DE10200936B4 - Verfahren zur Steuerung einer Sichthilfevorrichtung für einen Fahrer eines Fahrzeugs - Google Patents

Verfahren zur Steuerung einer Sichthilfevorrichtung für einen Fahrer eines Fahrzeugs Download PDF

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Abstract

Verfahren zur Steuerung einer Sichthilfevorrichtung für einen Fahrer eines Fahrzeugs mit einer Fahrstreckenüberwachungskamera (1) mit einem optischen Abbildungssystem (1a), das mit einer mittleren Brennweite einen Bereich der Fahrstrecke auf mehrere elektronische Detektorelemente (2) abbildet, die durch eine Bildverarbeitungseinrichtung (3) ausgelesen werden, und einer Anzeigevorrichtung (4), auf der durch die Bildverarbeitungseinrichtung wenigstens ein erster kleiner oder ein zweiter großer Anteil der mehreren elektronischen Detektorelemente dargestellt wird, wobei die Bildverarbeitungseinrichtung in Abhängigkeit von einem externen Sensor zwischen der Darstellung des ersten kleinen und der Darstellung des zweiten großen Anteils der mehreren elektronischen Detektorelemente umschaltet, dadurch gekennzeichnet, dass der externe Sensor ein Navigationssystem (6) ist und auf einer Fahrstrecke ohne eine Abzweigung der erste kleine Anteil der mehreren elektronischen Detektorelemente dargestellt wird und bei einer Fahrstrecke mit einer Abzweigung der zweite große Anteil der mehreren elektronischen Detektorelemente dargestellt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Sichthilfevorrichtung für einen Fahrer eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
  • Sichthilfevorrichtungen in Kraftfahrzeugen mit Videokameras sind beispielsweise aus der DE 100 43 099 A1 oder der DE 198 01 884 bekannt. Zum weiteren technischen Hintergrund bezüglich der Geschwindigkeitsabhängigkeit von Anzeigen in Kraftfahrzeugen wird noch ergänzend auf die DE 43 17 831 C1 hingewiesen.
  • Heute werden zur Fernbereichsdetektion unter nächtlichen Bedingungen IR-Kamerasysteme eingesetzt, die Fahrumgebungsinformation wie Straßenverlauf, Hindernisse auf der Fahrbahn etc. dem Fahrer über ein Head-up-Display oder einen Bordmonitor anzeigen. Die IR-Technologie hat den Vorteil, dass Fahrumgebungsinformationen jenseits der Scheinwerferreichweite gewonnen werden können. Um diese Informationen dem Fahrer nutzbar zu machen, ist ein geeignetes Gesichtsfeld zu wählen, das es dem Fahrer erlaubt, auch Hindernisse bei größeren Entfernungen zu erkennen. Dies setzt ein Kameraobjektiv mit großer Brennweite, ähnlich einem Teleobjektiv in der Fotographie, voraus.
  • Kamerasysteme mit großer, fester Brennweite begünstigen die Objekterkennung im entfernteren Fahrzeugvorfeld. Prinzipiell kann diese Technologie auch zur Nahbereichsdetektion eingesetzt werden. Bei großer Brennweite ergibt sich im Nahfeld jedoch nur ein geringer Bildausschnitt, so dass fast nur Objekte auf der direkten optischen Achse gesehen werden. Weiterhin führen große Brennweiten zu einer geringen Schärfentiefe, so dass im Nahbereich das Bild unscharf abgebildet wird.
  • Heutige Kamerasysteme weisen teilweise eine sogenannte digitale Zoomfunktion auf. Dabei handelt es sich um eine elektronische Manipulation der erfassten Pixel beispielsweise einer CCD-Kamera. Durch die elektronische Manipulation wird ein Anteil des von dem CCD-Element aufgenommenen Bildes ausgewählt und auf der ganzen (LCD-) Anzeigevorrichtung dargestellt, so dass dieser Anteil des Bildes vergrößert erscheint. Somit lässt sich das optische Zoomen preisgünstig und ohne hohe mechanische Anforderungen imitieren. Der Nachteil der beeinträchtigten Bildqualität wird dadurch wenigstens teilweise wettgemacht, dass der Darstellung eine Bildverarbeitung vorgeschaltet ist, bei der Übergänge zwischen CCD- Pixeln interpoliert und insbesondere geglättet werden.
    •
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Steuerung einer Sichthilfevorrichtung für den Fahrer anzugeben, durch das es ihm ermöglicht wird, die Verkehrssituation über den unmittelbar einsehbaren Bereich vor seinem Fahrzeug hinaus zu erkennen, zu beurteilen und entsprechend zu reagieren.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Steuerung einer Sichthilfevorrichtung für einen Fahrer eines Fahrzeugs nach Anspruch 1. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist Gegenstand des Unteranspruchs.
  • Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, die digitale Zoomfunktion eines Kamerasystems zu nutzen. Durch die digitale Zoomfunktion wird manuell oder automatisch zwischen der Fernbereichsdetektion und der Nahbereichsdetektion umgeschaltet. Kriterien für eine automatische Umschaltung sind bestimmte, ausgezeichnete Situationen, wie die über ein Navigationssystem erkannte Annäherung an eine Kreuzung.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung einer Sichthilfevorrichtung für einen Fahrer eines Fahrzeugs mit einer Fahrstreckenüberwachungskamera mit einem optischen Abbildungssystem, das mit einer mittleren Brennweite einen Bereich der Fahrstrecke auf mehrere elektronische Detektorelemente abbildet, die durch eine Bildverarbeitungseinrichtung ausgelesen werden, und einer Anzeigevorrichtung, auf der durch die Bildverarbeitungseinrichtung wenigstens ein erster kleiner oder ein zweiter großer Anteil der mehreren elektronischen Detektorelemente dargestellt wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Bildverarbeitungseinrichtung in Abhängigkeit von einem externen Sensorsignal zwischen der Darstellung des ersten kleinen und der Darstellung des zweiten großen Anteils der mehreren elektronischen Detektorelemente umschaltet.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird ein externes Sensorsignal von einem Navigationssystem erzeugt, so dass auf einer Fahrstrecke ohne eine Abzweigung der erste kleine Anteil der mehreren elektronischen Detektorelemente dargestellt wird und bei einer Fahrstrecke mit einer Abzweigung der zweite große Anteil der mehreren elektronischen Detektorelemente dargestellt wird.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die optische Information der mehreren elektronischen Detektorelemente nach wenigstens einem vorgegebenen Muster abgesucht und der erste kleine Anteil der mehreren elektronischen Detektorelemente dargestellt, wenn keine Übereinstimmung erkannt wird, und der zweite große Anteil der mehreren elektronischen Detektorelemente dargestellt, wenn das wenigstens eine vorgegebene Muster erkannt wird.
  • Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass keine mechanisch beweglichen Elemente benötigt werden, so dass keine aufwendige Justage erforderlich ist. Außerdem wird durch die Erfindung gewährleistet, dass Systemparameter ohne Schwierigkeit verändert und insbesondere aktualisiert werden können.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen, bei der Bezug genommen wird auf die beigefügte Zeichnung.
    •
  • 1 zeigt als Blockschaltbild die wesentlichen Elemente einer Ausführungsform der Sichthilfevorrichtung für einen Fahrer eines Fahrzeugs mit der das erfindungsgemäße Verfahren umgesetzt werden kann.
  • In 1 ist ein Kamerasystem eines Fahrzeugs gezeigt, mit dem dem Fahrer eine Sichthilfe zur Seite gestellt wird. Dieses Kamerasystem umfasst eine Fahrstreckenüberwachungskamera 1 mit einem optischen Abbildungssystem 1a. Das Abbildungssystem weist eine mittlere Brennweite auf, so dass es optimal einen Bereich der Fahrstrecke abbildet, der etwa 50 bis 75m vor dem Fahrzeug liegt. Das bedeutet, dass auch noch größere Bereiche vor und hinter dieser Marke gut abgebildet werden.
  • Die Abbildung durch das Abbildungssystem 1a wird auf einer hinteren Ebene in der Kamera 1 von mehreren elektronischen Detektorelementen 2 aufgefangen, die die Lichtinformation in elektrische Information wandeln. In 1 sind fünf elektronische Detektorelemente 2 gezeigt, die zentralsymmetrisch angeordnet sind. Die elektronischen Detektorelemente 2 werden durch eine Bildverarbeitungseinrichtung 3 ausgelesen. Durch die Bildverarbeitungseinrichtung 3 wird die Information aus den Detektorelementen 2 aufbereitet, so dass sie auf einer Anzeigevorrichtung 4 für den Fahrer dargestellt werden kann. Die Anzeigevorrichtung 4 umfasst dabei beispielsweise ein Head-up-Display oder einen Monitor.
  • Wie oben beschrieben sind heutige Kameras teilweise bereits mit einer Funktion ausgestattet, die es ermöglicht, dass durch die Bildverarbeitungseinrichtung 3 wenigstens ein erster kleiner oder ein zweiter großer Anteil der mehreren elektronischen Detektorelemente 2 zur Darstellung ausgewählt wird. Mit anderen Worten, je nach Auswahl durch die Bildverarbeitungseinrichtung 3 werden alle der in 1 gezeigten fünf Detektorelemente 2 dargestellt oder nur die inneren drei der in 1 gezeigten fünf Detektorelemente 2.
  • Der optische Bereich ist in 1 jeweils durch einen Strahlkegel 7 bzw. 8 angedeutet, der dem Erfassungsbereich der Kamera 1 entspricht. Dabei entspricht der Strahlkegel 7 der Auslesung aller fünf Detektorelemente 2 durch die Bildverarbeitungseinrichtung 3, und der Strahlkegel 8 entspricht der Auslesung lediglich der inneren Detektorelemente 2 durch die Bildverarbeitungseinrichtung 3. Während somit durch den Strahlkegel 7 ein Ebenenabschnitt 9 erfasst wird, der sich relativ nahe vor der Kamera 1 befindet, wird durch den Strahlkegel 8 ein Ebenenabschnitt 10 erfasst, der sich weiter entfernt von der Kamera 1 befindet. So lässt sich je nach Einstellung der Kamera 1 ein Nahbereich oder ein Fernbereich überwachen. Das Gesichtsfeld der Kamera 1 ändert sich dabei zwischen den beiden Auslesemodi z.B. von 24° auf 12°.
  • Erfindungsgemäß schaltet die Bildverarbeitungseinrichtung 3 zwischen der Erfassung des Nahbereichs und der Erfassung eines Fernbereichs um, wenn sich das Eingangssignal von einem externen Sensor entsprechend ändert.
  • Insbesondere bei der Einfahrt in einen Kreuzungsbereich kann als externer Sensor ein Navigationssystem 6 genutzt werden. Mit dem Navigationssystem 6 lässt sich erkennen, dass sich das Fahrzeug einem Kreuzungsbereich mit mehreren Abzweigungen nähert. Bei einer solchen Annäherung an eine Abzweigung ist für den Fahrer interessant, zu erkennen, ob sich ein anderes Fahrzeug seitlich nähert. Daher wird der größere Anteil der elektronischen Detektorelemente 2 dargestellt. Befindet sich das Fahrzeug dagegen auf einer Landstraße ohne Kreuzungen, wird entsprechend ein kleinerer Anteil der elektronischen Detektorelemente 2 dargestellt.
  • Somit passt sich das Gesichtfeld der Kamera 1 der Fahr- und damit auch der Detektionsaufgabe an. Bei dem größeren Gesichtfeld der Nahbereichsdetektion werden Objekte bei kurzen Abständen in hinreichender Größe und Detaillierung abgebildet. Bei der Annäherung an eine Kreuzung oder Einfahrt ermöglicht das größere Blickfeld dagegen einen größeren Überwachungsbereich links und rechts vor dem Fahrzeug.
  • Die Erfindung ist nicht auf den sichtbaren Bereich beschränkt. So kann die Kamera 1 beispielsweise für den Infrarotbereich ausgelegt sein, um den Fahrer besonders nachts zu unterstützen. Damit leistet die Erfindung einen Beitrag zur Erhöhung der Sicherheit beim Führen eines Fahrzeugs.
  • Darüber hinaus wird bei einer (nicht dargestellten) weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine Bilderkennung zur Beurteilung der Verkehrssituation eingesetzt. Bei dieser Bilderkennung wird die optische Information der mehreren elektronischen Detektorelemente 2 nach wenigstens einem vorgegebenen Muster abgesucht. Dieses Muster ist beispielsweise ein Baustellenhinweis, ein Hinweisschild auf eine verengte Fahrbahn oder ein anderes Warnschild. Wenn dieses Muster erkannt wird, wird der zweite große Anteil der mehreren elektronischen Detektorelemente dargestellt, d.h. der Fahrer bekommt eine größtmögliche Darstellung der Umgebung des Fahrzeugs. Wird dagegen keine Übereinstimmung erkannt, so wird der erste kleine Anteil der mehreren elektronischen Detektorelemente dargestellt, der Fahrer erhält einen Überblick über weiter entfernte Fahrbahnbereiche.
  • Die obigen Ausführungsformen können zusätzlich mit einem TMC- (Traffic Message Channel) System verknüpft werden, wobei die übermittelten Standardinformationen wie z.B. Staumeldungen in Verbindung mit dem Navigationsmodul 6 gegebenenfalls ein Umschalten der Darstellung bewirken.
    • 1
    Fahrstreckenüberwachungskamera
    1a
    Optik mit fester Brennweite
    2
    elektronisches Detektorelement
    3
    Bildverarbeitungseinrichtung
    4
    Anzeigevorrichtung
    5
    Geschwindigkeitssensor
    6
    Navigationssystem
    7
    erster Erfassungskegel
    8
    zweiter Erfassungskegel
    9
    Nahebene
    10
    Fernebene

Claims (2)

  1. Verfahren zur Steuerung einer Sichthilfevorrichtung für einen Fahrer eines Fahrzeugs mit einer Fahrstreckenüberwachungskamera (1) mit einem optischen Abbildungssystem (1a), das mit einer mittleren Brennweite einen Bereich der Fahrstrecke auf mehrere elektronische Detektorelemente (2) abbildet, die durch eine Bildverarbeitungseinrichtung (3) ausgelesen werden, und einer Anzeigevorrichtung (4), auf der durch die Bildverarbeitungseinrichtung wenigstens ein erster kleiner oder ein zweiter großer Anteil der mehreren elektronischen Detektorelemente dargestellt wird, wobei die Bildverarbeitungseinrichtung in Abhängigkeit von einem externen Sensor zwischen der Darstellung des ersten kleinen und der Darstellung des zweiten großen Anteils der mehreren elektronischen Detektorelemente umschaltet, dadurch gekennzeichnet, dass der externe Sensor ein Navigationssystem (6) ist und auf einer Fahrstrecke ohne eine Abzweigung der erste kleine Anteil der mehreren elektronischen Detektorelemente dargestellt wird und bei einer Fahrstrecke mit einer Abzweigung der zweite große Anteil der mehreren elektronischen Detektorelemente dargestellt wird.
  2. Verfahren zur Steuerung einer Sichthilfevorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet dass die optische Information der mehreren elektronischen Detektorelemente (2) nach wenigstens einem vorgegebenen Muster abgesucht wird und der erste kleine Anteil der mehreren elektronischen Detektorelemente dargestellt wird, wenn keine Übereinstimmung erkannt wird, und der zweite große Anteil der mehreren elektronischen Detektorelemente dargestellt wird, wenn das wenigstens eine vorgegebene Muster erkannt wird.
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