DE102008040467A1

DE102008040467A1 - Verfahren zur Verbesserung der Sicht eines Fahrzeugführers in einem Fahrzeug und Anordnung dazu

Info

Publication number: DE102008040467A1
Application number: DE102008040467A
Authority: DE
Inventors: Stefan Rychlak
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-07-16
Filing date: 2008-07-16
Publication date: 2010-01-21
Also published as: WO2010006833A1

Abstract

Vorgeschlagen werden ein Verfahren zur Verbesserung der Sicht eines Fahrzeugführers in einem Fahrzeug, wobei eine Fahrzeugumgebung mit einem Umfeldsensor erfasst wird und mit Bilderzeugungsmitteln aus den Signalen des Umfeldsensors ein Bild erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Umfeldsensor und/oder die Bilderzeugungsmittel in Abhängigkeit von Ausgangssignalen eines Ortungs- und/oder Navigationssystems gesteuert wird oder werden sowie eine Anordnung zur Verbesserung der Sicht eines Fahrzeugführers mit einem Umfeldsensor zur Erfassung einer Fahrzeugumgebung und Mitteln zur Erzeugung eines Bildes der Fahrzeugumgebung aus den Signalen des Umfeldsensors, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung zur Steuerung des Umfeldsensors und/oder der Bilderzeugungsmittel mit einem Ortungs- und/oder Navigationssystem wirkverbunden ist. Die Erfindung bildet den Stand der Technik vorteilhaft weiter.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht von einem Verfahren und einer Anordnung nach der Gattung der unabhängigen Patentansprüche aus.
Aus beispielsweise DE 40 32 927 C2 ist eine Vorrichtung zur Verbesserung der Sichtverhältnisse in einem Kraftfahrzeug bekannt. Diese Vorrichtung weist eine in Augennähe eines Fahrzeugführers angeordnete Infrarot-Licht-empfindliche Kamera auf, die von den Fahrzeugscheinwerfern im infraroten Bereich abgestrahltes und der Umgebung reflektiertes Licht und damit ein Infrarot-Bild der Umgebung aufnimmt. Das von der Infrarotkamera aufgenommene Bild kann in die Windschutzscheibe des Fahrzeugs eingespiegelt (Head-Up-Display) und somit dem vom Fahrzeugführer durch die Windschutzscheibe wahrgenommenen Bild der Umwelt überlagert werden, so dass sich aus der Überlagerung der Bilder für den Fahrzeugführer eine verbesserte Sicht auf die Fahrzeugumgebung ergibt. Diese Vorrichtung ist auch als Night-Vison-System bekannt.
Bei der Vorrichtung der DE 40 32 927 C2 verfügt die Infrarotkamera über einen starren Blickwinkel, der dem Blickwinkel des Fahrzeugführers durch die Windschutzscheibe angepasst ist.
Ein ähnlich arbeitendes Warnsystem für ein Fahrzeug ist aus EP 1 565 347 B1 bekannt. Auch hier wird eine Fahrzeugumgebung mit Umfeldsensoren erfasst und die Sensorsignale auf potenzielle Hindernisse auf der Fahrbahn hin analysiert. In Abhängigkeit des Analyseergebnisses wird gegebenenfalls ein Warnsignal erzeugt, welches in Form eines Warnsymbols dem Fahrzeugführer, insbesondere über ein Head-Up-Display, also als Einspieglung in die Windschutzscheibe, angezeigt wird.
Aus der DE 102 54 806 A1 ist eine Anordnung zur Verarbeitung von Informationen von wenigstens zwei Informationsquellen, darunter Radar, LIDAR oder Videokamera, sowie eines Ortungs- und/oder Navigationssystems bekannt. Die Verarbeitung der Informationen mindestens zweier Informationsquellen wird hier zur Verbesserung der Genauigkeit der erfassten Informationen, insbesondere über einen Straßenverlauf oder Ausbauzustand der Straße und dergleichen, verwendet um in Abhängigkeit der erfassten Informationen die Scheinwerfereinstellung eines Fahrzeugs zu steuern. Aus der DE 102 54 806 A1 ist es weiter bekannt, die aus den Signalen der mindestens zwei Informationsquellen fusionierten Informationen auf eine der Informationsquellen rückzukoppeln, so dass die von dieser Informationsquelle gelieferten Informationen weiter verbessert werden können.
Vorteile der Erfindung
Die Erfindung mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs bildet den vorgenannten Stand der Technik vorteilhaft weiter.
Dies wird dadurch erreicht, dass bei einem an sich bekannten System zur Verbesserung der Sicht eines Fahrzeugführers, auch bekannt als Night-Vision-System, mindestens ein Umfeldsensor zur Erfassung einer Fahrzeugumgebung und/oder die Erzeugung von Bildern aus den Signalen des mindestens einen Umfeldsensors in Abhängigkeit von Signalen eines Ortungs- und/oder Navigationssystems beeinflusst bzw. gesteuert werden.
Vorteilhaft wird beispielsweise ein Erfassungsbereich eines Umfeldsensors in Abhängigkeit eines mit dem Ortungs- und/oder Navigationssystem bestimmten Fahrzeugstandorts eingestellt. Der Erfassungsbereich kann insbesondere der Blickwinkel einer Kamera, etwa einer an sich bekannten CCD-Video-Kamera oder einer Infrarotkamera, daneben aber auch etwa eines Radar-, LIDAR- oder sonstigen Umfeldsensors sein. Vorteilhaft kann der Blickwinkel beispielsweise bei einem Standort außerorts anders als innerorts, bei Fahrt auf einer Autobahn anders als auf einer Ortsdurchfahrt, in bebauten Gebieten anders als in unbebauter Umgebung etc. gewählt werden. Insbesondere kann beispielsweise der Blickwinkel des Umfeldsensors in einer wildtierreichen Umgebung weiter als in beispielsweise stadtischer Umgebung gewählt werden, um beispielsweise auch am oder jenseits des Straßenrandes befindliche Wildtiere zu erfassen. Weiterhin kann beispielsweise der Erfassungbereich bei einer Autobahnfahrt in Fahrrichtung räumlich weiter ausgedehnt sein, beispielsweise ähnlich einer Fernlichtcharakteristik von Fahrzeugscheinwerfern, als beispielsweise bei einer innerörtlichen Fahrt.
Vorteilhaft wird alternativ oder ergänzend auch eine Objekterkennung der Bilderzeugungsmittel in Abhängigkeit eines mit dem Ortungs- und/oder Navigationssystem bestimmten Fahrzeugstandorts eingestellt. So kann beispielsweise an einem Standort im Bereich von Wildwechsel gefährdeten Gebieten, insbesondere in Waldgebieten oder außerhalb bebauter Gebiete, die Objekterkennung auch für eine Erkennung von Wildtieren freigeschaltet werden, womit ein erheblich ansteigender Rechenaufwand der Objekterkennung gegenüber einer auf beispielsweise andere Fahrzeuge oder sonstige typische im Bereich einer Straße anzutreffende Objekte beschränkten Objekterkennung verbunden ist.
Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden nachfolgend näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren verweisen dabei auf gleiche oder gleichwirkende Elemente.
Es zeigen
1 eine Übersichtszeichnung einer Anordung zur Verbesserung der Sicht eines Fahrzeugführers in einem Fahrzeug und
2 ein Blockdiagramm der Anordung.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Nachfolgend werden ein Verfahren und eine Anordung zur Verbesserung der Sicht eines Fahrzeugführers in einem Fahrzeug anhand eines besonders bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben.
In einem Fahrzeug 10 ist ein Umfeldsensor 12, im vorliegenden Fall beispielsweise in Form eines Bildsensorsystems, angeordnet. Die Kamera 12 ist dabei vorzugsweise in der Nähe des Kopfes eines im Fahrzeug sitzenden Fahrzeugführers, beispielsweise hinter der Windschutzscheibe im Bereich des Innenspiegels, angebracht, so dass sich für die Kamera im Wesentlichen die gleiche Perspektive durch die Windschutzscheibe des Fahrzeug 10 wie für den Fahrzeugführer ergibt. Die Kamera 12 ist dabei so ausgerichtet, dass sie einen Blickwinkel 14 durch die Winschutzscheibe erfasst, welcher Blickwinkel eine Fahrzeugumgebung in Fahrrichtung des Fahrzeugs abdeckt. Bei dem Bildsensorsystem 12 handelt es sich um eine infrarotsensitive Videokamera mit einem CMOS-Bildsensor und/oder einem CCD-Bildsensor. Der Bildsensor des Bildsensorsystems 12 erfasst wenigstens nahe Infrarotstrahlung im Wellenlängenbereich zwischen 780 nm und 1000 nm.
Das Fahrzeug 10 verfügt weiterhin über zwei Scheinwerfer 16, die rechts und links im vorderen Bereich des Kraftfahrzeuges 10 in der Nähe der Stoßstange angeordnet sind, und die in einem Lichtkegel 18 der Scheinwerfer liegende Umgebung des Kraftfahrzeuges 10 in Fahrtrichtung ausleuchten. In 1 ist in einer vereinfachten Darstellung nur ein Scheinwerfer 16 eingezeichnet. Neben dem Abblendlicht 18 im sichtbaren Spektralbereich erzeugen die Scheinwerfer 16 einen zusätzlichen, vorzugsweise erweiterten, Lichtkegel 20 mit zusätzlich Fernlichtcharakter im infraroten Spektralbereich. Die Reichweite des Abblendlichts 18 beträgt etwa 40 m. Die Scheinwerfer 16 haben eine Fernlichtfunktion im sichtbaren Spektralbereich, mit denen der Fahrer, je nach Witterungsbedingungen, bis zu 200 m sieht. Die Fernlichtfunktion im sichtbaren Spektralbereich ist in diesem Ausführungsbeispiel nicht aktiviert. In dem abgestrahlten Spektrum der Halogenlampen der Scheinwerfer 16 ist ein hoher Infrarotanteil enthalten, der durch diese modifizierten Scheinwerfer 16, unsichtbar für den Menschen, mit Fernlichtcharakteristik abgestrahlt wird.
Die Sicht des Fahrzeugführers kann beispielsweise durch Dunkelheit, Nebel, starken Regenfall oder dergleichen, stark eingeschränkt sein. Dagegen wird eine bessere Wahrnehmung des infrarotempfindlichen Bildsensorsystems 12 durch die Modifikation der Frontscheinwerfer 16 mit wenigstens Abstrahlung von naher Infrarotstrahlung mit Wellenlängen zwischen 780 und 1000 nm mit Fernlichtcharakteristik 20 erreicht. Insbesondere ist die Sichtweite des Bildsensorsystems 12 infolge der Fernlichtcharakteristik der Scheinwerfer 16 im für das Bildsensorsystem 12 relevanten Infrarotbereich deutlich größer als die des Fahrzeugführers.
Die vom Bildsensorsystem 12 erfassten Informationen 13 über die Fahrzeugumgebung werden, wie in 2 angedeutet, einer Bilderzeugungseinrichtung 50 zugeführt. Die Bilderzeugungseinrichtung 50 steuert in Abhängigkeit der ihr zugeführten Informationen 13 des Umfeldsensors 12 eine Anzeigeeinrichtung 60 an, auf der ein Bild der Fahrzeugumgebung darfestellt wird. Die Anzeigeeinrichtung kann dabei insbesondere in Form eines sogenannten Head-Up-Display ausgeführt sein, bei dem Bildinhalte in die Windschutzscheibe des Fahrzeugs im Sichtfeld des Fahrzeugführers eingeblendet werden. Für den Fahrzeugführer ergibt sich somit ein Bild aus einer Überlagerung der eingeblendeten Bildinhalte mit seiner eigenen Wahrnehmung der Fahrzeugumgebung innerhalb seines Blickfeldes durch die Windschutzscheibe.
Bei dem hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Bilderzeugungseinrichtung 50 nicht auf die bloße Umsetzung der Sensorsignale 13 in Bilddaten beschränkt, sondern umfasst auch eine an sich bekannte und daher nicht im Detail beschriebene Objekterkennung. Diese kann vorzugsweise in Form von Software realisiert sein, die durch einen nicht separat dargestellten Prozessor abgearbeitet wird. Diese Objekterkennung basiert in an sich bekannter Weise auf einem Mustervergleich, also einem Abgleich der Sensorsignale mit gespeicherten Objektmustern, wie insbesondere Umrissen. Als Ergebnis der Objekterkennung kann neben einem realen aufgenommenen Bild des Objekts beispielsweise auch eine optische Zusatzinformation, wie insbesondere ein Warnsymbol ernzeugt und auf dem Head-Up- Display zur Warnung des Fahrzeugführers ausgegeben werden. Beipielsweise kann es sich dabei um ein Wildwechsel oder Fußgänger anzeigendes Symbol in Form einer Verkehrsschilddarstellung und zusätzlich beispielsweise auch um einen eine Bewegungsrichtung des erkannten Objekts anzeigende Pfeilsymbol oder dergleichen handeln.
Die erfindungsgemäße Anordnung umfasst weiterhin ein Ortungs- oder an sich bekanntes Navigationssystem 20. Dieses verfügt über ein Ortungsmodul 24, beispielsweise auf Basis eines an sich bekannten Empfängers für Signale eines Satellitenortungssystems wie GPS, GLONASS, Galileo oder dergleichen, welches eine Information 21 über den aktuellen Fahrzeugstandort, im Falle des Ortungsmoduls 20 beispielsweise in Form von geografischen Koordinaten, d. h. geografische Längen- und Breitenangabe, zur Verfügung stellt. In der bervorzugten Ausführungsform mit einem an sich bekannten Navigationssystem ist weiterhin ein Kartendatenspeicher 26 vorhanden, in dem eine digitale Straßenkarte abgelegt ist, die auch Informationen über Straßenklassen und Umgebungsinformationen, wie Bebauung, Landschaft und dergleichen enthält. Weiter ist ein Rechner 25 vorhanden, der auf Grundlage der Kartendaten eine Fahrroute von einem Start- zu einem vom Fahrzeugfüher vorgegebenen Zielort berechnet. Die berechnete Route wird zur späteren Zielführung in einem Routenspeicher 28 abgelegt. Aus der mit dem Ortungsmodul 24 gewonnenen Information über den aktuellen Standort des Fahrzeugs 10 können zusätzliche Umgebungsinformationen zum aktuellen und auch zu einem zukünftigen Standort des Fahrzeugs 10 abgeleitet werden. Umgebungsinformationen können in Abhängigkeit der Standortkoordinaten unmittelbar aus dem Kartendatenspeicher 26 entnommen werden. Dies sind beispielsweise Informationen über eine aktuell befahrene Straßen, wie Straßenklasse, also Autobahn, Landstraße, innerörtliche Straße usw, daneben Informationen über eine Bebauung in der Fahrzeugumgebung oder Informationen über die Landschaft in der Fahrzeugumgebung, etwa Felder, Wald usw. Durch Abgleich des aktuellen Fahrzeugstandorts mit der gespeicherten Route können auch zukünftige Fahrzeugstandorte prognostiziert und dazu Zusatzinformationen aus der digitalen Karte gelesen werden.
Diese Informationen und gegebenenfalls Zusatzinformationen 21 über den aktuellen Fahrzeugstandort und die Fahrzeugumgebung werden einer Steuerung 40 zugeführt.
Die Steuerung 40 hat die Aufgabe, aus den ihr zugeführten Informationen über den aktuellen oder auch einen prognostizierten, zukünftigen Standort des Fahrzeugs 10 Steuersignale 41 und/oder 42 zu erzeugen. Diese Steuersignale 41 und/oder 42 dienen dazu, den mindestens einen Umfeldsensor 12 oder alternativ oder ergänzend auch die Bilderzeugungsmittel 50 in Abhängigkeit des aktuellen Fahrzeugstandorts zu steuern. Die Möglichkeiten der Steuerung sowohl der Umfeldsensorik 12 als auch der Bilderzeugung 50 sind, unter anderem auch wegen der Vielfalt der möglichen Sensoren sehr vielfältig, so dass diese im Folgenden ohne Beschränkung der Erfindung nur beispielhaft angerissen werden sollen.
Eine Möglichkeit zur Beeinflussung des oder der Umfeldsensoren besteht beispielsweise darin, dass ein Erfassungsbereich, im Falle der Infrarotkamera 12 beispielsweise deren Blick- oder Erfassungswinkel 14 verändert wird. Während beispielsweise bei einer Autobahnfahrt im Bereich einer unkritischen Umgebung ein eng fokussierter Erfassungsbereich 14 genügt, wird beispielsweise bei einem Fahrzeugstandort in einer bewaldeten Umgebung, wo ein Risiko durch Wildwechsel über die Fahrbahn hinweg besteht, ein breiterer Blickwinkel 15 eingestellt. Auch der Ausleuchtkegel der Infrarotleuchten der Scheinwerfer 16 wird entsprechend zur Ausleuchtung des erweiterten Erfassungsbereichs 15 der Infrarotkamera erweitert 17. Somit wird auch die Fahrzeugumgebung in Fahrrichtung des Fahrzeugs 10 jenseits der Fahrspur und/oder jenseits des Fahrbahnrandes mit erfasst. Nähert sich hier ein Wildtier der Fahrbahn, kann dieses aus den Sensorsignalen 13 mittels der Bilderzeugung 50 durch Objekterkennung erkannt und ein entsprechendes Warnsignal in Form einer Einpiegelung eines symbolisch dargestellten Tieres, eines Warnschildes, eines Warnsymbols oder dergleichen mehr in die Windschutzscheibe eingeblendet und somit dem Fahrzeugführer angezeigt werden. Der erweiterte Erfassungsbereich geht allerdings mit einem höheren Aufwand an Rechenleistung der Bilderzeugung 50, so dass ein erweiterter Erfassungbereich des Umgebungssensors 12 nur für bestimmte Fahrzeugstandorte und damit einhergehende Umgebungsbedingungen wünschenswert ist. Darüber hinaus kann auch aufgrund der Art der Sensorik 12 eine Beschränkung eines erweiterten Erfassungbereichs auf bestimmte Situationen sinnvoll sein. Dies ist im Falle beispielsweise einer Laserabtastung der Fahrzeugumgebung aufgrund der damit einhergehenden Blendungsgefahr für Passanten ohne weiteres einsichtig.
Eine Möglichkeit zur Beeinflussung der Bilderzeugungseinrichtung 50 besteht beispielsweise darin, die darin implementierte Objekterkennung in Abhängigkeit des Fahrzeugstandorts und damit einhergehend der Fahrzeugumgebung auf bestimmte Objekte zu beschränken oder auf zusätzliche Objekte zu erweitern. Beispielsweise muss im Bereich von Walddurchfahrten mit Wildtieren auf oder in der Nähe der Fahrbahn gerechnet werden. Folglich wird die Objekterkennung bei einem Standort des Fahrzeugs 10 in bewaldeter Umgebung auf Wildtiererkennung ausgedehnt. Demgegenüber kann die Wildtiererkennung im innerstädtischen Bereich weitgehend oder vollständig ausgeschaltet werden. Die Beschränkung der Objekterkennung auf wenige mögliche Objekte geht mit einer erheblichen Entlastung des dafür erforderlichen Rechners einher.
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

- DE 4032927 C2 [0002, 0003]
- EP 1565347 B1 [0004]
- DE 10254806 A1 [0005, 0005]

Claims

Verfahren zur Verbesserung des Sicht eines Fahrzeugführers in einem Fahrzeug (10), wobei eine Fahrzeugumgebung mit einem Umfeldsensor (12) erfasst wird und mit Bilderzeugungsmitteln (50) aus den Signalen (13) des Umfeldsensors (12) ein Bild erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Umfeldsensor (12) und/oder die Bilderzeugungsmittel (50) in Abhängigkeit von Ausgangssignalen (21) eines Ortungs- und/oder Navigationsysstems (20) gesteuert wird oder werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Erfassungsbereich (14) des Umfeldsensors in Abhängigkeit eines mit dem Ortungs- und/oder Navigationssystem (20) bestimmten Fahrzeugstandorts eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Blickwinkel (14) des Umfeldsensors (12) bei einem Standort außerhalb geschlossener Ortschaften erweitert (15) wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Objekterkennung der Bilderzeugungsmittel (50) in Abhängigkeit eines mit dem Ortungs- und/oder Navigationssystem (20) bestimmten Fahrzeugstandorts eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Objekterkennung bei einem Standort Im Bereich von Wildwechsel gefährdeten Gebieten, insbesondere in Waldgebieten oder außerhalb bebauter Gebiete, auf die Erkennung von Wildtieren erweitert wird.
Anordnung zur Verbesserung der Sicht eines Fahrzeugführers in einem Fahrzeug (10) mit einem Umfeldsensor (12) zur Erfassung einer Fahrzeugumgebung und Mitteln (50) zur Erzeugung eines Bildes der Fahrzeugumgebung aus den Signalen (13) des Umfeldsensors (12), dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung (40) zur Steuerung des Umfeldsensors (12) und/oder der Bilderzeugungsmittel (50) mit einem Ortungs- und/oder Navigationssystem (20) wirkverbunden ist.