DE102011013766A1

DE102011013766A1 - Vorrichtung und ein Verfahren zur Erfassung von Objekten im Schwenkbereich einer Fahrzeugtür

Info

Publication number: DE102011013766A1
Application number: DE201110013766
Authority: DE
Inventors: Dr. Ing. Krüger Lars
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2011-03-12
Filing date: 2011-03-12
Publication date: 2012-01-12

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erfassung von Objekten im Schwenkbereich (S) einer Fahrzeugtür eines Fahrzeugs, wobei Mittel vorgesehen sind, mittels denen bei im Schwenkbereich (S) erfasstem Objekt ein Schwenkvorgang der Fahrzeugtür unterbrechbar ist. Erfindungsgemäß ist der Schwenkbereich (S) mittels zumindest einer schwenkbar am Fahrzeug angeordneten Bilderfassungseinheit (3) erfassbar.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erfassung von Objekten im Schwenkbereich einer Fahrzeugtür eines Fahrzeugs, wobei Mittel vorgesehen sind, mittels denen bei im Schwenkbereich erfasstem Objekt ein Schwenkvorgang der Fahrzeugtür unterbrechbar ist.
In der DE 198 29 731 A1 ist ein Kraftfahrzeug mit einer Heckklappe oder dergleichen beschrieben, wobei die Heckklappe Mittel zur Erfassung von Objekten zumindest beim Öffnungsvorgang aufweist. Darüber hinaus umfasst die Offenlegungsschrift ein Verfahren zumindest zur Steuerung des Öffnungsvorgangs. Die Mittel zur Erfassung von Objekten sind als Radar-, Infrarot- und/oder Ultraschallsensoren ausgebildet und tasten einen Bewegungsbereich der Heckklappe von deren geschlossener Stellung in die geöffnete Stellung und gegebenenfalls umgekehrt ab. Wird beim Öffnungsvorgang oder auch beim Schließvorgang ein Hindernis im Bewegungsbereich erfasst, wird entweder ein Warnsignal ausgegeben oder mittels geeigneter Mittel der weitere Schwenkvorgang abgebrochen oder gestoppt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zur Erfassung von Objekten im Schwenkbereich einer Fahrzeugtür eines Fahrzeugs anzugeben.
Die Aufgabe wird hinsichtlich der Vorrichtung durch im Anspruch 1 und hinsichtlich des Verfahrens durch die im Anspruch 5 angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bei einer Vorrichtung zur Erfassung von Objekten im Schwenkbereich einer Fahrzeugtür eines Fahrzeugs sind Mittel vorgesehen, mittels denen bei im Schwenkbereich erfasstem Objekt ein Schwenkvorgang der Fahrzeugtür unterbrechbar ist. Erfindungsgemäß ist der Schwenkbereich mittels zumindest einer am Fahrzeug schwenkbar angeordneten Bilderfassungseinheit erfassbar.
Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erfassung von Objekten im Schwenkbereich einer Fahrzeugtür ist im Vergleich zum Stand der Technik eine kostengünstigere Lösung angegeben.
Dadurch, dass der Schwenkbereich der Fahrzeugtür mittels der Bilderfassungseinheit, die vorzugsweise eine Rückfahrkamera und/oder Bestandteil einer Umgebungserfassung des Fahrzeugs ist, sind vergleichsweise kleine Objekte im Schwenkbereich erfassbar, so dass insbesondere Bagatellschäden beim Öffnen und Schließen der Fahrzeugtür vermieden sind.
Bei der Fahrzeugtür kann es sich bevorzugt um eine fernentriegelbare Heckklappe sowie manuell oder elektrisch betätigbare Seitentüren des Fahrzeugs handeln.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigt die:
1 schematisch einen Heckbereich eines Fahrzeugs mit einer Heckklappe.
In der einzigen Figur ist ein Heckbereich 1 eines teilweise gezeigten Fahrzeugs dargestellt. Das Fahrzeug verfügt über einen Kofferraum, welcher mittels einer Heckklappe 2, die im geschlossenen Zustand als erste Position P1 und mit gestrichelter Linie in einem leicht geöffneten Zustand als zweite Position P2 gezeigt ist, verschließbar ist. Die Heckklappe 2 ist schwenkbar an einer Karosserie des Fahrzeugs angeordnet, wobei die Schwenkachse Y beispielsweise mittels eines Scharniers gebildet ist, welches an einem oberen Rand der Heckklappe 2 angeordnet ist.
An der Heckklappe 2 ist eine Bilderfassungseinheit 3, die eine Rückfahrkamera und somit Teil einer Umgebungserfassung des Fahrzeugs sein kann, angeordnet. Dabei ist die Bilderfassungseinheit 3 vorzugsweise in Bezug auf die Breite der Heckklappe 2 mittig an derselben befestigt, wobei ein Abstand a zwischen der Bilderfassungseinheit 3 und einer unteren Kante 2.1 der Heckklappe 2 vorgegeben und somit bekannt ist. Da die Heckklappe 2 zum öffnen und zum Schließen um die Schwenkachse Y schwenkt und die Bilderfassungseinheit 3 an der Heckklappe 2 angeordnet ist, wird die Bilderfassungseinheit 3 entsprechend der Schwenkbewegung der Heckklappe 2 mitbewegt. Es ist besonders vorteilhaft, wenn dabei ein kleiner Abstand a zwischen der Bilderfassungseinheit 3 und einer unteren Kante 2.1 der Heckklappe 2 gewählt wird. Je weiter die Position der Bilderfassungseinheit 3 von der Schwenkposition Y entfernt ist, umso genauere Ergebnisse lassen sich bei der räumlichen Rekonstruktion der Fahrzeugumgebung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielen, da die Bilderfassungseinheit 3 somit einen längeren Weg zurücklegt.
Zum automatischen Öffnen und gegebenenfalls zum automatischen Schließen der Heckklappe 2 ist im nicht näher dargestellten Fahrzeuginnenraum ein Betätigungselement angeordnet, mittels welchem es möglich ist, den automatischen Öffnungsvorgang und den automatischen Schließvorgang der Heckklappe 2 einzuleiten.
Zusätzlich oder alternativ ist am Fahrzeugschlüssel ein Bedienelement zum Fernentriegeln und zum automatischen Öffnen und Schließen der Heckklappe 2 angeordnet.
Um zu vermeiden, dass die Heckklappe 2 sowohl beim Öffnungsvorgang als auch beim Schließvorgang mit Objekten, die sich im Schwenkbereich S der Heckklappe 2 befinden, kollidiert und dadurch zumindest Schäden an der Heckklappe 2 entstehen können, wird vorgeschlagen, sich im Schwenkbereich S der Heckklappe 2 befindende Objekte mittels der Bilderfassungseinheit 3 optisch zu erfassen und den Öffnungsvorgang oder den Schließvorgang zu unterbrechen, sofern ein Objekt im Schwenkbereich S erfasst wird, wobei mit Objekt beispielsweise eine Person oder ein Fahrzeug gemeint ist.
Zur Erfassung eines Objektes im Schwenkbereich S der Heckklappe 2 ist vorgesehen, dass bei Betätigen des im Fahrzeuginnenraum angeordneten Betätigungselementes oder durch Betätigen des an dem Fahrzeugschlüssel angeordneten Bedienelementes, um die Heckklappe 2 zu öffnen, ein erstes Bild einer Umgebung der Heckklappe 2 mittels der Bilderfassungseinheit 3 aufgenommen wird.
Bei Aufnahme des ersten Bildes ist die Heckklappe 2 geschlossen, wobei sich die Heckklappe 2 in der dargestellten ersten Position P1 befindet.
Das Betätigungselement oder das Bedienelement wurde betätigt, so dass die Heckklappe 2 entriegelt ist und mit der unteren Kante 2.1 von der Fahrzeugkarosserie weggeschwenkt ist und eine leichte Offenstellung als zweite Position P2 einnimmt.
In der zweiten Position P2 weist die Heckklappe 2 einen vorgegebenen Abstand zu dem Heckbereich 1, also zu der Fahrzeugkarosserie auf.
Befindet sich die Heckklappe 2 in der zweiten Position P2, wird mittels der Bilderfassungseinheit 3 ein zweites Bild von der Umgebung der Heckklappe 2 aufgenommen.
Die Bilderfassungseinheit 3 ist mit einer nicht näher dargestellten Auswerteeinheit gekoppelt, die vorzugsweise auch in die Bilderfassungseinheit 3 integriert sein kann.
Mittels des ersten und des zweiten Bildes wird ein Stereobild erzeugt, so dass die Umgebung der Heckklappe 2 als räumliches Bild rekonstruierbar ist. Befindet sich in der Umgebung der Heckklappe 2 ein Objekt, so wird mittels bekannter spektroskopischer Verfahren ein Abstand zu dem Objekt ermittelt, was üblicherweise als Tiefeninformation bezeichnet wird, so dass ermittelbar ist, ob sich das Objekt im Schwenkbereich S der Heckklappe 2 befindet.
Befindet sich das Objekt im Schwenkbereich S, wird mittels einer geeigneten, beispielsweise am Bewegungsmechanismus der Heckklappe 2 angeordneten Stoppvorrichtung der Öffnungsvorgang der Heckklappe 2 unterbrochen, so dass die Heckklappe 2 in dieser Stellung gehalten ist und vermieden wird, dass die Heckklappe 2 mit dem Objekt kollidiert.
Zusätzlich kann vorgesehen sein, einen nicht näher gezeigten Winkelsensor an der Heckklappe 2 anzuordnen, um eine Winkelstellung, d. h. einen Öffnungswinkel der Heckklappe 2 zu bestimmen. Dadurch ist es möglich, die Heckklappe 2 so weit zu öffnen, wie es möglich ist, ohne dass die Heckklappe 2 mit dem Objekt im Schwenkbereich S kollidiert. D. h., der Winkelsensor ist bevorzugt Schritt haltend und regelnd ausgeführt.
Alternativ dazu ist der Winkelsensor so angeordnet, dass dieser sowohl mit der Heckklappe 2 als auch mit der Fahrzeugkarosserie gekoppelt ist, um den Öffnungswinkel der Heckklappe 2 zu erfassen.
Möglich ist auch, anstelle eines Winkelsensors einen Inkrementalgeber zu verwenden.
In einer weiteren Ausführungsform wird der Öffnungswinkel mittels der Bilderfassungseinheit 3 selbst ermittelt, in dem ein Bezugspunkt als Merkmal, welches sich vorzugsweise am Fahrzeug befindet, gewählt wird. Das erste Bild wird vor dem Entriegeln der Heckklappe 2 aufgenommen, wobei nach dem Entriegeln im Verlauf des Öffnungsvorganges zumindest ein oder mehrere Bilder aufgenommen werden.
Mittels der Auswerteeinheit werden die Bilder ausgewertet und dadurch im jeweiligen Bild ermittelt, in welcher Position sich der Bezugspunkt im Bild befindet.
In einer weiteren Ausführungsform wird ein Objekt, welches sich im Schwenkbereich S der Heckklappe 2 befindet, mittels eines vorgegebenen Lichtmusters erfasst. Ein Abstand einer Grenze des Lichtmusters zum Fahrzeug, d. h. zum Heckbereich 1 entspricht dabei dem Radius des Schwenkbereiches S der Heckklappe 2.
Wird durch Bildauswertung ein Objekt im Bereich des Lichtmusters erfasst, wird der Öffnungsvorgang der Heckklappe 2 gestoppt.
Wird ein, beispielsweise mittels einer Fahrzeugbeleuchtung, erzeugtes Lichtmuster projiziert, dessen Ausdehnung nicht dem Schwenkbereich S der Heckklappe 2 entspricht, so wird mit einem Merkmal innerhalb der Lichtverteilung, dessen Abstand zum Heckbereich 1 bekannt ist, und mit dem erfassten Objekt in der Umgebung des Fahrzeugs eine Triangulation durchgeführt, um den Abstand des erfassten Objektes zum Heckbereich 1 zu bestimmen, um dadurch zu ermitteln, ob sich das erfasste Objekt im Schwenkbereich S der Heckklappe 2 befindet.
Weiterhin ist vorgesehen, dass auch ein nicht näher dargestellter Schwenkbereich einer Seitentür des Fahrzeugs, unabhängig davon, ob diese automatisch geöffnet und geschlossen werden kann, mittels einer weiteren Bilderfassungseinheit überwacht wird. Dabei ist die weitere Bilderfassungseinheit an der Seitentür selbst oder an einem an der Seitentür befestigten Spiegel angeordnet, so dass die weitere Bilderfassungseinheit mit der Seitentür geschwenkt wird, um zumindest zwei Bilder von der Umgebung der Seitentür aufzunehmen und somit Objekte im Schwenkbereich zu erfassen.
Ist der Spiegel elektrisch anklappbar, ist es nicht erforderlich, dass dieser an der Seitentür selbst angeordnet ist, da der Spiegel automatisch anklappbar und ausklappar ist, wodurch eine erforderliche Schwenkbewegung zur Aufnahme von Bildern in Bezug auf die Umgebung der Seitentür ausgeführt wird.
Bevorzugt sind in der Auswerteeinheit Vorlagen und/oder Merkmale hinterlegt, so dass zumindest das im Schwenkbereich S der Heckklappe 2 oder der Seitentür erfasste Objekt identifizierbar ist. Wird ein Objekt erfasst, so wird mittels der Vorlagen, welche Bilder hinsichtlich zu identifizierender Objekte sind, ein Abgleich durchgeführt, so dass z. B. ermittelbar ist, ob es sich bei dem erfassten Objekt um eine Person oder ein Fahrzeug handelt. Besonders bevorzugt ist auch eine Objektbewegung, sofern es sich um ein Fahrzeug oder eine Person als erfasstes Objekt handelt, ermittelbar.
Alternativ oder zusätzlich werden zur Identifizierung des Objektes in der Auswerteeinheit hinterlegte Merkmale mit Merkmalen hinsichtlich des erfassten Objektes in den Bildern verglichen, was üblicherweise als Objektklassifikation bezeichnet wird.
Dadurch, dass der Schwenkbereich S der Heckklappe 2 und/oder der Seitentür des Fahrzeugs mittels Bilderfassungseinheiten 3 überwacht wird und der Öffnungsvorgang oder der Schließvorgang abgebrochen wird, sofern ein Objekt im Schwenkbereich S erfasst wird, sind Schäden an der Heckklappe 2 oder der Seitentür sowie Verletzungen von Personen durch den Schwenkvorgang der Heckklappe 2 oder der Seitentür weitgehend ausschließbar.
Zudem ist es möglich, die als Rückfahrkamera ausgeführte Bilderfassungseinheit 3 einerseits zur Unterstützung eines Fahrers beim Rückwärtsfahren und zur Überwachung des Schwenkbereiches S der Heckklappe 2 zu verwenden, so dass keine zusätzlichen Erfassungseinheiten angeordnet werden müssen.
Bezugszeichenliste

1: Heckbereich
2: Heckklappe
2.1: unterer Kante
3: Bilderfassungseinheit
P1: erste Position
P2: zweite Position
S: Schwenkbereich
Y: Schwenkachse
a: Abstand

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 19829731 A1 [0002]

Claims

Vorrichtung zur Erfassung von Objekten im Schwenkbereich (S) einer Fahrzeugtür eines Fahrzeugs, wobei Mittel vorgesehen sind, mittels denen bei im Schwenkbereich (S) erfasstem Objekt ein Schwenkvorgang der Fahrzeugtür unterbrechbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Fahrzeug zumindest eine Bilderfassungseinheit (3) schwenkbar angeordnet ist, mittels welcher zumindest der Schwenkbereich (S) der Fahrzeugtür erfassbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Bilderfassungseinheit (3) eine Kamera ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Bilderfassungseinheit (3) eine Rückfahrkamera des Fahrzeugs ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugtür eine Heckklappe (2) oder eine Seitentür des Fahrzeugs ist.
Verfahren zur Erfassung von Objekten im Schwenkbereich (S) einer Fahrzeugtür eines Fahrzeugs, wobei Mittel vorgesehen sind, mittels denen bei im Schwenkbereich (S) erfasstem Objekt ein Schwenkvorgang der Fahrzeugtür unterbrochen wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein sich im Schwenkbereich (S) der Fahrzeugtür befindendes Objekt mittels zumindest einer Bilderfassungseinheit (3) erfasst wird, wobei mittels einer räumlichen Rekonstruktion einer Umgebung der Fahrzeugtür anhand von mindestens zwei aufgenommenen Bildern ein sich im Schwenkbereich (S) befindendes Objekt erfasst wird, wobei ein erstes Bild in einer vorgebbaren ersten Position (P1) und ein zweites Bild in einer vorgebbaren zweiten Position (P2) der Fahrzeugtür aufgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Position der Fahrzeugtür mittels eines Winkelsensors erfasst wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein sich im Schwenkbereich (S) der Fahrzeugtür befindendes Objekt mittels eines von einem Leuchtmittel projizierten Lichtmusters erfasst wird.