DE102011084589A1 - Vorrichtung zur Assistenz des Fahrers eines Fahrzeuges bei nächtlicher Rückwärtsfahrt - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Unterstützen eines Fahrers eines Kraftfahrzeuges, umfassend mindestens eine Leuchtvorrichtung, die den rückwärtigen Bereich des Fahrzeugs in Abhängigkeit des Lenkwinkels adaptiv ausleuchtet.
Description
- Stand der Technik
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die den Fahrer eines Kraftfahrzeuges beim Rückwärtsfahren oder Rangieren bei Dunkelheit unterstützen soll, indem sie ihm hilft, Hindernisse in der rückwärtigen Umgebung des Fahrzeuges zu erkennen.
- Gerade bei Dunkelheit kann es bei einem rückwärtigen Rangieren, z.B. zum Ein- und Ausparken, zu Problemen für den Fahrer kommen, da weder die Begrenzungen des eigenen Fahrzeuges noch die Umgebung gut sichtbar sind. Besonders kritisch ist dies, wenn sich Lebewesen, z.B. kleine Kinder, hinter dem Fahrzeug aufhalten, die nicht erkannt werden können.
- Um den Problemen der verminderten Sichtbarkeit von Hindernissen und Lebewesen bei Nacht zu begegnen, werden vermehrt Nachtbildkameras eingesetzt, die zur Verbesserung der Sichtbedingungen dienen sollen. So wird in der
DE 10 2010 052 942 eine Vorrichtung beschrieben, die aus zwei Nachtbildkameras besteht, die ein Panoramabild der rückwärtigen Szenerie des Fahrzeugs aufnehmen. Um die Qualität der aufgenommenen Bilder zu verbessern, wird weiterhin vorgeschlagen aktive Nachtsichtgeräte zu verwenden, also die von den Kameras aufgenommene Szenerie zusätzlich mit Infrarotlicht zu beleuchten. - In der
DE 10 2007 053 138 A1 wird beschrieben, wie relevante Objekte aus der Umgebung mit einer erhöhten Intensität beleuchtet werden, um den Fahrer darauf aufmerksam zu machen. Das System bezieht sich insbesondere auf Anwendungen für Fahrzeuge, die mit einem Nachtsicht-Unterstützungssystem ausgestattet sind, wobei dieses System für den Fahrer unsichtbares Infrarotlicht verwendet. Die Erfassung der Umgebung kann z.B. mittels Infrarot- oder Radarsensor erfolgen. Sollte ein Objekt erkannt werden, das in der aktuellen Verkehrssituation ein Hindernis oder eine Gefahrenquelle darstellt, so wird es nach dem oben genannten Prinzip beleuchtet. - Aus der
DE 10 2004 034 532 B4 ist ein Verfahren bekannt, das Bildinformationen innerhalb eines Nachtsichtbildes kennzeichnet. Das Nachtsichtbild wird von einem fahrzeugseitigen Nachtsichtbildsystem aufgenommen und analysiert, so dass daraus relevante Bildinformationen gewonnen werden können. Diese werden anschließend hervorgehoben und priorisiert dargestellt. - Alle diese Systeme haben jedoch den Nachteil, dass sie nur in einem beschränkten Bereich arbeiten können und den Fahrer daher nur teilweise unterstützen können.
- Offenbarung der Erfindung
- Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht eine umfassende Unterstützung des Fahrers eines Kraftfahrzeuges insbesondere beim nächtlichen Rangieren, indem ihm geholfen wird, Hindernisse hinter dem Fahrzeug zu erkennen. Dazu enthält die Vorrichtung ein System zur adaptiven Beleuchtung des rückwärtigen Fahrzeugraumes, so dass je nach eingeschlagenem Lenkwinkel hauptsächlich in die Richtung geleuchtet wird, in die sich das Fahrzeug bewegt. Bevorzugt werden erfindungsgemäß drei verschiedene Systeme kombiniert. So enthält die erfindungsgemäße Vorrichtung bevorzugt mindestens einen Ultraschallsensor, der auf eine Weise am Fahrzeug angebracht ist, dass der rückwärtige Bereich des Fahrzeugs überwacht werden kann und/oder ein Nachtsichtsystem, das die Umgebung visuell erfasst. Das Nachtsichtsystem basiert auf dem Erkennen von Infrarotlicht und kann aktiv oder passiv ausgelegt sein.
- Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung. In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist das Nachtsichtsystem als passiver Infrarotsensor ausgelegt (Fern-Infrarot). Mit einem solchen Sensor ist es z.B. möglich, Informationen über Gegenstände zu erhalten, die Wärme aussenden. Da dies insbesondere Lebewesen sein können, kann ein solches Nachtsichtsystem dabei helfen, Lebewesen, insbesondere Menschen hinter dem Fahrzeug, zu erkennen. Werden die Daten dieses Nachtsichtsystems mit den Daten der vorher genannten Ultraschallsensoren kombiniert, so ist nicht nur ein reines Detektieren von Objekten hinter dem Fahrzeug möglich, sondern ein Unterscheiden, ob es sich bei diesen Objekten um Lebewesen oder sonstige Hindernisse handelt.
- Eine weitere Vorteilhafte Ausführung der Erfindung ist es, das Nachtsichtsystem als aktives System auszulegen, das die Umgebung mit infrarotem Licht beleuchtet. Dies kann bevorzugt entweder durch einen aktiven Infrarotsensor und/oder durch einen passiven Infrarotsensor in Verbindung mit der Leuchtvorrichtung geschehen. Wird die Leuchtvorrichtung verwendet, so muss diese infrarotes Licht ausstrahlen. Auf diese Weise kann dem Fahrer ein detailgetreues Bild der Umgebung bereitgestellt werden, das einer beleuchteten Umgebung sehr ähnlich ist.
- Besonders vorteilhaft ist es, wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung weiterhin derart ausgelegt ist, dass aktive Eingriffe in das Fahrverhalten vorgenommen werden können. So kann beispielsweise bei erkanntem Lebewesen hinter dem Fahrzeug ein automatischer Bremseingriff vorgenommen werden, um das Lebewesen zu schützen.
- Bevorzugt wird ein Display verwendet, auf dem entweder die Bilder des aktiven oder des passiven Nachtsichtgeräts ausgegeben werden um dem Fahrer die Umgebung zu zeigen.
- Besonders vorteilhaft ist es, wenn erkannte Hindernisse auf diesen Bildern markiert werden. Somit ist es dem Fahrer möglich, Hindernisse schnell zu erkennen und entsprechend zu reagieren.
- Ebenso vorteilhaft ist es, wenn das Display ein bereits im Fahrzeug vorhandenes Display ist (z.B. ein Kombiinstrument) oder wenn das Display auf Höhe der Heckscheibe angebracht ist. Alternativ kann das Display auch durch eine Projektion des zu zeigenden Bildes auf die Heckscheibe realisiert werden. All dies macht es dem Fahrer möglich, das Display aus der gleichen Perspektive zu betrachten, aus der er auch aus der Heckscheibe blicken würde.
- Weiterhin ist es bevorzugt, einen Lautsprecher zu verwenden, um akustische Warnungen an den Fahrer auszugeben. Dieser wird somit einfach und effektiv auf ein erkanntes relevantes Hindernis aufmerksam gemacht.
- Eine andere vorteilhafte Ausführung ist es, die relevanten Hindernisse durch gezielte Beleuchtung zu markieren. Damit wird dem Fahrer ermöglicht, sich wie bei nächtlicher Vorwärtsfahrt rückwärtig zu orientieren.
- Ausführungsformen der Erfindung
- Das erfindungsgemäße System umfasst mehrere Module, die einzeln zugeschaltet werden können, um die Gesamtfunktionalität zu ermöglichen. Dabei handelt es sich um die Folgenden:
- – Leuchten im hinteren Bereich des Fahrzeuges zum Beleuchten der rückwärtigen Umgebung mit sichtbarem Licht
- – Fern-Infrarotsensoren, die ein Bild der rückwärtigen Umgebung des Fahrzeuges aufzeichnen können
- – Nah-Infrarotleuchten, die die rückwärtige Umgebung des Fahrzeuges ausleuchten und somit ein Aufzeichnen einer aktiv beleuchteten Umgebung durch die Sensoren ermöglichen
- – Ultraschallsensoren, die den rückwärtigen Bereich des Fahrzeuges abtasten
- – Display zum Ausgeben von Umgebungsinformationen, z.B. von Infrarotbildern
- – Lautsprecher zum Ausgeben von akustischen Warnungen
- – Bremssystem zum aktiven Bremseingriff
- Durch Zusammenspiel dieser einzelnen Module kann das erfindungsgemäße System zur Unterstützung von Rückwärtsfahrten die rückwärtige Orientierung für den Fahrer deutlich vereinfachen.
- In einem Betriebsmodus leuchtet das Fahrzeug die rückwärtige Umgebung adaptiv aus, d.h. je nach Lenkeinschlag wird der Bereich beleuchtet, in den das Fahrzeug fahren wird. Dies kann erreicht werden, indem schwenkbare Scheinwerfer im Heckbereich des Fahrzeuges angeordnet werden. Alternativ können zwei Leuchten an den seitlichen Enden des Heckbereichs angebracht sein, die wahlweise ein- bzw. ausgeschaltet werden.
- Eine andere Variante ist es, die Ausleuchtung nicht an den Lenkwinkel zu koppeln, sondern mit einem System zum Erkennen von Hindernissen. Sollte ein Hindernis erkannt werden, so wird dieses Hindernis beleuchtet, um es dem Fahrer erkenntlich zu machen. Ein solches System kann z.B. durch die Ultraschallsensoren realisiert werden.
- In einem weiteren Betriebsmodus arbeiten die Ultraschallsensoren und die Fern-Infrarotsensoren zusammen, um den Fahrer vor lebenden Objekten zu warnen. Die Ultraschallsensoren können den rückwärtigen Raum überwachen und feststellen, ob sich ein Hindernis hinter dem Fahrzeug befindet. Ein solches System ist vorwiegend für den Schutz des Fahrzeuges ausgelegt, nicht jedoch für den Schutz der Hindernisse. Dies wird insbesondere wichtig, wenn es sich bei den Hindernissen um Lebewesen handelt, wie beispielsweise Kinder, die unbedacht hinter das Fahrzeug laufen. Um den Fahrer vor solchen Gefahren zu warnen, werden die Daten der Ultraschallsensoren mit denen der Fern-Infrarotsensoren kombiniert. Da Lebewesen auf Grund deren Körpertemperatur Energie im fern-infraroten Bereich aussenden, können diese mit den Fern-Infrarotsensoren erfasst werden. Somit ist es möglich festzustellen, ob ein erkanntes Hindernis ein Lebewesen oder ein bauliches Hindernis ist.
- Der Fahrer kann vor lebenden Hindernissen gewarnt werden, indem beispielsweise deren Präsenz auf dem Display markiert wird. Ebenso kann der Fahrer über den Lautsprecher akustisch gewarnt werden. Besonders effizient ist die Kombination von optischer und akustischer Warnung. Auch ist es möglich, dass das Fahrzeug bei erkanntem Lebewesen aktiv in das Fahrverhalten eingreift, z.B. indem es einen Bremseingriff vornimmt. Dies ermöglicht einen umfassenden Schutz von Lebewesen auch bei schlechter Sicht auf Grund von Dunkelheit.
- Ein anderer Betriebsmodus ist es, Nachtsichtbilder aufzuzeichnen. Dies geschieht mit Hilfe der Nah-Infrarotsensoren und gegebenenfalls mit den Infrarotleuchten: wenn ein detailliertes Bild benötigt wird, so wird die Umgebung mit infrarotem Licht beleuchtet. Da dieses Licht für Menschen nicht sichtbar ist, stellt eine solche Beleuchtung für den Fahrer keinen Unterschied in der Wahrnehmung dar. Jedoch kann die aktiv beleuchtete Umgebung mit den Nah-Infrarotsensoren aufgezeichnet werden um dem Fahrer ein detailliertes Bild auszugeben. Mit diesem Modus wird es möglich, dem Fahrer ein Bild zu zeigen, das ähnlich einer direkten Beleuchtung der Umgebung ist, die Umgebung dabei jedoch nicht sichtbar beeinflusst wird. Daher werden Störungen anderer Verkehrsteilnehmer so gering wie möglich gehalten.
- Andererseits kann auch ein passives Bild der Umgebung erfasst werden. Dieses Bild basiert hauptsächlich auf der Abstrahlung von Wärme von lebenden Objekten (Fern-Infrarot). Auf diese Weise erhält der Fahrer ein Abbild der Umgebung, das vor allem vor Lebewesen warnt.
- Um die aktiv oder passiv erhaltenen Nachtsichtbilder auszugeben, kann auf ein im Cockpit des Fahrzeuges vorhandenes Display (z.B. in einem Kombiinstrument) zurückgegriffen werden. Alternativ kann ein weiteres Display auf Höhe der Heckscheibe angebracht sein, so dass der Fahrer das aufgezeichnete Bild der Umgebung intuitiv dort sieht, wo er sonst durch die Heckscheibe blicken würde. Eine weitere Alternative ist die Darstellung oder Einblendung des aufgezeichneten Bildes der Umgebung im Rückspiegel des Fahrzeugs, da der Fahrer auch hierhin intuitiv blickt.
- Weiterhin ist es natürlich möglich, mehrere Betriebsmodi zu kombinieren. So kann beispielsweise die adaptive Beleuchtung die rückwärtige Umgebung ausleuchten während selbige durch die Ultraschall- und Infrarotsensoren auf Hindernisse abgetastet wird.
- Ebenso kann die Objekterkennung dafür verwendet werden, auf dem genannten Display die relevanten Objekte zu markieren. Dem Fahrer wird dann nicht nur ein Infrarotbild der Umgebung angezeigt, sondern er wird gleichzeitig vor relevanten Hindernissen gewarnt (z.B. durch hervorgehobene Darstellung, Umranden oder ähnliches).
- Durch das Zusammenspiel einzelner oder aller dieser Betriebsmodi entsteht ein System, das den Fahrer bei der Wahrnehmung von Hindernissen hinter seinem Fahrzeug unterstützt. Dies ist insbesondere beim Rangieren hilfreich und vereinfacht den Betrieb des Fahrzeuges.
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010052942 [0003]
- DE 102007053138 A1 [0004]
- DE 102004034532 B4 [0005]
Claims (10)
- Vorrichtung zum Unterstützen eines Fahrers eines Kraftfahrzeuges, umfassend mindestens eine Leuchtvorrichtung, die den rückwärtigen Bereich des Fahrzeugs in Abhängigkeit des Lenkwinkels adaptiv ausleuchtet.
- Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend mindestens einen Ultraschallsensor zum Detektieren von Objekten im rückwärtigen Bereich des Fahrzeuges, und/oder mindestens ein infrarotbasiertes Nachtsichtsystem zum visuellen Erfassen der rückwärtigen Umgebung des Fahrzeugs.
- Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das infrarotbasierte Nachtsichtsystem mindestens einen passiven Infrarotsensor umfasst und wobei die Vorrichtung ferner bevorzugt dazu eingerichtet ist, die Daten des mindestens einen Ultraschallsensors mit den Daten des mindestens einen passiven Infrarotsensors zu kombinieren, so dass gezielt lebendige Objekte erkannt werden können.
- Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei das infrarotbasierte Nachtsichtsystem als aktives System ausgelegt ist und eine mittels Infrarotlicht beleuchtete Umgebung erfasst, indem das Nachtsichtsystem mindestens einen aktiven Infrarotsensor umfasst und/oder mindestens einen passiven Infrarotsensor und eine Steuereinheit zur Beleuchtung des rückwärtigen Bereichs des Fahrzeugs mit Infrarotlicht über die Leuchtvorrichtung umfasst.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Vorrichtung ferner dazu eingerichtet ist, aktiv in das Fahrverhalten des Fahrzeuges einzugreifen.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Vorrichtung ferner ein Display umfasst, auf dem aktiv oder passiv erzeugten Nachtsichtbilder der rückwärtigen Umgebung des Fahrzeuges dargestellt werden.
- Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei auf dem Display die relevanten Hindernisse markiert werden.
- Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, wobei das Display ein vorhandenes Display im Cockpit oder ein zusätzliches Display in Höhe der Heckscheibe ist oder durch eine Projektion auf die Heckscheibe oder durch eine Anzeige oder Einblendung im Rückspiegel realisiert ist.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Vorrichtung ferner einen Lautsprecher umfasst, über den ein akustisches Signal ausgegeben wird, wenn relevante Hindernisse erkannt wurden.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Leuchtvorrichtung durch entsprechende Ausleuchtung gezielt einzelne Hindernisse markiert.
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