspricht, in der die
virtuelle Fahrbahnebene dargestellt wird. Dabei kann das Bild anhand
einer durch das erfindungsgemäße Verfahren ermittelten
Abbildungsfunktion und/oder mittels einer Zuordnungstabelle für
einzelne Bildbereiche bzw. Pixel auch anhand von an sich bekannten Verfahren
verformt werden. Die Zuordnungstabelle kann die Verschiebung bestimmter
repräsentativer Punkte des ursprünglichen Bildes
zu den entsprechenden Punkten des transformierten Bildes bestimmen.
Die dazwischen liegenden Punkte der Abbildung können auch
mittels einer durch ein Interpolationsverfahren bestimmten Position
ermittelt werden. Bevorzugt ist die Transformation derart ausgestaltet, dass
die Abstände zwischen den Punkten der transformierten Bilder
in einem solchen Verhältnis zueinander stehen, wie diese
aus einem bestimmten Beobachtungspunkt gesehen wären.
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Die
Begrenzungsform der virtuellen Abbildungsebene und/oder die Begrenzungsformen
einzelner, auf diese abgebildeter Bilder kann mittels der Anwendung
einer sogenannten Maske, z. B. durch die Auswahl eines Pixelbereiches
des transformierten Bildes, das auf die virtuelle Ebene abgebildet wird,
stattfinden. Alternativ oder zusätzlich kann die Begrenzungsform
auch durch das selektive Auslesen der Bildbereiche aus dem gesamten,
durch das Aufnahmemittel erfassbaren Bereich erzeugt werden. Die
Begrenzungsform kann z. B. durch einen sprungartigen oder weichen Übergang
zwischen der Abbildung des transformierten Bildes und dem Hintergrund
dargestellt werden und kann zusätzlich durch Darstellung
von einem grafischen Rahmen für die virtuelle Ebene und/oder
für die einzelnen, auf diese abgebildeten transformierten
Bilder verstärkt werden.
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Besonders
vorteilhaft ist eine derartige Transformation der Bilder, bei der
die Größenänderung der Abbildungen der
Fahrbahnabschnitte bei einer Fahrzeugbewegung im etwa der empfundener Größenänderung
dieser Fahrbahnabschnitte entspricht, die vom Menschen bei einer
direkten Sicht auf diese Fahrbahnabschnitte aus einer ähnlichen Perspektive
und Bewegung empfunden wird. Somit verhalten sich die Abbildungen
der Texturen der Fahrbahn, z. B. Pflastersteine oder auf der Fahrbahn liegende
Objekte, bei einer Bewegung des Fahrzeuges, z. B. bei einem Einparkvorgang,
gegenüber dem Beobachter im Innenraum des Fahrzeuges annähernd
so, als würde der Fahrer diese durch die Seitenbereiche
seines Fahrzeuges sehen.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren bietet insbesondere
beim bewegten Fahrzeug einen Vorteil gegenüber der bekannten
flachen Top-View-Darstellung, bei welcher die Abbildungen der Seitenbereiche des
Fahrzeuges relativ zu der Fahrtrichtung um 90° verdreht
sind.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren ist besonders vorteilhaft,
wenn die wenigstens zwei Bilder separate Fahrbahnabschnitte ohne
gegenseitige Überlappungen enthalten.
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Vorzugsweise
enthalten die wenigstens zwei Bilder jeweils einen Fahrbahnabschnitt
seitlich neben dem Fahrzeug und/oder hinter dem Fahrzeug und/oder
vor dem Fahrzeug, wobei die Fahrbahnabschnitte mit entsprechenden
bildgebenden Vorrichtungen erfasst werden und in einem einzigen
Gesamtbild in der Anzeigeeinheit wiedergegeben werden. Hierdurch
kann einfach und intuitiv gegebenenfalls der gesamte Umgebungsbereich
um das Fahrzeug in einer räumlichen oder quasi-räumlicher
Darstellung in der Anzeigeeinheit wiedergegeben werden.
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Vorzugsweise
wird die Steuerung der Bildparameter der Bilder von unterschiedlichen
Aufnahmemitteln, z. B. die Belichtungssteuerung, Histogrammoperationen,
Weißabgleich, derart ausgestaltet, dass wenigstens ein
Bildparameter eines Bildes von einem Aufnahmemittel von den Szenenparametern
eines anderen Bildes eines anderen Aufnahmemittels abhängt.
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Insbesondere
können die Bilder von unterschiedlichen Aufnahmemittel
einer derartigen Histogrammoperation unterzogen werden, dass die
integralen Schwerpunkte ihrer Histogramme, insbesondere Luminanz-
und/oder RGB-Histogramme, im Wesentlichen aneinander angepasst werden.
Somit wird z. B. eine solche Helligkeits-Kontrast und/oder Weißabgleichsteuerung
erreicht, die eine im Wesentlichen einheitliche Wahrnehmung der
Farbtemperatur einzelner Bilder in der gesamten Darstellung ermöglicht. Somit
kann insbesondere eine Konformität in Bezug auf die menschliche
Wahrnehmung dieser Bilder erreicht wird, was die Interpretation
der Bilder erleichtert und darüber hinaus einen ästhetischen
Vorteil bietet.
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Vorzugsweise
werden die Bilder von den unterschiedlichen Aufnahmemitteln untereinander
synchronisiert, insbesondere durch die Steuerung und/oder Taktgebung
aus der Bildverarbeitungseinheit. Somit wird eine konforme Abbildung
der Objekte auf der Fahrbahn, die sich z. B. von einem Bild zu den anderen
ausdehnen, insbesondere beim bewegten Fahrzeug erreicht.
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In
einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Verfahrens ist die generierte
Darstellung derart ausgestaltet, dass die Lage der Teile der Fahrzeugumgebung relativ
zu dem Fahrzeug bzw. bestimmten Teilen des Fahrzeugs ersichtlich
ist. Hierdurch erkennt der Fahrer durch Betrachten der Anzeigeeinheit
sofort, an welchen Stellen in der Umgebung seines Fahrzeugs die
dargestellten Fahrbahnabschnitte liegen, ohne dass er die einzelnen
Fahrbahnabschnitte z. B. anhand der Kenntnis der Einbaustellen einzelner
Aufnahmemittel am Fahrzeug und deren Ausrichtung analytisch zuordnen
muss. Die Darstellung kann mit einer eingeblendeten Scala und/oder
Markierun gen, bevorzugt äquidistanten Markierungen versehen sein,
die bevorzugt in der Wahrnehmung des Insassen des Fahrzeuges als
oberhalb der virtuellen Fahrbahnebene befindlich wahrgenommen werden.
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In
einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Verfahrens enthält
die generierte Darstellung ein Fahrzeugmodell, wobei die Perspektive,
in der das Fahrzeugmodell dargestellt wird, im Wesentlichen der
Perspektive der virtuellen Fahrbahnebene entspricht, wobei beide
Perspektiven vorzugsweise demselben virtuellen Beobachtungspunkt
entsprechen, und die Lage des Fahrzeugmodells zur virtuellen Fahrbahnebene
im Wesentlichen der tatsächlichen Lage des Fahrzeuges relativ
zur Fahrbahn entspricht. Bevorzugt stimmt dabei der Abbildungsfaktor
der auf der Fahrbahnebene abgebildeten Fahrbahnabschnitte mit dem
Abbildungsfaktor des zumindest unteren Teils des Fahrzeuges bezogen
auf dieselbe Länge in der Fahrtrichtung des Fahrzeuges überein.
Somit kann der Insasse des Fahrzeuges die Perspektive, in der die
Fahrzeugumgebung durch das erfindungsgemäße Verfahren
dargestellt wird, stets anhand der Perspektive des dargestellten
Fahrzeugmodells erkennen.
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Das
Fahrzeugmodell kann als eine räumlich wirkende Grafik,
die das eigene Fahrzeug darstellt, ausgestaltet werden, wobei insbesondere
an der Lage der Außenkanten des Modells und/oder an der Abbildung
typischer Designelemente des Fahrzeuges die räumliche Ausrichtung
des Modells erkennbar ist. Die perspektivische Abbildung des Fahrzeugmodells
beinhaltet nicht eine Draufsicht oder eine frontale Ansicht auf
das Fahrzeug von hinten oder von vorne. Das Fahrzeugmodell kann
besonders betonte Kanten, insbesondere Außenkanten, enthalten, bevorzugt
solche, die die räumliche Wirkung der Grafik verstärken.
Das Fahrzeugmodell kann die speziellen Eigenschaften des Fahrzeuges,
wie z. B. Farbe, modelspezifische Merkmale etc., zumindest symbolhaft
wiedergeben.
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Vorteilhafterweise
kann die virtuelle Fahrbahnebene mit wenigstens einer weiteren virtuellen Ebene
ergänzt werden, auf die ein Teil der Fahrzeugumgebung abgebildet
wird und welche insbesondere zu der virtuellen Fahrbahnebene als
senkrecht stehend dargestellt wird. Der abgebildete Teil der Fahrzeugumgebung
wurde dabei mit Aufnahmemitteln am Fahrzeug aufgenommen und kann
beliebige Bereiche der Fahrzeugumgebung enthalten. Die Abbildung
des Teils der Fahrzeugumgebung auf die wenigstens eine weitere virtuelle
Ebene erfolgt vorzugsweise wiederum mittels einer geometrischen
Transformation, wel che derart angewandt wird, dass die Transformation
des Teils der Fahrzeugumgebung im Wesentlichen der Perspektive entspricht,
in der die wenigstens eine weitere virtuelle Ebene dargestellt ist.
Auf diesen weiteren virtuellen Ebenen werden vorzugsweise Bereiche
der Fahrzeugumgebung dargestellt, die im Wesentlichen aus einer
anderen Perspektive aufgenommen sind als die wenigstens zwei Bilder,
die in der virtuellen Fahrbahnebene wiedergegeben sind. Diese können
insbesondere von einem Aufnahmemittel kommen, welches an einer anderen Stelle
im Fahrzeug verbaut ist. Somit wird für den Betrachter
eine Art virtueller Raum gebildet, der die Umgebung des Fahrzeuges
anhand mehrerer Perspektiven darstellt, wobei die Darstellungsart
die Information über die jeweiligen Perspektiven beinhaltet.
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Vorzugsweise
enthalten dabei das oder die in der wenigstens einen weiteren virtuellen
Ebene wiedergegebenen Bilder eine vordere und/oder hintere und/oder
seitliche perspektivisch erfasste Umgebung des Fahrzeugs.
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Vorzugsweise
wird der Bezug der virtuellen Ebenen, d. h. der wenigstens einen
weiteren virtuellen Ebene und/oder der virtuellen Fahrbahnebene, zu
den Stellen des Fahrzeuges, wo sich die Aufnahmemittel befinden,
grafisch verdeutlicht. Dies kann insbesondere durch die Positionierung
der virtuellen Ebenen innerhalb der Darstellung, insbesondere relativ
zum Fahrzeugmodell, erfolgen. Alternativ oder zusätzlich
kann dies z. B. durch Verbindungslinien erfolgen, die zusätzlich
in die Darstellung eingeblendet werden und eine Verbindung zwischen
den Teilen des Fahrzeugmodells und den virtuellen Ebenen, insbesondere
deren Eckpunkten, herstellen. Somit kann auch ein neuer Benutzer
besonders sicher sein, die Darstellung richtig zu interpretieren.
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Vorzugsweise
wird das Verfahren derart ausgestaltet, dass die wenigstens eine
weitere virtuelle Ebene und die virtuelle Fahrbahnebene in einem
solchen perspektivischen Zusammenhang zueinander und/oder zum Fahrzeugmodell
dargestellt werden, dass der perspektivische Zusammenhang im Wesentlichen
dem perspektivischen Zusammenhang in der realen Fahrzeugumgebung,
insbesondere bezogen auf einen vorgegebenen Beobachtungspunkt, entspricht.
Somit kann der Insasse des Fahrzeuges die Ansichten auf bestimmte
Bereiche der Fahrzeugumgebung, die auf den virtuellen Ebenen abgebildet sind,
anhand der gut erkennbaren und interpretierbaren Perspektive, aus
der das Fahrzeugmodell dargestellt ist, den realen räumliche
Gegebenheiten zuordnen.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird die Perspektive, in welcher die virtuelle Fahrbahnebene und/oder
die wenigstens eine weitere virtuelle Ebene wiedergegeben werden,
abhängig von aktuellen odometrischen Daten des Fahrzeuges,
z. B. Geschwindigkeit, Lenkwinkel etc. des Fahrzeuges, und/oder erkannter
Fahrabsicht des Fahrers verändert. Die Veränderung
kann sich auf die Perspektive aller virtuellen Ebenen beziehen,
wobei der Zusammenhang zwischen einzelnen Perspektiven untereinander
im Wesentlichen beibehalten wird. Die entsprechende notwendige Anpassung
der Perspektiven der virtuellen Fahrbahnebene und ggf. weiterer
virtueller Ebenen kann durch Veränderung der Form, Ausrichtung der
entsprechenden Ebenen und der einhergehenden Veränderung
der Abbildungsfunktion des jeweiligen Bildes zu der entsprechenden
Ebene erreicht werden.
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Die
Fahrabsicht des Fahrers kann dabei auch anhand der Auswertung der
Fahrzeugdaten, z. B. des aktuell eingelegten Gangs oder der Position der
Getriebestellung (Rückwärtsgang, Vorwärtsgang, Parkposition),
und/oder anhand der automatischen Auswertung seines Verhaltens erkannt
werden. Die Auswertung des Verhaltens des Fahrers kann z. B. die
vom Fahrer zuletzt durchgeführte Bedienaktion oder spezielle
Kombinationen der Bedienaktionen beinhalten. Alternativ oder zusätzlich
kann die Fahrabsicht des Fahrers auch am Verlauf seiner Blickrichtung
z. B. mittels Eye-Tracking erkannt werden.
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In
einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung wird die generierte Darstellung in Abhängigkeit
von der Verkehrssituation geändert, welche bevorzugt durch
Mittel im Fahrzeug, beispielsweise mit Hilfe eines Navigationssystems
oder mittels einer automatischen z. B. sensorbasierten Situationsauswertung,
erfasst oder detektiert wird. Ein vorbestimmtes Ereignis kann beispielsweise
das Auftreten eines Hindernisses in der Umgebung des Fahrzeugs sein,
wobei das Hindernis mit einer bildgebenden Vorrichtung detektiert
wird, insbesondere mittels einer Umfeldsensierung, welche die Topographie
der Umgebung erfasst. Vorbestimmte Ereignisse können ferner
den drahtlosen Empfang von Signalen von Verkehrsteilnehmern oder
anderen Objekten umfassen.
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Denkbar
ist beispielsweise eine Veränderung der generierten Darstellung
in Abhängigkeit von bekannten und/oder automatisch ermittelten
Gefahrenquellen oder anderen Verkehrsteilnehmern. Das hierzu erforderliche
Vorwissen über bekannte Gefahrenquellen kann beispielsweise
einer elektronischen Straßenkarte entstammen. Es kann auch
drahtlos von einem Service-Anbieter bezogen werden. Die Anwesenheit
und gegebenenfalls die genaue Position und/oder weitere Daten anderer
Verkehrsteilnehmer können dem Fahrzeug beispielsweise mittels Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation
und/oder Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation bekannt gemacht
werden.
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Ein
Objekt in der Umgebung eines Fahrzeugs kann auch erkannt werden,
weil es über einen RFID-Chip oder ein ähnliches
detektierbares Merkmal verfügt. Ein solches RFID-basiertes
erkanntes Objekt kann beispielsweise in ein Kamerabild oder in ein
künstlich, auf Basis eine ultraschallbasierten Erfassung
der Umgebung erzeugtes Bild eingezeichnet werden.
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Wenn
ein anderer Verkehrsteilnehmer, insbesondere ein anderes Fahrzeug
und/oder ein Fußgänger, mit einem RFID-Chip oder
anderen drahtlosen Kommunikationsmitteln ausgerüstet ist,
kann dieser Verkehrsteilnehmer auch auf Basis einer Erkennung dieses
Chips von dem Kraftfahrzeug detektiert und lokalisiert werden.
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Die
virtuelle Blickrichtung kann somit automatisch z. B. hin zum relevanten
Objekt verändert werden. Die Darstellung kann somit automatisch, beispielsweise
abhängig von einem Gefährdungspotential, insbesondere
Kollisionsgefährdungspotential, das einem Objekt, z. B.
einem Verkehrsteilnehmer in der aktuellen Fahrsituation beigemessen
wird, derart angepasst werden, dass die generierte Darstellung dieses
Objekt, z. B. den Verkehrsteilnehmer, umfasst und/oder aus einer
bestimmten Perspektive zeigt. Die Perspektive kann z. B. derart
gewählt sein, dass die Sichtbarkeit des Objekts und/oder
Orientierungsmöglichkeit des Fahrers verbessert wird.
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Neben
anderen Verkehrsteilnehmern können auch andere Objekte
und Zustände der Fahrzeugumgebung auf Basis der Erfassung
der Information aus RFID-Chips automatisch erfasst und eine automatische
Veränderung der erfindungsgemäßen Darstellung
bewirken. Denkbar ist beispielsweise die RFID-basierte Detektion
und gegebenenfalls Lokalisierung von Verkehrszeichen, Kreuzungen,
Abzweigungen, Einmündungen, Ampeln und Parkgelegenheiten.
Auch in Abhängigkeit von solchen Objekten und deren Anordnung
bezüglich des Kraftfahrzeugs kann der virtuelle Blickwinkel
der Darstellung situativ ange passt werden, so dass die perspektivischen
Zusammenhänge zwischen den einzelnen dargestellten Fahrzeugumgebungsbereichen
erhalten bleiben.
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Die
RFID-Detektion kann auch Objekte betreffen, die nicht unmittelbar
das Fahrgeschehen betreffen, sondern kommerziellen Zwecken dienen und/oder
zur allgemeinen Infrastruktur gehören, z. B. Briefkästen,
freie Parkplätze, Parkticketautomaten, Restaurants, Verkaufsautomaten,
etc. Die generierte Darstellung kann situativ auch derart angepasst
werden, dass solche Objekte dem Fahrer aus einer z. B. vorangestellten
Perspektive angezeigt werden. Ein Objekt, beispielsweise ein freier
Parkplatz, kann dem Fahrer somit in der Fahrzeugumgebung insbesondere
in einem perspektivisch dargestellten räumlichen Zusammenhang
mit dem Modell seines Fahrzeugs dargestellt werden.
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Zusätzlich
zu der durch RFID-Chips beeinflussten Anpassung der generierten
Darstellung kann auch zumindest eine aus dem jeweiligen RFID-Chip ausgelesene
Information betreffend das mit dem RFID-Chip ausgerüstete
Objekt oder seinen aktuellen Zustand durch die erfindungsgemäß vorgesehene
Anzeigeeinheit angezeigt werden. Statt der Anzeige der Information
durch die Anzeigeeinheit kann selbstverständlich auch die
Anzeige der Information durch eine andere Informationsvermittlungseinheit veranlasst
werden. Die generierte Darstellung kann beispielsweise, wie oben
erwähnt, derart angepasst werden, dass dem Fahrer im dargestellten
Umgebungsausschnitt ein freier Parkplatz angezeigt wird. Zudem kann – eingeblendet
in das Bild des Umgebungsausschnitts oder an anderer Stelle im Fahrzeuginnenraum – als
weitere Information aus dem RFID-Chip ausgelesen werden und dem
Fahrer angezeigt werden, welche Parkgebühren für
eine Benutzung des Parkplatzes anfallen würden.
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In
einer Ausführungsform der Erfindung wird die generierte
Darstellung derart verändert, dass der durch die Darstellung
generierte virtuelle Blickwinkel auf die virtuelle Fahrbahnebene
und/oder auf die wenigstens eine weitere virtuelle Ebene verändert
wird, jedoch die perspektivischen Relationen der in der Darstellung
enthaltenen Bilder unverändert bleiben. In einer besonders
bevorzugten Ausführungsform wird die generierte Darstellung
dabei derart verändert, dass die perspektivische Wiedergabe
der Fahrzeugumgebung gedreht und/oder gekippt wird, insbesondere
um eine zur virtuellen Fahrbahnebene vertikalen Achse. Hierdurch
kann besonders einfach eine Ansicht auf die Umgebung des Fahrzeuges
dargestellt werden, die einer Bewegung entspricht, insbesondere
einer Be wegung rund um das Fahrzeug, die z. B. aus einer Höhe
simuliert wird, die der Größe eines Menschen entspricht.
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In
einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung wird die generierte Darstellung ferner derart ausgestaltet
sein, dass eine binokular wahrnehmbare Tiefenwirkung in der Darstellung
der virtuellen Ebenen generiert wird. Insbesondere wird jedem Teil
der Fahrbahnebene und/oder ggf. der zusätzlichen virtuellen
Ebenen die wahrnehmbare Tiefe zugewiesen, die anhand der perspektivischen
Ausrichtung nach oben definierten Kriterien entspricht. Die Anzeige
einer derart ermittelten Darstellung kann z. B. mittels einem 3D-fähigem Display
realisiert werden. Insbesondere werden dabei die Fahrzeugumgebungsbereiche,
die an sich auch nur zweidimensional aufgenommen werden, auf den
virtuellen Ebenen dargestellt werden, die in einer erfindungsgemäß darzustellenden
Perspektive entsprechenden räumlichen Position, insbesondere relativ
zu einer anderen virtuellen Ebene, wiedergegeben werden. Somit ergibt
sich der Vorteil einer räumlichen und somit einer leicht
verständlichen und ästhetisch vorteilhaften Darstellung,
ohne dass die Aufnahmemittel notwendigerweise räumliche,
z. B. stereoskopische Bilder aufnehmen können.
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Alternativ
oder zusätzlich dazu kann die räumliche Wirkung
einzelner virtueller Flächen und/oder des Fahrzeugmodells
auch durch eine adaptive Steuerung der Bildschärfe je nach
Bildbereich innerhalb der wenigstens einer virtuellen Ebene dargestellt
werden. Die Teile der virtuellen Ebenen, die deutlich näher
oder tiefer als eine bestimmte Bildtiefe wahrgenommen werden sollen,
werden erfindungsgemäß weniger schart abgebildet
als Bildteile, die dieser bestimmten Bildtiefe entsprechen. Das menschliche
Sehsystem besitzt die Eigenschaft, diese Bildschärfeunterschiede
zur räumlichen Interpretation der Szene zu nutzen. Erfindungsgemäß wird durch
die adaptive Steuerung der Bildschärfe einzelner Bereiche
der Bildebenen die perspektivische Ausrichtung der entsprechenden
Bilder betont. Die Steuerung der Bildschärfe einzelner
Bildbereiche kann z. B. durch Anwendung bekannter digitaler Schärfe-
bzw. Weichzeichnungsfilter oder durch Ausnutzung optischer Effekte
eines Aufnahmemittels erreicht werden.
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In
einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird die virtuelle Fahrbahnebene in Abhängigkeit
von der räumlichen Form der auf diese abgebildeten Fahrbahnabschnitte und/oder
der darauf befindlichen Objekte verformt. Hierdurch können besonders
einfach und für den Fahrer leicht verständlich
Gefahrenquellen hervorgehoben werden. Die Verformung der Fahrbahnebenen kann
z. B. durch die Verformung einer dieser Ebenen überblendeten
Gitterstruktur und/oder durch eine weitere geometrische Transformation
auf die virtuelle Fahrbahnebene einschließlich dem darauf
abgebildeten Bild visualisiert bzw. betont werden.
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In
einer weiteren Ausführungsform wird die generierte Darstellung
gegebenenfalls durch eine oder mehrere Warnhinweise ergänzt,
welche die Kennzeichnung einer möglichen Kollisionsstelle
von einem oder mehreren Teilen des Fahrzeugs, insbesondere von Türen
und/oder Klappen des Fahrzeugs, mit einem oder mehreren Objekten
in der Umgebung des Fahrzeugs umfassen. Die Warnhinweise können
z. B. als ein grafisches, insbesondere räumlich wirkendes
Symbol ausgestaltet werden. Ein Warnhinweis kann derart in die Darstellung
integriert werden, dass der räumliche Bezug zwischen dem Objekt,
von welchem die Gefahr ausgeht, und der potentiell gefährdeten
Stelle des Fahrzeuges visualisiert wird. Ein Warnhinweis kann z.
B. an einer Stelle zwischen einem Hindernis und dem potentiell gefährdeten
Fahrzeugbereich, z. B. einer Fahrzeugtür, dargestellt werden,
z. B. an der Stelle eines möglichen Schadens, der beim
unvorsichtigen Aufmachen der Tür entstehen kann.
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In
einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform sind
in der generierten Darstellung ein oder mehrere Trajektorien und/oder
Symbole enthalten, die den künftigen Positionen von mindestens einem
Fahrzeugteil entsprechen, wobei die Trajektorien insbesondere auf
einer vorausberechneten oder beabsichtigten Bewegungsrichtung des
Fahrzeugs basieren. Diese Darstellung kann die Darstellung einer
künftigen Position eines Fahrzeugteils, z. B. die Darstellung
der Position eines Karosseriebereiches zu einem in der nahen Zukunft
liegenden Zeitpunkt, umfassen. Zum Beispiel kann die errechnete
künftige Position einer Stoßstange des Fahrzeuges
zu mindestens einem Zeitpunkt, z. B. nach einer, zwei und drei Sekunden,
dargestellt werden. Diese Positionen können z. B. unter
der Voraussetzung, dass der Fahrer seine Fahrweise beibehält,
besonders einfach vorausberechnet werden. Die Positionen des Fahrzeuges
bzw. von Fahrzeugteilen können in einer analogen Weise
wie die Darstellung unterschiedlicher Bereiche der Fahrzeugumgebung
dargestellt werden.
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Bei
der Darstellung der beabsichtigen Bewegung des Fahrzeuges können
die Folgen der Ausführung eines automatischen bzw. teilautomatischen Verfahrens
zur Bewegung, insbesondere zum Einparken eines Fahrzeuges, visualisiert
werden.
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Neben
dem oben beschriebenen Verfahren zur Information der Insassen eines
Fahrzeuges umfasst die Erfindung ferner ein entsprechendes Informationssystem
mit einer Bildverarbeitungseinheit, welche wenigstens zwei Bilder,
die durch Aufnahmemittel des Fahrzeugs erzeugt werden und unterschiedliche
Fahrbahnabschnitte der Fahrbahnebene in der Umgebung des Fahrzeugs
enthalten, derart verarbeitet, dass die wenigstens zwei Bilder auf
einer Anzeigeeinheit im Fahrzeuginnenraum wiedergegeben werden.
Das Informationssystem zeichnet sich dadurch aus, dass die Bildverarbeitungseinheit
im Betrieb eine Darstellung generiert, in welcher die wenigstens
zwei Bilder auf eine virtuelle Fahrbahnebene abgebildet sind, wobei
die virtuelle Fahrbahnebene perspektivisch wiedergegeben ist.
-
Das
Informationssystem kann dabei derart realisiert werden, dass jede
der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen des
erfindungsgemäßen Verfahrens mit diesem System
durchführbar ist. Die Erfindung betrifft darüber
hinaus ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, welches das soeben
beschriebene Informationssystem enthält. Die Bildverarbeitungseinheit
kann mit den Aufnahmemitteln oder mit der Anzeigeinheit als ein
Gerät kombiniert werden.
-
Im
Folgenden werden anhand der beigefügten Zeichnungen bevorzugte
Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Daraus
ergeben sich weitere Details, bevorzugte Ausführungsformen
und Weiterbildungen der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind
verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich,
ohne den Umfang der Erfindung sowie ihrer Äquivalente zu
verlassen. Insbesondere kann das erfindungsgemäße
System bzw. das entsprechende Verfahren aufgrund der gesetzlichen
oder landesspezifischen Vorgaben abweichend gestaltet werden.
-
Die
geschilderten Ausführungsbeispiele, Ausführungsformen
und Weiterbildungen sind, sofern nicht anders angegeben und/oder
technisch ausgeschlossen, sowohl einzeln als auch in jeder beliebigen
Kombination miteinander anwendbar und vorteilhaft.
-
Im
Einzelnen zeigen:
-
1 eine
schematische Darstellung der Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs
mit einer Anordnung von Nahfeldkameras und deren Sichtfelder;
-
2 eine
Draufsicht auf das Kraftfahrzeug der 1 mit entsprechend
dargestellten Sichtfeldern der Nahfeldkameras;
-
3 und 4 jeweils
eine Anzeigefläche einer Anzeigeeinheit im Innenraum eines
Kraftfahrzeugs, welche bekannte Darstellungsarten des Umfelds des
Kraftfahrzeugs zeigen;
-
5 bis 8 jeweils
eine Anzeigefläche einer Anzeigeeinheit im Innenraum eines
Kraftfahrzeugs, welche Darstellungsarten des Umfelds des Kraftfahrzeugs
gemäß Ausführungsformen des erfindungsgemäßen
Verfahrens wiedergeben;
-
9 eine
schematische Darstellung einer bevorzugten Ausgestaltung einer Bildtransformation zur
Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
-
10 eine
Anzeigefläche einer Anzeigeeinheit im Innenraum eines Kraftfahrzeugs,
wobei die Veränderung der Darstellung des Umfelds des Kraftfahrzeugs
gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens angedeutet ist.
-
1 zeigt
ein Kraftfahrzeug 1 mit einer Mehrzahl von Nahfeldkameras 2, 3 und 4.
Die Nahfeldkamera 2 stellt dabei eine Rückfahrkamera
dar, deren Sichtwinkel mit γ bezeichnet ist. Diese Kamera überwacht
den hinteren Bereich des Kraftfahrzeugs, wobei ein ent sprechendes
Bild des hinteren Fahrbahnbereichs auf einer (nicht gezeigten) Anzeigeeinheit
in der Form eines Displays im Fahrzeugcockpit angezeigt werden kann.
Hierdurch kann der Fahrer des Fahrzeugs beim Rangieren, beispielsweise
beim Einparken, den Abstand zu rückwärtigen Objekten überwachen
und eine Kollision vermeiden.
-
Ferner
sind die in die Rückspiegeln integrierten, sog. Top-View-Kameras 3 vorgesehen,
wobei in 1 nur eine der Kameras auf der
linken Seite des Fahrzeugs wiedergegeben ist. Der Winkel des Sichtfelds
dieser Kamera ist mit α bezeichnet. Die Kamera dient zum
Erfassen des Fahrbahnbereichs an der Längsseite des Fahrzeugs 1.
Analog zur Rückfahrkamera 2 kann der mit der Kamera 3 erfasste
Fahrbahnbereich auf der Anzeigeeinheit im Innenraum des Kraftfahrzeugs
wiedergegeben werden. Im vorderen Bereich des Kraftfahrzeugs auf
der linken und rechten Seite sind zwei weitere Kameras 4 vorgesehen.
Es handelt sich hierbei um sog. Side-View-Kameras, welche den vorderen
linken und rechten Fahrbahnbereich überwachen und deren
Bild ebenfalls auf der Anzeigeeinheit im Fahrzeuginnenraum dargestellt
werden kann. In 1 ist wiederum nur die auf der
linken Seite des Fahrzeugs 1 vorgesehene Kamera gezeigt.
Der Winkel des Sichtfelds dieser Kamera ist mit β bezeichnet.
Die Side-View-Kameras dienen insbesondere zur Erfassung von Bereichen der
Fahrzeugumgebung, welche aufgrund einer bestimmten Verkehrssituation
nicht vom Fahrer direkt gesehen werden können, beispielsweise
die Erfassung von seitlich von dem vorderen Fahrzeugbereich befindlichen
Objekten, z. B. beim Verlassen einer Garage.
-
2 zeigt
eine Draufsicht auf das Fahrzeug 1 der 1,
aus der die Ausdehnung der Sichtfelder der Kameras in der Fahrbahnebene
ersichtlich wird. Das Sichtfeld der hinteren Kamera 2 ist
mit 102, das Sichtfeld der beiden seitlichen Kameras 3 mit 103 bzw. 103' und
das Sichtfeld der vorderen Kameras 4 mit 104 bzw. 104' bezeichnet.
Durch die einzelnen Kameras wird ein großer Bereich der
Umgebung des Fahrzeugs erfasst. Die Top-View-Kameras 3 sind
dabei weitwinklige Kameras mit Erfassungswinkeln nach unten und
zum Teil schräg nach hinten. Das Sichtfeld deckt die linke
bzw. rechte Seite der Fahrbahn neben dem Fahrzeug ab. Das Bild dieser
Kameras wird für die Darstellung auf der Anzeigeeinheit im
Fahrzeuginnenraum unter Anwendung einer geometrischen Transformation
derart verformt, dass ein virtueller Blick von schräg nach
vorne auf die entsprechenden Fahrbahnbereiche entsteht. Dieser virtuelle Blick
wird mit symbolischen Platzhaltern, insbesondere mit einem grafischen
Kraftfahrzeugmodell aus derselben Perspektive, aus der die virtuelle
Fahrbahnebene generiert wird, zur besseren Orientierung ergänzt
und auf der Anzeigeeinheit angezeigt. Ferner kann die virtuelle
Fahrbahnebene durch die Bilder der Top-View-Kameras 4 mit
dem durch eine Transformation in die entsprechende Perspektive überführten
Bild der Rückfahrkamera 3 ergänzt werden.
-
Bei
dem aus dem Stand der Technik bekanntem Verfahren (3)
zeigt eine solche Darstellung auf einer Anzeigeeinheit 5 die
Bilder der Top-View-Kameras und der Rückfahrkamera, wobei die
Anzeigefläche der Anzeigeeinheit quer zur Fahrtrichtung
verläuft, d. h. die Längskanten der Anzeigeeinheit
liegen im Wesentlichen quer zur Fahrtrichtung. Der symbolisch dargestellte
Fahrzeugumriss ist in 3 mit dem Bezugszeichen 1' bezeichnet.
Die beiden seitlich durch die Top-View-Kameras erfassten Bereiche
sind mit den Bezugszeichen 103 bzw. 103' versehen
und der mit der Rückfahrkamera erfasste Bereich ist mit
dem Bezugszeichen 102 bezeichnet. Die verwendeten Bezugszeichen
stimmen dabei mit den entsprechenden Sichtfeldern gemäß 2 überein.
Wie oben dargelegt, handelt es sich bei den einzelnen Bildbereichen
um entsprechend transformierte Bilder, wodurch eine virtuelle Draufsicht
von oben generiert wird. In der Darstellung der 3 sind
die Bilder der beiden Side-View-Kameras 4 nicht enthalten.
Diese Bilder werden üblicherweise in einem anderen Anzeigemodus
auf der Anzeigefläche der Anzeigeeinheit dargestellt, wobei
eine solcher Anzeigemodus in 4 wiedergegeben
ist. In Übereinstimmung mit den entsprechenden Sichtfeldern
gemäß 2 sind die erfassten Bildbereiche der
Side-View-Kameras in 4 mit dem Bezugszeichen 104 bzw. 104' bezeichnet.
-
Ein
grundsätzliches, allgemein bekanntes Problem in Fahrzeugen
mit einer Vielzahl von verbauten Kameras besteht darin, dass besonders
ein unerfahrener Benutzer die entsprechenden Bilder nur mit einem
erheblichen Aufwand und oft fehlerhaft zu der realen Umgebung beziehen
kann. Selbst die Zuordnung der Richtungen ist schwierig. Es ist
für den Benutzer z. B. auch schwer vorauszusagen, in welche
Richtung und wie schnell sich die Objekte in den Kamerabildern bewegen
werden, wenn er eine bestimmte Fahraktion tätigt. Wenn
die Kamerabilder hingegen umschaltbar und/oder nacheinander auf dem
Display dargestellt werden, überfordert es den Fahrer ebenfalls.
Er rechnet nicht mit dem Auftritt eines Hindernisses, welches momentan
nicht dargestellt wird. Im Besonderen weist die bekannte Darstellung
auf der Anzeigeeinheit 5 gemäß 3 den Nachteil
auf, dass durch die verdrehte Darstellung des Fahrzeugs bzw. der
mit den Kameras erfassten Bereichen ein quer zur Fahrtrichtung verlaufendes Bild
erzeugt wird. Insbesondere muss der Fahrer laufend eine gedankliche „Koordinatenumrechnung” durchführen,
um die in der Anzeigeeinheit quer verlaufende Fahrtrichtung der
tatsächlichen Fahrtrichtung zuzuordnen.
-
Zur
Lösung des obigen Problems ist es zwar denkbar, das entsprechend
dargestellte Bild des Fahrzeugs in 3 um 90° in
eine vertikale Position zu verdrehen. Hierdurch wird eine leichtere
Zuordnung der mit den Kameras erfassten Umgebung des Fahrzeugs zur
Fahrtrichtung erreicht, da die dargestellte Fahrtrichtung mit der
tatsächlichen Fahrtrichtung übereinstimmt. Durch
die längliche Form des Bildschirms, welche derzeit nahezu
Kinoformat aufweist, gerät jedoch eine solche vertikale
Darstellung sehr klein. Zur Vergrößerung der Darstellung
könnte das Fahrzeug gegebenenfalls in der Höhe
zusammengestaucht werden, jedoch wirkt eine solche Darstellung unnatürlich.
-
Ein
weiterer Nachteil des Standes der Technik besteht darin, dass ein
Fahrer zwischen unterschiedlichen Darstellungsarten, insbesondere
zwischen der Darstellung des Fahrzeugs in Draufsicht gemäß 3 und
der perspektivischen Darstellung basierend auf den Side-View-Kameras
gemäß 4, hin- und herschalten muss.
Die Umschaltung zwischen mehreren Darstellungsarten haben zur Folge,
dass sich der Fahrer häufig in neue Perspektiven bzw. physikalische
Verbaupositionen der Kameras hineindenken muss, was ihn häufig
irritiert. Der Fahrer ist sich somit unter Umständen nicht
immer bewusst, aus welcher Perspektive ein bestimmtes dargestelltes
Bild auf der Anzeigeeinheit stammt und welche Raumwinkel gegebenenfalls
mit den Kameras nicht abgedeckt sind. Es besteht deshalb das Bedürfnis,
in der Anzeigeeinheit des Kraftfahrzeugs eine Darstellungsart zu
erzeugen, bei der die Anzahl der Darstellungen zugunsten ihrer Universalität
und Übersichtlichkeit eingeschränkt wird.
-
Im
Folgenden wird das erfindungsgemäße Funktionsprinzip
anhand mehrerer Ausführungsformen detailliert erläutert.
Das Funktionsprinzip ist dabei auf beliebige Systeme anwendbar,
welche die Fahrzeugumgebung für den Fahrer aufnehmen. Das heißt,
die Erfindung ist nicht beschränkt auf die im Vorangegangenen
beschriebenen Kamerabilder, sondern kann auf Bilder von beliebigen
bildgebenden Vorrichtungen angewandt werden, wobei der Begriff „bildgebende
Vorrichtung” bereits weiter oben ausführlich definiert
wurde. Insbesondere umfassen die Bilder von bildgebenden Vorrichtungen
sowohl Kamerabilder (auch durch Infrarotkameras erfasste Bilder)
als auch synthetische Bilder (gegebe nenfalls auch mit einer symbolhaft
dargestellten Umgebung), die beispielsweise durch ein Scannen der
Umgebung durch entsprechende Sensorvorrichtungen, wie Radar- und/oder
Lidarvorrichtungen und dergleichen, erzeugt werden. Das synthetische
Bild oder ein Teil des Bildes kann auch aus Daten von Ultraschallsensoren
erzeugt werden. in einer vorteilhaften Ausgestaltung wird das nachfolgend
beschriebene erfindungsgemäße Verfahren auf bestehende
Kameras und/oder Umfeldsensierungseinrichtungen angewendet. Die
Erzeugung der Bilder z. B. aus Sensordaten des Aufnahmemittels kann
bevorzugt in der Hardware des Aufnahmemittels, aber auch ganz oder
teilweise in der Bildverarbeitungseinheit realisiert werden.
-
Gemäß den
nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung
wird die Aufgabe gelöst, eine stimmige Darstellung mehrerer
Perspektiven für mindestens einen Fahrzeuginsassen (Fahrer,
Beifahrer) zu erzeugen, wobei die Darstellung selbsterklärend
bezüglich der dargestellten Perspektiven ist, insbesondere
hinsichtlich der Zuordnung von in den Bildbereichen dargestellten
Objekten zu den realen Teilen der Fahrzeugumgebung bzw. relativ
zu mindestens einem Insassen. Ferner entfällt die Notwendigkeit
unzumutbar viele Umschaltoptionen und die entsprechende aufwendige
MMI zu realisieren.
-
Die
nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen zeichnen sich
dadurch aus, dass eine Darstellung der perspektivisch transformierten
Bilder, die jeweils einen Teil der Umgebung des Fahrzeuges zeigen,
auf einer als perspektivisch relativ zur Bildschirmfläche
angeordneten virtuellen Fahrbahnebene abgebildet werden, wobei die
virtuelle Fahrbahnebene als von schräg oben gesehen und
zum Vorderteil des Fahrzeuges gerichtet abgebildet ist. Die virtuelle
Fahrbahnebene wird als eine Maske ausgestaltet, die die Form bzw.
die Begrenzungen der jeweiligen Bildteile bildet.
-
5 zeigt
eine Anzeigeinheit 5 mit einer solchen erfindungsgemäßen
Darstellung, wobei in 5 zwei transformierte Bilder 203 und 203' von durch
Top-View-Kameras erfassten Fahrbahnabschnitten wiedergegeben sind.
Es wird hierdurch aus den ursprünglich zweidimensional
aufgenommenen Bildern der Fahrbahnabschnitte eine intuitiv verständliche „quasi
dreidimensionale Darstellung” der Fahrbahnabschnitte erreicht,
die auf dem konventionellen Display dargestellt werden kann.
-
Die
in 5 gezeigte Darstellungsart wird mit einem in dieselbe
Perspektive überführten Bild einer Rückfahrkamera
ergänzt. Eine solche Darstellungsart ist in 6 gezeigt.
Neben den transformierten Bildbereichen 203 und 203',
welche die Seitenbereiche des Fahrzeugs abbilden, ist ferner ein
rückwärtiger Bereich 202 dargestellt.
Vorzugsweise werden somit mehrere Bilder einzelner bildgebender Vorrichtungen
dazu verwendet, um die Ebene der Fahrbahn zu rekonstruieren. Die
Erfindung bietet den praktischen Vorteil, dass die Bilder ohne Verkleinerung
bzw. Stauchung auf einer quer zur Fahrtrichtung ausgedehnten Anzeigeeinheit,
wie sie in 5 und 6 gezeigt
ist, angeordnet werden können. Bei der entsprechenden geometrischen
Transformation in eine perspektivische virtuelle Fahrbahnebene passen
die einzelnen Bilder gut in die Anzeigefläche und werden
aufgrund der dargestellten Perspektive auf dem zweidimensionalen
Bildschirm natürlich empfunden. Die erzeugte virtuelle
Fahrbahnebene kann gegebenenfalls auch gekrümmt sein bzw.
als gekrümmt dargestellt werden.
-
Eine
Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens kann auf das Bild eines Aufnahmemittels, welches den
Fahrbahnbereich unter dem Fahrzeug erfasst, angewandt werden. Ein
solches Aufnahmemittel kann z. B. als ein Sensor zur Erfassung des
Bodenreliefs ausgestaltet sein, z. B. eine auf der sog. Time-Of-Light-Technologie
basierte Kamera. Das Bild dieses Aufnahmemittels, welches als ein
synthetisches Bild aufbereitet werden kann, wird dabei auf die oben
beschriebene virtuelle Fahrbahnebene abgebildet.
-
In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens erfolgt die Darstellung derart, dass das in der virtuellen Fahrbahnebene
wiedergegebene Umgebungsmodell mit einem grafischen Fahrzeugmodell
derart ergänzt wird, dass das Fahrzeugmodell aus derselben
Perspektive dargestellt wird wie die Abbildung der Fahrbahnebene.
Dies hilft dem Benutzer die in der virtuellen Fahrbahnebene dargestellte
Perspektive eindeutig zu verstehen. Zugleich hilft das grafische
Fahrzeugmodell dem Benutzer eine relative Perspektive und relative
Position der Hindernisse relativ zu den Teilen des Fahrzeugs zu
erfassen. Diese gibt dem Fahrer eine räumliche Vorstellung über
die Fahrbahn, Objekte in der Umgebung des Fahrzeuges etc. in Relation
zu seinem Fahrzeug bzw. zu ihm selbst. Der Fahrer kann somit auf
einfache Weise die Position eines bestimmten Objekts, beispielsweise
eines Hindernisses, einer Parkplatzbegrenzung und anderer Fahrbahnlinien,
relativ zu seinem Fahrzeug und seinen Teilen, wie Felgen, Türen
und dergleichen, abschätzen. 7 zeigt
eine Ausführungsform einer Darstellung mit einem solchen
Fahrzeugmodell. Das Fahrzeugmodell ist dabei mit dem Bezugszeichen 6 bezeichnet
und gibt eine perspektivische Ansicht des Fahrzeugs von hinten wieder.
Der Fahrer erkennt aus der Abbildung gemäß 7 sehr
schnell, in welcher Relation sein Fahrzeug in Bezug auf die dargestellten Bilder 202, 203 und 203' der
Umgebung liegt. Gemäß der Darstellung der 7 bekommt
der Fahrer eine Information über die Orientierung und die
Größe der in den einzelnen Bildern 202, 203 und 203' wiedergegebenen
Objekte. Der vom Fahrzeuginsassen gesehene Rahmen der Anzeigeeinheit 7 dient
dabei zusätzlich als eine Referenz zur Wahrnehmung der
erzeugten Tiefenwirkung.
-
Das
Fahrzeugmodell ist als eine räumlich wirkende Grafik ausgestaltet.
Durch die räumlich anmutende Darstellung des Fahrzeugs
bzw. des Fahrzeugmodells 6 wird die räumliche
Wahrnehmung zusätzlich verstärkt. Das in der Ausführungsform
der 7 dargestellte Fahrzeugmodell 6 ist vorzugsweise
in der Bildverarbeitungseinheit als Bitmap (oder mehrere Bitmaps
aus verschiedenen Perspektiven) gespeichert. Somit muss dieses Bitmap
nicht für jede darzustellende Perspektive neu berechnet
werden. Alternativ kann das Fahrzeugmodell auch durch eine Vektorgrafik
und/oder eine Simulation erzeugt bzw. dargestellt werden, die sich
bevorzugt in Anhängigkeit von der aktuell darzustellenden
Perspektive verändert.
-
In
einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausführungsform
wird die virtuelle Fahrbahnebene mit weiteren virtuellen Ebenen
ergänzt. Insbesondere werden solche Ebenen hinzugefügt,
welche im Wesentlichen senkrecht zur virtuellen Fahrbahnebene stehen.
Somit wird ein virtueller Raum gebildet, der die Umgebung des Fahrzeugs,
bevorzugt in Kombination mit dem Fahrzeugmodell, darstellt. Die weiteren
Ebenen sind dabei vorzugsweise solche Ebenen, welche einen perspektivisch
erfassten Bildbereich in der Fahrzeugumgebung darstellen. Beispielsweise
kommen die mit den Side-View-Kameras 4 aus 1 erfassten
Bildbereiche in Betracht. Diese Bildbereiche werden in seitlichen
Ebenen in einer solchen perspektivischen bzw. räumlichen
Relation zu den virtuellen Fahrbahnebenen bzw. dem räumlichen Fahrzeugmodell
angeordnet, dass sie im Wesentlichen den Richtungen entsprechen,
aus welchen die Bilder der seitlichen Ebenen durch die bildgebenden Vorrichtungen
relativ zu dem Fahrzeug aufgenommen wurden. Diese Ausführungsform
hat den Vorteil, dass der Fahrer versteht, in welchem Winkel zu
ihm und seinem Fahrzeug die im Bild dargestellten Objekte zu finden
bzw. zu meiden sind. Der räumliche Effekt wird dadurch
verstärkt. 8 zeigt eine entsprechende Darstellung,
bei der neben den Bereichen 202, 203 und 203' der
virtuellen Fahrbahnebene sowie dem Fahrzeugmodell 6 auch
noch zwei seitliche Ebenen links und rechts von dem Fahrzeug angeordnet
sind. Diese Ebenen stehen senkrecht auf der virtuellen Fahrbahnebene
und die darin dargestellten Bilder 204 und 204' sind
entsprechend transformierte Bilder, welche von Side-View-Kameras,
wie sie in 1 gezeigt sind, aufgenommen
wurden.
-
In
der Darstellung, die in der 8 veranschaulicht
wird, stehen die Normalen der seitlichen Ebenen 204 und 204' jeweils
unter solchen Winkeln zum Fahrzeugmodell, dass sie in etwa den realen räumlichen
Winkeln zwischen der jeweiligen Ausrichtung der bildgebenden Vorrichtungen
und dem wirklichen Fahrzeug entsprechen. Auf diese Weise wird durch
die Darstellung dem Fahrer die jeweilige Ausrichtung und die Erfassungsrichtung
der Kameras in Relation zu dem Fahrzeug erklärt.
-
Im
Folgenden wird anhand von 9 eine bevorzugte
Ausgestaltung einer Bildtransformation zur Realisierung des erfindungsgemäßen
Verfahrens erläutert. 9 zeigt
die Transformation eines ursprünglich kissenförmigen
Bilds 103 einer Top-View-Kamera in das transformierte Bild 203. Man
erkennt die kissenförmige Struktur des Bildbereichs 103,
wobei die Ecken des Kissens mit A, B, C und D bezeichnet sind. Die
kissenförmige Form entsteht durch die Verwendung einer
weitwinkligen Kamera, die ein optisch verzerrtes Bild des erfassten rechteckigen
Fahrbahnbereichs liefert. In einem ersten Schritt S1, der aus dem
Stand der Technik bekannt ist, kann durch eine entsprechende Transformation
das ursprüngliche Bild 103 entzerrt werden, wodurch
wieder die ursprüngliche rechteckige Form des Bildbereichs
entsteht. Diese Bildform ist mit Bezugszeichen 303 bezeichnet
und umfasst rechtwinklige Ecken A', B', C' und D. Erfindungsgemäß kann nunmehr
durch eine weitere geometrische Transformation der Bildbereich 303 in
einen entsprechend verformten Bildbereich 203 gemäß einem
Schritt S2 umgewandelt werden, wobei durch die Form des Bildbereichs 203,
der mittels einer Maske ausgestaltet ist, eine Perspektive generiert
wird. Der Bildbereich 203 ähnelt einem Trapez
und umfasst entsprechende Ecken A'', B'', C'' und D''. Man erkennt,
dass in dem transformierten Bild 203 die Höhe
des Bildes deutlich verkleinert ist. Daher passt das Bild auch auf die
in 5 und 6 gezeigte querformatige Anzeigefläche
der Anzeigeeinheit 7 und es ergibt sich ein räumlicher
Eindruck. Da die Transformation gemäß Schritt
S1 und gemäß Schritt 32 eindeutig sind,
kann die Bildentzerrung gemäß Schritt S2 erfindungsgemäß übersprungen
werden, d. h. das Bild 203 kann auch direkt aus dem Bild 103 mit
Hilfe einer Transformation erzeugt werden. Diese bevorzugte Variante hat
den Vorteil, dass es bei der Umsetzung der Erfindung nicht zu einer
deutlichen Erhöhung der erforderlichen Rechenleistung der
Bildverarbeitungseinheit kommt.
-
Der
Vorteil der erfindungsgemäßen Darstellungsart
unter Zuhilfenahme der anhand von 9 erläuterten
Transformation besteht darin, dass diese Darstellung – obwohl
sie quasi-räumlich und hochprofessionell aussieht – auf
einfache Weise wie die bisher bekannten Abbildungen zur Entzerrung
der ursprünglichen Kamerabilder mit einer eineindeutigen Transformationsfunktion
generiert werden kann, bei der Pixel und Subpixel der Eingangsbilder
dem zu generierenden Ausgangsbild zugeordnet werden. Es ist weder
ein 3D-Grafikprozessor noch eine weitere Steigerung der Rechenleistung
der Bildverarbeitungseinheit erforderlich, welche zur Generierung
der Bilder auf der Anzeigeeinheit verwendet wird. Vorzugsweise ist
es möglich, dass eine Verstärkung der Tiefenwirkung
gegebenenfalls auch durch den Fahrer und/oder in Abhängigkeit
von den vorausbestimmten Ereignissen eingestellt bzw. verändert
werden kann.
-
In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird die generierte Darstellung in Abhängigkeit
von vorbestimmten Ereignissen, wie z. B. Bedienaktionen des Fahrers, gedreht,
wodurch dem Fahrer eine virtuelle Ansicht auf die Umgebung aus einem
anderen, insbesondere seitlich verschobenen Winkel, ermöglicht
wird. Hierdurch kann beispielsweise ein virtueller Flug von schräg
oben simuliert werden, der basierend auf der erfindungsgemäßen
Darstellungsart durch eine Veränderung der Form der virtuellen
Fahrbahnebene und der Transformationsparameter und/oder durch Umschalten
der Kameras einfach zu realisieren ist. Dabei wird eine virtuelle
Drehung des gesamten, mit den Bilderflächen aufgespannten
Raums erzeugt, wodurch sich der virtuelle Blickwinkel auf die ganze Szene
in Abhängigkeit von fahrzeugspezifischen Kriterien und/oder
nach Fahrerwunsch verändert. Dabei wird insbesondere eine
solche Transformation der Bilder verwendet, bei der sich der virtuelle
Blickwinkel verändert, ohne dass sich die Perspektive in
Relation zwischen den einzelnen, für die Fahrzeugumgebung repräsentativen
Ebenen verändert. Vorteilhaft ist dabei insbesondere die
Drehung der virtuellen Umgebung um eine vertikale Achse des Fahrzeugmodells. Somit
kann der Fahrer einen bestimmten Teil der Umgebung im Detail betrachten
und sich virtuell um sein Fahrzeug herum bewegen. 10 zeigt
dabei eine Darstellung analog zu 8, wobei
in 10 zusätzlich eine geeignete vertikale
Achse A mit entsprechender Drehrichtung R ange deutet ist, um welche sich
die virtuell dargestellte Umgebung in einer bevorzugten Ausführungsform
drehen kann.
-
Im
Besonderen kann durch das obige Prinzip der Ausrichtungsänderung
des virtuellen Raums erreicht werden, dass bei Bedarf eine seitliche
Ansicht auf das Fahrzeug gezeigt wird, beispielsweise die mit einer
Top-View-Kamera aufgenommene Ansicht links vom Fahrzeug zusammen
mit dem über eine Side-View-Kamera aufgenommenen rechten
Bereich vor dem Fahrzeug und gegebenenfalls dem mit einer weiteren
Side-View-Kamera aufgenommenen rechten Bereich hinter dem Fahrzeug.
Ebenso können Ansichten auf das Fahrzeug von vorne zusammen die
Ansichten von zwei hinteren Side-View-Kameras generiert werden.
-
In
einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens können
die Perspektive und/oder die Abbildungsgröße der
erfindungsgemäßen Darstellung durch eine Bedienaktion
und/oder in Abhängigkeit von einem vorausbestimmten Ereignis verändert
werden. Somit kann ein besonders vorteilhaftes Heranzoomen einer
Ansicht, insbesondere einer durch den Benutzer ausgewählten
und/oder durch das Ereignis betroffenen virtuellen Ebene realisiert
werden. Das Heranzoomen einer virtuellen Ebene bzw. eines Bereiches
dieser Ebene kann dabei mit einer perspektivischen Veränderung
verbunden sein. Z. B. wird dabei eine bisher perspektivisch stark
transformierte virtuelle Ebene mit einer veränderten, insbesondere
geringeren oder keinen perspektivischen Transformation dargestellt.
Nachdem eine vorausbestimmte Bedingung nicht mehr vorliegt, kann
die Ansicht automatisch in den vorangegangenen Zustand bzw. in den
Ursprungszustand zurückkehren.
-
Besonders
vorteilhaft ist der Einsatz des erfindungsgemäßen
Verfahrens zur Unterstützung des Fahrers bei Park- und
Rangiervorgängen. Das Verfahren bietet dem Fahrer eine übersichtliche
Darstellung auch bei teil- oder vollautomatisch ausgeführten Fahrmanövern.
Das Verfahren bzw. das darauf basierendes System kann automatisch,
in Abhängigkeit von den vorausbestimmten Kriterien, z.
B. das Einlegen des Rückwärtsganges, das Absenken
der Geschwindigkeit auf ein bestimmtes Niveau, die Aktivierung eines
weiteren Assistenzsystems des Fahrzeuges, aktiviert werden.
-
Die
Bedienung der Ausrichtung des virtuellen Raums kann beispielsweise
mittels eines Drehreglers oder eines anderen Bedienelements im Fahrzeug
durchgeführt werden. Das räumlich anmutende Fahrzeugmodell
bietet dem Insassen des Fahrzeuges die Orientierung bezüglich
des dargestellten Sichtwinkels auf die Fahrzeugumgebung.
-
In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung
kann die Veränderung der Ausrichtung des virtuellen Raums
auch in Abhängigkeit von automatisch erfassten und interpretierten
Verkehrssituationen erfolgen. Die Interpretation der Verkehrssituation
kann dabei beispielsweise durch ein Navigationssystem durchgeführt
werden. Insbesondere kann die Interpretation der Verkehrssituation
abhängig sein vom Vorhandensein einer Seitenstraße, einer
Ausfahrt und/oder davon, ob es sich um ein Rangiermanöver
in einem Stadtparkhaus oder am Land an einem Acker handelt. Besonders
bevorzugt ist eine Veränderung der Ausrichtung des virtuellen Raums
derart vorgesehen, dass dieser auf das Vorhandensein von Hindernissen
und/oder einer von diesen ausgehenden Kollisionsgefahr angepasst wird.
Beispielsweise kann die Veränderung der Ausrichtung des
virtuellen Raums in Abhängigkeit von einer Umfeldsensierung
des Fahrzeugs, beispielsweise basierend auf Ultraschallsensoren,
erfolgen. Dabei wird der Raum um das Fahrzeug bei einer Kollisionsgefahr
insbesondere derart ausgerichtet, dass der Fahrer die kritischen
Steilen gut erkennen kann.
-
In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die
Veränderung der Ausrichtung des virtuellen Raums in der
Umgebung des Fahrzeugs in Abhängigkeit von einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-
und/oder Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation ausgestaltet sein.
So kann die Anwesenheit eines anderen Verkehrsteilnehmers und seiner
Lage relativ zum Fahrzeug drahtlos, beispielsweise anhand des Signals
eines RFID-Chips, übermittelt werden und so der virtuelle
Raum dementsprechend gedreht werden, damit bestimmte Perspektiven
oder darin enthaltene Objekte oder ihre Position besser wahrgenommen
werden können. Die bessere Wahrnehmbarkeit kann durch eine
solche Veränderung der Perspektive erreicht werden, die
das Objekt z. B. in Relation zu der aktuellen Fahrtrichtung oder
bestimmten Fahrzeugteilen zeigt. Ebenso besteht die Möglichkeit,
dass der Fahrer beispielsweise an einer bestimmten Stelle, z. B.
in seiner Garage, einen RFID-Chip anbringt. Das Ablesen des RFID-Chips durch
eine Vorrichtung des Fahrzeuges signalisiert dem Fahrzeug, dass
der virtuelle Raum in eine bestimmte, optimierte Richtung ausgerichtet
werden soll, z. B. optimiert zur Einfahrt in seine Garage, seinen
Garten und dergleichen. So kann der Fahrer eines Fahrzeugs entsprechende
RFID-Chips erwerben und z. B. auf seinem Grundstück platzieren,
damit sein Fahrzeug ihm bei der Durchfahrt an jedem Teil seiner
Parkfläche bzw. Garage die gewünschte, z. B. vorangestellte
Perspektive zeigt.
-
Außerdem
kann ein RFID-Chip in Kinderkleidung, einem Kinderwagen oder einem
Kinderfahrrad untergebracht werden. Somit wird erfindungsgemäß erreicht,
dass, insbesondere wenn sich ein Kind in der Nähe des Fahrzeuges
befindet, die Darstellung der Umgebung des Fahrzeuges zu Gunsten
der Sichtbarkeit des Kindes verändert wird.
-
In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann ein
aus der Fotographie bekanntes Mittel zur Betonung von Tiefenwirkung
eingesetzt werden. In der Fotographie kann die Tiefenwirkung unter
anderem durch eine gezielte Wahl der Objektiv-Blende erfolgen, nämlich
derart, dass die Objekte vor und nach einer bestimmten Entfernung
vom Objektiv unscharf dargestellt werden. Derselbe Effekt kann im
erfindungsgemäßen Verfahren künstlich
aus der gewünschten Tiefenwirkung und der jeweiligen virtuellen
Entfernung bestimmter Flächen oder Flächenteile
erzeugt werden. Dabei wird die dargestellte Bildschärfe
bestimmter Bereiche der Bildfläche und/oder des Fahrzeugmodells
in Abhängigkeit von der dargestellten Perspektive und/oder
in Abhängigkeit von virtuellen Entfernungen der Bereiche
vom Betrachter eingestellt. Der Tiefeneffekt kann gegebenenfalls
noch durch eine zusätzliche Filterung, insbesondere mit
digitalen Schärfefiltern, verstärkt werden. Ferner
wird die Bildschärfe bei der Drehung des virtuellen Raums
entsprechend verlagert und ihre jeweilige Tiefe in dem virtuellen
Raum je nach der Position des virtuellen Raums betont.
-
Wie
bereits oben erwähnt, können die im erfindungsgemäßen
Verfahren erzeugten Bilder durch beliebige bildgebende Vorrichtungen
generiert sein. Es muss sich nicht immer um Kamerabilder handeln, sondern
es können insbesondere auch Bilder verwendet werden, welche
aus Sensordaten künstlich erzeugt oder modelliert werden,
beispielsweise aus den Daten einer Umfeldsensierung von einem Park- und
Rangierassistenzsystem.
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Das
Verfahren kann in Kombination mit einem Verfahren zum automatischen
oder teilautomatischen Parken und Rangieren ausgeführt
werden. Dies bietet einem Insassen eines Fahrzeuges, insbesondere
dem Fahrer, eine bessere Übersichtlichkeit über
die relevanten Teile der Fahrzeugumgebung, z. B. während
ein automatisches oder teilautomatisches Manöver, insbesondere
ein Parkvorgang, ausgeführt wird.
-
In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann das
angezeigte Bild mittels einer Synthese aus dem Bild einer Kamera
und einer Vorrichtung zur Umfeldsensierung zusammengesetzt werden.
Als Vorrichtung zur Umfeldsensierung wird insbesondere eine Vorrichtung
verwendet, welche die Topographie der Umgebung (Höhe bzw.
Entfernung jedes Punktes bzw. Flächenabschnitts) erfasst. Die
Synthese des Kamerabilds und des Bilds der Vorrichtung zur Umfeldsensierung
ermöglicht es insbesondere, das Fahrbahnprofil und/oder
die Höhe der Objekte auf der Fahrbahn korrekt zu erfassen
und diese durch eine Verkrümmung entsprechender Bildbereiche
darzustellen. Hierdurch wird in der Anzeigeeinheit die virtuelle
Fahrbahnebene als virtuelle Bildfläche entsprechend der
räumlichen Form der Fahrbahn und der sich auf dieser befindlichen
Objekte verformt. Beispielsweise kann ein Höhenunterschied in
der Fahrbahn, wie dieser im Falle einer Bordsteinkante zu beobachten
ist, in den entsprechenden Flächen des dargestellten virtuellen
Bildes abgebildet sein. Dabei wird die Bordsteinkante mit der Vorrichtung
zur Umfeldsensierung erfasst und die virtuelle Fahrbahnfläche
an der entsprechenden Stelle verformt. Alternativ kann die Bordsteinkante
mittels einer symbolhaften Grafik, insbesondere einer teiltransparenten
Grafik, oberhalb der virtuellen Fahrbahnebene dargerstellt werden.
-
In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird bei der Erkennung von Hindernissen, die beim Öffnen
einer Tür einen Schaden verursachen können, ein
graphischer Hinweis in der erfindungsgemäßen Darstellung mit
eingeblendet. Liegt vor der Fahrzeugtür beispielsweise
ein großer Stein auf der Fahrbahn, kann in der erfindungsgemäßen
räumlichen Darstellung ein expliziter Hinweis darauf erscheinen,
dass eine bestimmte Tür derzeit nicht oder nur bis zu einem
bestimmten Öffnungsgrad geöffnet werden sollte.
Auf diese Weise wird der Fahrer vor dem Aufmachen von Türen
oder Klappen des Fahrzeugs bei einer Schadensgefahr geeignet gewarnt.
Somit ist einfach und intuitiv durch die perspektivische Darstellung
der virtuellen Fahrbahnebene ersichtlich, welche Gegenstände
genau z. B. beim Aufmachen der Tür stören können
und wie weit bzw. welche Tür geöffnet werden darf.
Es wird somit eine gut verständliche Anzeige der kritischen
Stellen mit Schadensgefahr und der zur Verfügung stehenden
Möglichkeiten zur Vermeidung dieses Schadens geschaffen.
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Die
Anzeige von Bereichen mit Schadensgefahr kann beispielsweise als
eine in der erfindungsgemäßen Darstellung markierte
Tür des virtuellen Fahrzeugs oder als eine nur bis zu einem
maximal zulässigen Grad geöffnete Tür
ausgestaltet sein. Alternativ kann die die Darstellung der Begrenzung
zur Öffnung der Tür z. B. durch einen virtuellen
Pfosten wiedergeben werden. In einer weiteren Ausführungsform
kann auch eine Schadensgefahr bei der Öffnung der Heckklappe
nach oben angezeigt werden, um zu vermeiden, dass die Heckklappe
an die Rückwand oder die Garagendecke stößt.
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In
einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verfahrens können die Abstände zu den gefährlichen
Hindernissen auch explizit als eine Abgrenzung von befahrbaren und
nicht befahrbaren Bereichen der Fahrbahn im Bild gekennzeichnet
werden. Insbesondere können die Bordsteinkanten automatisch
erkannt und als solche zusätzlich gekennzeichnet werden.
Hierdurch kann der Abstand zu den Felgen beim Einparken überwacht
werden.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung können in der Darstellung
die vorhergesagten und/oder empfohlenen Trajektorien des Fahrzeugs
oder die vorhergesagten Trajektorien anderer Verkehrsteilnehmer berechnet
und dargestellt werden. Beispielsweise kann ein Anhängermanöver
durch eine Rückfahrkamera erfasst werden und die Trajektorie
der Bewegung der Anhängerkupplung in Bezug auf den Anhänger
in dreidimensionaler Form wiedergegeben werden. Die Simulation eines
Anhängermanövers als ein flaches zweidimensionales
Modell ist bereits aus der Patentanmeldung
DE 10 2004 008 928.0 bekannt,
wobei in dieser Anmeldung die Luftfederung des Fahrzeugs zum automatischen
Ankuppeln des Anhängers manipuliert werden kann. Das in
dieser Patentanmeldung beschriebene Verfahren, bei dem die Bewegung
der Anhängerkupplung zum Anhänger bevorzugt in
Draufsicht gezeigt ist, kann mit der erfindungsgemäßen
Darstellung derart kombiniert werden, dass die Trajektorien der
Bewegung der Anhängerkupplung zum Anhänger quasi
räumlich in einer entsprechenden perspektivischen Relation
zu wenigstens einer virtuellen Fahrbahnebene gezeigt werden.
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Die
im Vorangegangenen beschriebenen Ausführungsformen des
erfindungsgemäßen Verfahrens weisen eine Reihe
von Vorteilen auf. Durch die quasi-räumliche Darstellung
der Fahrzeugumgebung kann eine weitgehend Bildschirm füllende
Anzeige dieser Umgebung in breitformatigen Anzeigeeinheiten erreicht
werden. Der Fahrer versteht dabei sofort, aus welchen Richtungen
die jeweiligen, durch bildgebende Vorrichtungen erfassten Objekte
stammen. Er kann Hindernisse zu den Teilen des Fahrzeugs sowie deren
Rich tung und Größe gut abschätzen. Ferner bewegen
sich bei der Fahrzeugbewegung die Gegenstände auf der Anzeigeeinheit
relativ zueinander in dieselbe Richtung wie beim direkten Blick
durch die Fenster bzw. die Frontscheibe des Fahrzeugs. Das Verfahren
erfordert keine bzw. nur wenige selbsterklärende Umschaltoptionen.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren kann auch analog dazu
benutzt werden, die Umgebung des Fahrzeuges für die Passagiere
eines Fahrzeuges, insbesondere einer Limousine, eines Busses oder
eines Flugzeuges, darzustellen. Dabei kann die erfindungsgemäße
Darstellung, z. B. auf dem Infotainmentdisplay des Fahrzeuges, insbesondere
dann automatisch aktiviert werden, wenn das Fahrzeug z. B. die Parkposition
erreicht hat und die Passagiere aussteigen dürfen. Die
Darstellung kann mit zusätzlichen eingeblendeten Symbolen
versehen werden, die z. B. eine Ausstiegsrichtung oder eine Zielrichtung
für die Passagiere beim Verlassen des Fahrzeuges anzeigt.
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Auf
die virtuelle Fahrbahnebene bzw. eine zusätzliche virtuelle
Ebene kann gegebenenfalls auch eine modellierte Umgebung, beispielsweise
in der Form einer Fahrbahn mit Höhenprofil, abgebildet werden.
Dies wird insbesondere durch eine Synthese von Kamerabildern mit
Sensordaten ermöglicht. Ebenso besteht die Möglichkeit,
entsprechende Trajektorien, welche beispielsweise zu möglichen
Kollisionen führen würden, als solche zu kennzeichnen
und in die erfindungsgemäße Darstellung zu integrieren.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102006036933
A1 [0002]
- - DE 102006007493 A1 [0003]
- - DE 102004008928 [0096]