DE102008039649A1 - Umgebungserfassungsvorrichtung zur Beobachtung einer Umgebung eines gegliederten Fahrzeuges - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Umgebungserfassungsvorrichtung zur Beobachtung einer Umgebung (4, 20, 21) eines gegliederten Fahrzeuges (1). Die Umgebungserfassungsvorrichtung umfasst wenigstens eine an einem hinteren Fahrzeugglied (3) anordbare Kamera (11, 12), eine in einem vorderen Fahrzeugglied (2) angeordnete Anzeigeeinheit (13) zur Darstellung mittels der wenigstens einen Kamera (11, 12) aufgenommener Bilder sowie eine mobile Schnellbefestigungsvorrichtung (14) zur Befestigung der wenigstens einen Kamera (11, 12) an unterschiedlichen hinteren Fahrzeuggliedern (3).

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Umgebungserfassungsvorrichtung zur Beobachtung einer Umgebung eines gegliederten Fahrzeuges.
  • Nutzfahrzeuge zum Güter- oder Personentransport weisen häufig zwei oder mehr über Gelenke verbundene Fahrzeugglieder auf. Beispiele sind Sattelkraftfahrzeuge mit einer Zugmaschine und einem Sattelauflieger und Gelenkbusse mit zwei oder drei gegeneinander beweglichen Wagenteilen. Derartige Fahrzeuge werden in dieser Schrift als gegliederte Fahrzeuge bezeichnet. Ferner werden auch Fahrzeuggespanne, die aus einem Zugfahrzeug und einem oder mehreren Fahrzeuganhängern bestehen, zu den gegliederten Fahrzeugen gezählt.
  • Unter Fahrzeuggliedern eines gegliederten Fahrzeuges werden die einzelnen über Gelenke verbundenen und gegeneinander beweglichen Einheiten des gegliederten Fahrzeuges verstanden. Die Fahrzeugglieder eines Sattelkraftfahrzeuges mit einer Zugmaschine und einem Sattelauflieger sind daher die Zugmaschine und der Sattelauflieger, die Fahrzeugglieder eines Fahrzeuggespannes sind das Zugfahrzeug und der oder die Fahrzeuganhänger.
  • Beim Rangieren oder Kurvenfahrten eines gegliederten Fahrzeuges ist der kurvenäußere Bereich seitlich eines hinteren Fahrzeuggliedes von einem Fahrer in dem vorderen Fahrzeugglied nicht einsehbar. Daher sind Personen oder Gegenstände in diesem Bereich für den Fahrer nicht sichtbar. Deshalb werden gegliederte Fahrzeuge zunehmend mit Kameras zur Beobachtung von Umgebungen eines hinteren Fahrzeuggliedes ausgestattet.
  • Aus NL 1005126 C1 ist eine Vorrichtung zur Überwachung eines Lastzuges bekannt, der aus einer Zugmaschine und einem Anhänger oder Sattelauflieger besteht. Dabei ist nahe dem vorderen Ende des Anhängers an jeder seiner Seiten eine Kamera angebracht, die jeweils ein Bild des Gebietes aufnehmen können, das an die jeweilige Seite des Anhängers grenzt. Die Kameras sind an einen Monitor in der Fahrerkabine der Zugmaschine angeschlossen, der mit einer Schaltung versehen ist, um die Bilder einer dieser Kameras oder beider Kameras gleichzeitig darzustellen.
  • Aus US 20080044061 A1 ist ein Kamerasystem für einen Lastzug bekannt, bei dem jeweils eine Kamera an einem linken und an einem rechten hinteren Ende der Zugmaschine des Lastzuges angebracht ist. Der Aufnahmebereich der linken Kamera umfasst eine Fahrbahnoberfläche auf der linken Seite des Lastzuges, der Aufnahmebereich der rechten Kamera umfasst eine Fahrbahnoberfläche auf der rechten Seite des Lastzuges. Beide Aufnahmebereiche überlappen dabei in einer Richtung zu einem hinteren Fahrzeugglied des Lastzuges, beispielsweise einem Anhänger. Aus den Aufnahmen der beiden Kameras wird mittels einer Bildverarbeitung ein Panoramabild zusammengesetzt, das auf einer Anzeigeeinheit im Inneren der Zugmaschine dargestellt wird.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Umgebungserfassungsvorrichtung zur Beobachtung einer Umgebung eines gegliederten Fahrzeuges anzugeben.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung gelöst, welche die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Die erfindungsgemäße Umgebungserfassungsvorrichtung zur Beobachtung einer Umgebung eines gegliederten Fahrzeuges umfasst wenigstens eine an einem hinteren Fahrzeugglied anordbare Kamera und eine in einem vorderen Fahrzeugglied angeordnete Anzeigeeinheit zur Darstellung mittels der wenigstens einen Kamera aufgenommener Bilder. Sie weist ferner eine mobile Schnellbefestigungsvorrichtung zur Befestigung der wenigstens einen Kamera an unterschiedlichen hinteren Fahrzeuggliedern auf.
  • Durch die wenigstens eine Kamera kann dem Fahrer des gegliederten Fahrzeuges vorteilhaft ein Bereich seitlich des hinteren Fahrzeuggliedes angezeigt werden, insbesondere ein Totwinkelbereich, der bei einem Rangieren oder bei Kurvenfahrten mittels Außenspiegeln am gegliederten Fahrzeug von dem Fahrer nicht einsehbar ist. Dadurch werden eine Gefährdung von Personen und eine Kollisionsgefahr mit Gegenständen in dem Totwinkelbereich reduziert. Ferner wird ein Einparken an einem Bordstein oder zwischen anderen Fahrzeugen, insbesondere an Laderampen, sowie ein Wendemanöver in Seitenstraßen oder an Kreuzungen erleichtert.
  • Die mobile Schnellbefestigungsvorrichtung ermöglicht ein schnelles und einfaches Montieren und Demontieren der wenigstens einen Kamera an einem hinteren Fahrzeugglied. Insbesondere kann die wenigstens eine Kamera dadurch an unterschiedlichen hinteren Fahrzeuggliedern montiert werden und somit bei einem Wechsel eines Anhängers unkompliziert an dem neuen Anhänger montiert werden.
  • Ferner kann die wenigstens eine Kamera beim An- oder Abkuppeln des hinteren Fahrzeuggliedes bequem an der Rückwand des vorderen Fahrzeuggliedes montiert und zur Überwachung des Kuppelvorgangs genutzt werden.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf Zeichnungen beschrieben. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen in:
  • 1 ein gegliedertes Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Umgebungserfassungsvorrichtung in einer Draufsicht,
  • 2 eine mobile Schnellbefestigungsvorrichtung für zwei Kameras,
  • 3 drei unterschiedliche gegliederte Fahrzeuge mit jeweils der gleichen Umgebungserfassungsvorrichtung in einer Draufsicht, und
  • 4 zwei unterschiedliche gegliederte Fahrzeuge mit jeweils der gleichen Umgebungserfassungsvorrichtung in einer Seitenansicht.
  • Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • 1 zeigt in einer Draufsicht ein gegliedertes Fahrzeug 1 mit einem vorderen Fahrzeugglied 2 und einem hinteren Fahrzeugglied 3, wobei das vordere Fahrzeugglied 2 von dem hinteren Fahrzeugglied 3 aus gesehen zu einer Ausschwenkseite, in diesem Beispiel der linken Seite, hin ausgeschwenkt ist. Auf der anderen Seite des gegliederten Fahrzeuges 1, die im Folgenden als Totwinkelseite bezeichnet wird und in diesem Beispiel die rechte Seite ist, ergibt sich daraus neben dem hinteren Fahrzeugglied 3 ein Totwinkelbereich 4, der von einem Fahrer des gegliederten Fahrzeuges 1, der sich in einer Fahrerkabine des vorderen Fahrzeuggliedes 2 befindet, mittels an dem vorderen Fahrzeugglied 2 angebrachten Außenspiegeln nicht einsehbar ist. Ein Objekt 5 in dem Totwinkelbereich 4 ist daher von dem Fahrer in der Fahrerkabine mittels der Außenspiegel nicht sichtbar.
  • Mittels der Außenspiegel sind vom Fahrer in der Fahrerkabine nur zwei Einsehbereiche 6, 7 auf jeweils verschiedenen Seiten des gegliederten Fahrzeuges 1 einsehbar. Dabei enthält ein erster Einsehbereich 6 auf der Ausschwenkseite eine Außenfläche des hinteren Fahrzeuggliedes 3, so dass ein an das hintere Fahrzeugglied 3 angrenzender Bereich auf der Ausschwenkseite vom Fahrer vollständig einsehbar ist. Der zweite Einsehbereich 7 auf der Totwinkelseite grenzt an den Totwinkelbereich 4.
  • Eine derartige Stellung der Fahrzeugglieder 2, 3 entsteht beispielsweise bei einem Rangieren des gegliederten Fahrzeuges 1, wenn das gegliederte Fahrzeug 1 rückwärts fährt, wobei sich ein Hinterrad 8 des vorderen Fahrzeuggliedes 2 auf der Totwinkelseite auf einer Trajektorie 9 durch den Totwinkelbereich 4 bewegt.
  • Das gegliederte Fahrzeug 1 ist mit einer erfindungsgemäßen Umgebungserfassungsvorrichtung ausgestattet, welche zwei Kameras 11, 12 und eine in dem vorderen Fahrzeugglied 2 angeordnete Anzeigeeinheit 13 zur Darstellung mittels der der Kameras 11, 12 aufgenommener Bilder umfasst. In unter näher beschriebener Weise sind eine erste Kamera 11 an einer linken Seite des hinteren Fahrzeuggliedes 3 nahe dessen Vorderkante 10 und die zweite Kamera 12 an einer rechten Seite des hinteren Fahrzeuggliedes 3 nahe dessen Vorderkante 10 befestigt. Die Kameras 11, 12 sind derart ausgerichtet, dass sie einen Totwinkelbereich 4 auf der jeweiligen Seite des gegliederten Fahrzeuges 1 erfassen können.
  • Die Kameras 11, 12 können beispielsweise als Farbkameras ausgebildet sein, aber auch als Infrarotkameras. Es können auch an jeder Seite mehrere Kameras 11, 12 befestigt sein, beispielsweise jeweils eine Farb- und eine Infrarotkamera, so dass dem Fahrer bei Tag oder ausreichender Helligkeit Aufnahmen der Farbkameras und bei Nacht oder unzureichender Helligkeit Aufnahmen der Infrarotkameras angezeigt werden können. Die Kameras 11, 12 sind bevorzugt wetterfest ausgebildet.
  • Die von den Kameras 11, 12 aufgenommenen Bilder werden der Anzeigeeinheit 13 zugeführt, die vorzugsweise als ein für den Fahrer einsehbarer Bildschirm in der Fahrerkabine ausgebildet ist. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Umgebungserfassungsvorrichtung sieht vor, als Anzeigeeinheit 13 einen Bildschirm zu verwenden, der auch für andere Anwendungen nutzbar ist, beispielsweise von einem Navigationssystem. Dadurch werden vorteilhaft Bauraum und Kosten eingespart.
  • Vorzugsweise weist die Anzeigeeinheit 13 eine Bildumschaltmöglichkeit auf, mittels derer manuell oder automatisch eine der Kameras 11, 12 als diejenige auswählbar ist, deren Bilder mittels der Anzeigeeinheit 13 dargestellt werden. Dadurch kann vorteilhaft jeweils diejenige Kamera 11, 12 ausgewählt werden, auf deren Seite ein Totwinkelbereich 4 entsteht und dieser für den Fahrer auf der Anzeigeeinheit 13 dargestellt werden.
  • Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Umgebungserfassungsvorrichtung sieht eine automatische Bildumschaltung vor, welche beim Vorwärtsfahren die Kamera 11, 12 auf der Ausschwenkseite und beim Rückwärtsfahren die Kamera 11, 12 auf der Totwinkelseite des gegliederten Fahrzeuges 1 auswählt. Dadurch wird dem Fahrer beim Rückwärtsfahren, insbesondere zum Rangieren, vorteilhaft der Totwinkelbereich 4 angezeigt. Bei Kurvenfahrten, beispielsweise durch enge Straßen, wird dem Fahrer dagegen vorteilhaft ein Bild eines Kurveninneren zur Überprüfung eines Seitenabstandes angezeigt, da hier der kleinere Kurvenradius des hinteren Fahrzeuggliedes 3 gegenüber dem vorderen Fahrzeugglied 2 zu Beschädigungen beispielsweise an geparkten Fahrzeugen führen kann.
  • Dabei kann die Ausschwenkseite mittels eines geeigneten Sensors ermittelt werden, beispielsweise eines Winkelsensors an einem die Fahrzeugglieder 2, 3 verbindenden Gelenk oder an einer Kabelverbindung der Kameras 11, 12 mit einer Kabelanschlusseinheit des vorderen Fahrzeuggliedes 2.
  • 2 zeigt eine mobile Schnellbefestigungsvorrichtung 14 zur Befestigung zweier Kameras 11, 12 an einem hinteren Fahrzeugglied 3.
  • Die mobile Schnellbefestigungsvorrichtung 14 weist eine Spannstange 15 auf, die auf unterschiedliche Längen ausziehbar ist und einer Längenänderung eine rücktreibende Spannkraft entgegensetzt. An jedem Ende der Spannstange 15 ist eine Kamera 11, 12 befestigt. Ferner weist jedes Ende der Spannstange 15 eine Halteklammer 16 auf. Dabei sind beide Kameras 11, 12 bevorzugt flexibel ausrichtbar, beispielsweise mittels eines Drehgelenkes, über das sie an der Spannstange 15 befestigt sind. Dadurch kann die Ausrichtung der Kameras 11, 12 vorteilhaft den Abmessungen des hinteren Fahrzeuggliedes 3 und dem Ort, an dem sie jeweils an ihm befestigt sind, angepasst werden.
  • Die Halteklammern 16 stehen senkrecht von der Spannstange 15 ab und weisen an ihrem Ende jeweils eine Haltenase 17 auf, die zu der Mitte der Spannstange 15 gerichtet ist.
  • Ferner weist die mobile Schnellbefestigungsvorrichtung 14 eine Kabelaufwickeleinheit 18 auf, mittels derer ein Verbindungskabel zur Verbindung der Kameras 11, 12 mit einer nicht dargestellten Kabelanschlusseinheit des vorderen Fahrzeuggliedes 2 aufwickelbar ist.
  • Alternativ weist die Schnellbefestigungsvorrichtung 14 eine Sendeeinheit zur Übertragung von den Kameras 11, 12 aufgenommener Bilder mittels elektromagnetischer Wellen, beispielsweise Funkwellen, an eine korrespondierende Empfangseinheit im vorderen Fahrzeugglied 2 auf. Dazu ist die Sendeeinheit bevorzugt über Zwischenstecker mit einer Stromversorgung eines hinteren Fahrzeuggliedes 3 verbindbar.
  • Durch die Spannstange 15 und die Halteklammern 16 ist die Schnellbefestigungsvorrichtung 14 an ein hinteres Fahrzeugglied 3 montierbar, indem die Spannstange soweit ausgezogen wird, dass eine Halteklammer 16 an der rechten Außenseite und die andere Halteklammer 16 an der linken Außenseite eines hinteren Fahrzeuggliedes 3 jeweils nahe dessen Vorderkante 10 anliegen, wobei die Spannstange 15 an der Vorderkante 10 oder an einem Dach des hinteren Fahrzeuggliedes 3 anliegt. Die rücktreibende Spannkraft der Spannstange 15 klemmt die Schnellbefestigungsvorrichtung 14 an dem hinteren Fahrzeugglied 3 fest.
  • Die Spannstange 15 kann ferner magnetisch ausgeführt oder mit einem oder mehreren Magneten versehen sein, um die Haftung an metallischen Flächen der Vorderkante 10 oder des Daches hinterer Fahrzeugglieder 3 vorteilhaft zu erhöhen.
  • Durch die Ausziehbarkeit der Spannstange 15 der mobilen Schnellbefestigungsvorrichtung 14 können die Kameras 11, 12 vorteilhaft an unterschiedlichen hinteren Fahrzeuggliedern 3 befestigt und leicht montiert und demontiert werden. Dadurch können sie insbesondere bei einem Wechsel des hinteren Fahrzeuggliedes 3 leicht von einem ersten hinteren Fahrzeugglied 3 abmontiert und an ein zweites hinteres Fahrzeugglied 3 montiert werden.
  • 3 zeigt drei unterschiedliche gegliederte Fahrzeuge 1 mit jeweils der gleichen Umgebungserfassungsvorrichtung in einer Draufsicht. Dabei handelt es sich um ein Personenkraftwagen 2.1 mit Wohnwagen 3.1, einen Lastkraftwagen 2.2 mit Anhänger 3.2 und eine Zugmaschine 2.3 mit einem Sattelauflieger 3.3. An dem Wohnwagen 3.1, dem Anhänger 3.2 und dem Sattelauflieger 3.3 sind wie oben anhand von 2 beschrieben mittels jeweils der gleichen mobilen Schnellbefestigungsvorrichtung 14 Kameras 11, 12 befestigt.
  • 4 zeigt zwei unterschiedliche gegliederte Fahrzeuge 1 mit jeweils der gleichen Umgebungserfassungsvorrichtung in einer Seitenansicht. Dabei handelt es sich um einen Lastkraftwagen 2.2 mit Anhänger 3.2 und eine Zugmaschine 2.3 mit einem Sattelauflieger 3.3. An dem Anhänger 3.2 und dem Sattelauflieger 3.3 sind wie oben anhand von 2 beschrieben mittels jeweils der gleichen mobilen Schnellbefestigungsvorrichtung 14 Kameras 11, 12 befestigt.
  • Die Kameras 11, 12 sind dabei jeweils in einer Höhe von etwa einem Meter unterhalb einer Oberkante 19 des Anhängers 3.2 bzw. Sattelaufliegers 3.3 befestigt. Dadurch werden vorteilhaft einerseits der Zugang zu den Kameras 11, 12 und damit deren Montage und Demontage erleichtert, andererseits werden die Kameras 11, 12 vor Beschädigungen beispielsweise durch Äste von Bäumen geschützt.
  • Die Kameras 11, 12 sind so ausgerichtet, dass sie jeweils Umgebungsbereiche 20 zu beiden Seiten des Sattelaufliegers 3.3 bzw. Umgebungsbereiche 21 zu beiden Seiten des Anhängers 3.2 erfassen. Diese Umgebungsbereiche 20, 21 umfassen dabei jeweils Fahrbahnbereiche rechts und links neben dem Sattelauflieger 3.3 bzw. neben dem Anhänger 3.2 und darüber liegende Raumbereiche, deren Höhe von den Positionen der Kameras 11, 12 zu dem hinteren Ende des Sattelaufliegers 3.3 bzw. des Anhängers 3.2 hin abnimmt.
  • Die erfindungsgemäße Umgebungserfassungsvorrichtung ermöglicht neben einer Überwachung von Bereichen seitlich eines hinteren Fahrzeuggliedes 3 weitere Anwendungen und Erweiterungen.
  • Beispielsweise kann mit einer geeigneten Bildauswertungseinheit ein bekannter Gegenstand im Bilderfassungsbereich der Kameras 11, 12, z. B. ein Rad des gegliederten Fahrzeuges 1 mit bekanntem Durchmesser, als Maßstab für Abstandsmessungen seitlich des gegliederten Fahrzeuges 1 verwendet werden. Damit kann die Einhaltung eines Sicherheitsabstandes zwischen dem gegliederten Fahrzeug 1 und seitlichen Hindernissen überwacht werden.
  • Eine weitere Anwendung ist die Überwachung eines Kuppelvorganges mittels der Kameras 11, 12. Dazu werden die Kameras 11, 12 während des Kuppelvorganges mittels der Schnellbefestigungsvorrichtung 14 am vorderen Fahrzeugglied 2, beispielsweise an dessen Rückwand, befestigt und erst nach erfolgtem Ankuppeln des hinteren Fahrzeuggliedes 3 an diesem befestigt.
    • 1
    gegliedertes Fahrzeug
    2
    vorderes Fahrzeugglied
    2.1
    Personenkraftwagen
    2.2
    Lastkraftwagen
    2.3
    Zugmaschine
    3
    hinteres Fahrzeugglied
    3.1
    Wohnwagen
    3.2
    Anhänger
    3.3
    Sattelauflieger
    4
    Totwinkelbereich
    5
    Objekt
    6
    erster Einsehbereich
    7
    zweiter Einsehbereich
    8
    Hinterrad
    9
    Trajektorie
    10
    Vorderkante
    11
    erste Kamera
    12
    zweite Kamera
    13
    Anzeigeeinheit
    14
    mobile Schnellbefestigungsvorrichtung
    15
    Spannstange
    16
    Halteklammer
    17
    Haltenase
    18
    Kabelaufwickeleinheit
    19
    Oberkante
    20, 21
    Umgebungsbereiche
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - NL 1005126 C1 [0005]
    • - US 20080044061 A1 [0006]

Claims (6)

  1. Umgebungserfassungsvorrichtung zur Beobachtung einer Umgebung (4, 20, 21) eines gegliederten Fahrzeuges (1), umfassend wenigstens eine an einem hinteren Fahrzeugglied (3) anordbare Kamera (11, 12) und eine in einem vorderen Fahrzeugglied (2) angeordnete Anzeigeeinheit (13) zur Darstellung mittels der wenigstens einen Kamera (11, 12) aufgenommener Bilder, gekennzeichnet durch eine mobile Schnellbefestigungsvorrichtung (14) zur Befestigung der wenigstens einen Kamera (11, 12) an unterschiedlichen hinteren Fahrzeuggliedern (3).
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mobile Schnellbefestigungsvorrichtung (14) eine Spannstange (15) aufweist, die auf unterschiedliche Längen ausziehbar ist und einer Längenänderung eine rücktreibende Spannkraft entgegensetzt.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem Ende der Spannstange (15) eine Kamera (11, 12) befestigt ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Ende der Spannstange (15) eine Halteklammer (16) aufweist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Umgebungserfassungsvorrichtung wenigstens ein Verbindungskabel zur Verbindung der wenigstens einen Kamera (11, 12) mit einer Kabelanschlusseinheit des vorderen Fahrzeuggliedes (2) aufweist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Umgebungserfassungsvorrichtung eine Kabelaufwickeleinheit (18) zur Aufwicklung des wenigstens einen Verbindungskabels aufweist.
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