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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Felgen- und/oder Reifenschutz bei einem Einparkvorgang eines Fahrzeugs, auf eine entsprechende Vorrichtung sowie auf ein entsprechendes Computerprogrammprodukt.
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Fahrerassistenzsysteme basierend auf im Fahrzeug verbauten monokularen oder Stereo-Videokameras sind heute in Serie. Ebenso gibt es rückwärts gerichtete Kameras, um Einparkvorgänge zu erleichtern, indem dem Fahrer das Videobild mittels eines Displays dargestellt wird. Schon einige Jahre sind ultraschallbasierte Einparkhilfen in Fahrzeugen in Serie verbaut. Kurz vor Serienstart sind seitwärts gerichtete Kameras.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund wird mit der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Felgen- und/oder Reifenschutz bei einem Einparkvorgang eines Fahrzeugs, weiterhin eine Vorrichtung, die dieses Verfahren verwendet sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogrammprodukt gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
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Mit einer zur Seite eines Fahrzeugs hin ausgerichteten Sensorsignalerfassung können Felgen und/oder Reifen eines Fahrzeugs bei Einparkvorgängen des Fahrzeugs vor Beschädigungen durch Hindernisse insbesondere in Reifenhöhe geschützt werden.
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Gemäß dem hier vorgestellten Ansatz kann ein beispielsweise kamerabasiertes Warnsystem zur Erkennung eines Unterschreitens eines Mindestabstands zwischen dem Reifen und/oder der Felge und einem Hindernis am Boden hinter dem Fahrzeug realisiert werden, um Felgen und Reifen während des Einparkvorganges vor Hindernissen zu schützen, indem ein Fahrer des Fahrzeugs rechtzeitig gewarnt wird, falls er das Fahrzeug zu nahe an das Hindernis heran rangiert. Die Warnung kann dabei sowohl akustisch, als auch optisch oder haptisch erfolgen. Die Erkennung der Situation kann mittels seitwärts gerichteter Kameras, die z. B. im Seitenspiegel verbaut sind, erfolgen. Bei möglichen Hindernissen kann es sich um Bordsteinkanten, große Steine oder sonstige Gegenstände in Reifenhöhe handeln. Da Felgen und Reifen in den letzten Jahren aufgrund ihres Designs und ihrer Größe immer teuerer wurden, und dieser Trend wohl auch anhalten wird, wird ein spezieller Schutz immer wichtiger.
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Mit dem hier vorgestellten Konzept kann anders als bei ultraschallbasierten Einparkhilfen eine kritische Situation exakt erkannt werden. So können beispielsweise auch Bordsteine, die aufgrund ihrer geringen Höhe vom Ultraschallsensor oft nicht korrekt erkannt werden können, genau identifiziert werden.
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Von Bedeutung beim Reifen- und Felgenschutz ist auch insbesondere der Umstand, dass ein korrekter Abstand von einem Hindernis beim Einparken von Form und Größe der Reifen und Felgen abhängig ist. Diese ändern sich meist saisonbedingt. Das hier beispielhaft vorgestellte kamera- bzw. bildsensorbasierte Fahrerassistenzsystem weist den Vorteil auf, dass Design- bzw. Größenänderungen der am Fahrzeug verwendeten Reifen und/oder Felgen nicht in das System eingespeist zu werden brauchen, um eine korrekte Funktion zu gewährleisten.
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Es wird ein Verfahren zum Felgen- und/oder Reifenschutz bei einem Einparkvorgang eines Fahrzeugs vorgestellt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
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Einlesen eines Warnsignals, wobei das Warnsignal eine Unterschreitung eines Mindestabstands einer Felge und/oder eines Reifens des Fahrzeugs zu einem seitlich des Fahrzeugs angeordneten Hindernis repräsentiert; und
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Ausgeben einer Warninformation an einen Fahrer des Fahrzeugs, basierend auf dem Warnsignal.
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Das Verfahren kann von einem in das Fahrzeug installierten Fahrerassistenzsystem, in das beispielsweise ein Kamerasystem integriert ist, durchgeführt werden. Bei dem Fahrzeug kann es sich um Straßenfahrzeug, beispielsweise einen Personenkraftwagen oder einen Lastkraftwagen, handeln. Bei der Felge kann es um einen äußeren Ring eines Rades des Fahrzeugs handeln, der zum Tragen des Reifens des Fahrzeugs ausgebildet ist. Die Felge kann aus Stahl oder Leichtmetall wie z. B. Aluminium hergestellt sein. Der Reifen kann zusammen mit der Felge das Rad des Fahrzeugs bilden. Der Reifen kann ein Gummimaterial aufweisen und für eine Mehrzahl von Fahrzeugen für eine Verwendung auf befestigten Straßen ausgelegt sein. In der Regel ist ein Fahrzeug mit vier Rädern, also auch vier Felgen und vier Reifen, ausgestattet. Je nach Art eines durchgeführten Einparkvorgangs können unterschiedliche Felgen bzw. Reifen des Fahrzeugs einer möglichen Beschädigung ausgesetzt sein. So kann beim Parken an einer rechten Straßenseite beim rückwärts Einparken das rechte Hinterrad und beim vorwärts Einparken das rechte Vorderrad besonders gefährdet sein, während beim Parken an einer linken Straßenseite beim rückwärts Einparken das linke Hinterrad und beim vorwärts Einparken das linke Vorderrad besonders gefährdet sein kann. Als Einparkvorgang kann jegliche Fahrbewegung des Fahrzeugs, um dieses seitlich zu dem Hindernis für kurze oder längere Zeit abzustellen, verstanden werden. Die Anordnung des Hindernisses seitlich zum Fahrzeug kann so verstanden werden, dass das Hindernis benachbart zu einer Flanke des Fahrzeugs, also einer Türenseite des Fahrzeugs positioniert ist. Bei dem Hindernis kann es sich um eine Bordsteinkante, einen Stein oder ein anderes Objekt geringer Höhe (die beispielsweise nicht die Höhe der Stoßstange über der Fahrbahn erreicht) handeln. Insbesondere kann das Hindernis aus einem Material bestehen, das ausreichend hart ist, um bei einer Kollision mit einem Rad des Fahrzeugs den Reifen oder die Felge bzw. ein Beschichtungsmaterial der Felge durch Zerkratzen, Eindrücken o. Ä. beschädigen zu können. Der Mindestabstand kann so bemessen sein, dass er gewährleistet, dass eine jeweilige Felge oder ein jeweiliger Reifen des Fahrzeugs das Hindernis beim Einparkvorgang nicht touchiert, das Fahrzeug aber nahe genug an das Hindernis heran rangiert werden kann, um ordnungsgemäß abgestellt zu werden. Das Warnsignal kann von einem oder mehreren Sensoren des Fahrzeugs bereitgestellt werden, die ausgebildet sind, um die Einhaltung des Mindestabstands zu überwachen. Die Warninformation kann so an den Fahrer des Fahrzeugs ausgegeben werden, dass dieser in die Lage versetzt wird, ein aktuelles Rangiermanöver zum Einparken des Fahrzeugs rechtzeitig zu stoppen oder so abzuändern, dass der oder die Reifen bzw. die Felge oder Felgen auf der Fahrzeugseite, auf der sich das Hindernis befindet, im Einparkvorgang nicht beschädigt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform kann im Schritt des Einlesens ein auf einem optisch erfassten Signal ermitteltes Warnsignal eingelesen werden, und/oder wobei das Verfahren einen Schritt des Erfassens der Unterschreitung des Mindestabstands mittels eines optischen Sensors des Fahrzeugs aufweisen, wobei der Schritt des Einlesens basierend auf dem Schritt des Erfassens erfolgen kann. Die optische Überwachung des Mindestabstands ist insbesondere vorteilhaft, da sie situativ durchgeführt werden kann, also automatisch stets an die aktuelle Situation angepasst ist. Eine Einspeisung von Informationen zu einem aktuell verwendeten Reifen- und/oder Felgentyp in ein System zur Durchführung des Verfahrens ist nicht erforderlich. Damit kann eine fehlerfreie Durchführung des Verfahrens auch z. B. nach einem Wechsel zwischen Sommer- und Winterreifen auf einfache und unkomplizierte Weise gewährleistet werden. Ein weiterer Vorteil ist dadurch gegeben, dass durch die Verwendung des optischen Sensors ein Typ und/oder eine genaue Form des Hindernisses erkannt oder besser erkannt werden können.
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Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der im Schritt des Einlesens ein Warnsignal eingelesen wird, das auf einem Signal basiert, welches aus einer Position im Bereich eines Seitenspiegels optisch erfasst wurde. Eine solche Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil einer sehr präzisen Erfassungsmöglichkeit zur Erfassung des Mindestabstandes, wobei zugleich kein Sensor verwendet werden braucht, der an einer besonders exponierten und damit ungeschützten Stelle angeordnet ist.
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Insbesondere kann im Verfahren der Schritt des Einlesens und der Schritt des Ausgebens unterdrückt werden, wenn das Hindernis eine Höhe aufweist, die geringer als eine Höhe, insbesondere geringer als die Hälfte der Hohe des Reifens, weiter vorteilhaft die geringer als ein Drittel der Hohe des Reifens ist. Diese Ausführungsform weist den Vorteil auf, dass der Fahrer speziell vor Objekten in Fahrzeugnähe gewarnt werden kann, die er auch mit einem Blick in den Seitenspiegel des Fahrzeugs sehr schlecht oder gar nicht erkennen kann. Mit der durch diese Ausführungsform geschaffenen Einschränkung zur Ausgabe der Warninformation kann also verhindert werden, dass der Fahrer während des Einparkvorgangs durch unnötige Warnungen vor Hindernissen gestört wird, die er mit einem Blick über die Schulter oder in den Seitenspiegel leicht erkennen kann.
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Ferner kann das Verfahren einen Schritt des Klassifizierens des Hindernisses aufweisen. Entsprechend kann der Schritt des Ausgebens dann erfolgen, wenn im Schritt des Klassifizierens festgestellt wird, dass das Hindernis eine Gefahr für eine Beschädigung für die Felge oder den Reifen darstellt. Auch mit dieser Ausführungsform kann auf einfache Weise gewährleistet werden, dass nur dann eine Warninformation ausgegeben wird, wenn eine Beschädigungsgefahr für Reifen und oder Felge(n) besteht.
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Beispielsweise kann in dem Schritt des Ausgebens die Warninformation akustisch und/oder optisch und/oder haptisch ausgegeben werden. So kann die akustische Ausgabe beispielsweise in Form eines Alarmtons oder einer Sprachinformation ausgegeben werden. Die Ausgabe als optische Information kann durch Einblenden eines Warntextes in einem Display in Blickrichtung des Fahrers erfolgen. Eine Form der haptischen Ausgabe kann z. B. durch Vibration eines Lenkrads des Fahrzeugs erfolgen. Vorteilhafterweise kann mit dieser Ausführungsform des Verfahrens die Warninformation unmittelbar und unmissverständlich an den Fahrer des Fahrzeugs übermittelt werden.
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Eine Vorrichtung zum Felgen- und/oder Reifenschutz bei einem Einparkvorgang eines Fahrzeugs weist die folgenden Merkmale auf:
eine Einrichtung zum Einlesen eines Warnsignals, wobei das Warnsignal eine Unterschreitung eines Mindestabstands einer Felge und/oder eines Reifens des Fahrzeugs zu einem seitlich des Fahrzeugs angeordneten Hindernis repräsentiert; und
eine Einrichtung zum Ausgeben einer Warninformation an einen Fahrer des Fahrzeugs, basierend auf dem Warnsignal.
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Die Vorrichtung kann ein Fahrerassistenzsystem des Fahrzeugs bilden oder Teil eines solchen sein und mit einem Kamerasystem des Fahrzeugs verbunden sein. Die Vorrichtung kann ausgebildet sein, um die Schritte einer Variante des hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Vorrichtung kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
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Unter einer Vorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Vorrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
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Gemäß einer Ausführungsform kann die Vorrichtung zumindest einen optischen Sensor zum Erfassen der Unterschreitung des Mindestabstands aufweisen. Der zumindest eine optische Sensor kann ausgebildet sein, um eine seitlich des Fahrzeugs befindliche Fahrzeugumgebung zu erfassen. Der optische Sensor kann beispielsweise Teil eines Kamerasystems des Fahrzeugs sein. Mit der Erfassung der der seitlichen Fahrzeugumgebung kann der Sensor vorteilhafterweise einen Bereich abdecken, der für den Fahrer des Fahrzeugs schlecht oder überhaupt nicht einsehbar ist, beim Einparkvorgang aber in Bezug auf ein vorschriftsmäßiges und gleichzeitig beschädigungsfreies Einparken des Fahrzeugs von hoher Relevanz ist.
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Beispielsweise kann der optische Sensor an einer Fahrzeugflanke des Fahrzeugs, insbesondere an einem Seitenspiegelelement des Fahrzeugs, anordenbar oder angeordnet sein und ausgebildet sein, um das Hindernis zu erfassen, wenn es seitlich und/oder unterhalb des optischen Sensors positioniert ist. Auch mit dieser Ausführungsform kann vorteilhaft gewährleistet werden, dass insbesondere Objekte erfasst werden können, die für den Fahrer des Fahrzeugs von seiner Position aus nicht oder schlecht erkannt werden können. Eine Unterbringung des optischen Sensors im Seitenspiegelelement ist zudem auf einfache und kostengünstige Weise durchführbar.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Vorrichtung einen weiteren optischen Sensor aufweisen, der an einer der Fahrzeugflanke gegenüberliegenden weiteren Fahrzeugflanke des Fahrzeugs, insbesondere an einem weiteren Seitenspiegelelement des Fahrzeugs, angeordnet sein kann. So kann der Fahrer des Fahrzeugs optimal beim Einparken des Fahrzeugs unterstützt werden, unabhängig davon, ob er das Fahrzeug an einem linken oder rechten Straßenrand einparken möchte.
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Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, wenn das Programmprodukt auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine Prinzipdarstellung eines Fahrzeugs mit einer Vorrichtung zum Felgen- und/oder Reifenschutz bei einem Einparkvorgang, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
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2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Felgen- und/oder Reifenschutz bei einem Einparkvorgang, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
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1 zeigt eine Einparksituation in der Aufsicht. Gezeigt ist ein Fahrzeug 100, das sich in einem Einparkvorgang befindet. Wie die Darstellung in 1 zeigt, handelt es sich bei dem Einparkvorgang um einen Vorgang des rückwärts Einparkens an einem rechten Straßenrand. In dem Einparkvorgang beabsichtigt ein Fahrer des Fahrzeugs 100, dieses so neben einem Hindernis 102 abzustellen, dass eine Mittelachse 104 des Fahrzeugs 100 parallel oder in etwa parallel zu dem Hindernis 102 verläuft. Bei dem Hindernis 102 handelt es sich hier um einen Bordstein. Es können aber auch z. B. unförmige Steine oder Ähnliches das Hindernis 102 bilden. Das Fahrzeug 100 weist vier Räder auf, die sich jeweils aus einer Felge 106 und einem auf die Felge 106 aufgezogenen Reifen 108 zusammensetzen. Der Übersichtlichkeit halber ist lediglich eine Felge 106 und ein Reifen 108 in der Darstellung in 1 mit einem Bezugszeichen versehen. Ferner weist das Fahrzeug 100 eine Vorrichtung 110 zum Felgen- und/oder Reifenschutz auf. Die Vorrichtung 110 setzt sich aus einem optischen Sensor 112, einem weiteren optischen Sensor 114, einer Einrichtung zum Einlesen eines Warnsignals 116 und einer Einrichtung zum Ausgeben einer Warninformation 118 an den Fahrer des Fahrzeugs 100 zusammen. Wie die Darstellung in 1 zeigt, ist der optische Sensor 112 an einer Fahrzeugflanke 119, hier der rechten Fahrzeugflanke, angeordnet. Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der optische Sensor 112 weiterhin in ein Seitenspiegelelement 120 des Fahrzeugs 100 integriert. Der weitere optische Sensor 114 befindet sich an einer weiteren – hier der linken – Fahrzeugflanke 121 des Fahrzeugs und ist in ein weiteres Seitenspiegelelement 122 des Fahrzeugs 100 integriert. Bei dem in 1 dargestellten Einparkvorgang erfasst der optische Sensor 112 hier eine Unterschreitung eines Mindestabstands 124 der rechten hinteren Felge 106 bzw. des rechten hinteren Reifens 108 zu dem Bordstein 102. Bei Erfassung einer Unterschreitung des Mindestabstands 124 (d. h., wenn der erfasste oder eingelesene Abstand 124 zwischen der Felge 106 und/oder dem Reifen 108 einerseits und dem Hindernis 102 andererseits zu klein wird) übermittelt der optische Sensor 112 ein Warnsignal 126 an die Einrichtung zum Einlesen eines Warnsignals 116. Basierend auf dem Warnsignal übermittelt die Einrichtung zum Einlesen eines Warnsignals 116 eine Warninformation 128 an die Einrichtung zum Ausgeben einer Warninformation 118. Die Einrichtung zum Ausgeben einer Warninformation 118 kann die Warninformation 128 beispielsweise an eine Bildschirmanzeige des Fahrzeugs ausgeben, wo sie als Warninformationstext für den Fahrer des Fahrzeugs lesbar gemacht werden kann. Gleichzeitig kann auch eine Ausgabe z. B. an einen Lautsprecher im Fahrzeug 100 erfolgen, sodass der Fahrer auch durch einen Alarmton darauf hingewiesen werden kann, ein aktuelles Rangiermanöver zum Einparken des Fahrzeugs 100 zu stoppen oder mittels einer Lenkbewegung zu verändern, um den Reifen 108 und/oder die Felge 106 vor einer Beschädigung durch das Hindernis 102 zu schützen.
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Wie die Darstellung in 1 zeigt, ist das Fahrzeug 100 hier jeweils mit einer seitwärts, nach unten gerichteten Kamera 112, 114 auf rechter und linker Fahrzeugseite mit einem nachgeschalteten oder integrierten Bildverarbeitungssystem ausgestattet. An das Bildverarbeitungssystem angeschlossen wird ein akustisches, haptisches oder visuelles Warnsystem für den Fahrer.
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2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Ablaufdiagramms eines Verfahrens 200 zum Felgen- und/oder Reifenschutz bei einem Einparkvorgang eines Fahrzeugs. Das Verfahren 200 kann beispielsweise von der anhand der Darstellung in 1 erläuterten Vorrichtung zum Felgen- und/oder Reifenschutz durchgeführt werden. In einem Schritt 202 erfasst ein optischer Sensor eines Fahrzeugs eine Unterschreitung eines Mindestabstands zwischen einer Felge und/oder eines Reifens des Fahrzeugs und einem Hindernis seitlich des Fahrzeugs. Basierend auf der Erfassung wird in einem Schritt 204 ein die Unterschreitung des Mindestabstands repräsentierendes Warnsignal eingelesen. In einem Schritt 206 wird das erfasste Hindernis dahin gehend klassifiziert, ob es aufgrund seiner Beschaffenheit ein Potenzial besitzt, eine Beschädigung des Reifens und/oder der Felge des Fahrzeugs zu bewirken, falls es zu einem Kontakt des Reifens bzw. der Felge mit dem Hindernis kommen sollte. Hier kann beispielsweise das Hindernis 102 in eine Objektklasse klassiert werden, die es als Bordsteinkante oder als Stein im Rangierbereich des Fahrzeugs 100 ausweist. Führt der Schritt 206 zu dem Ergebnis, dass das Hindernis ein Gefährdungspotenzial für den Reifen und/oder die Felge des Fahrzeugs (dass es beispielsweise zu groß ist, als dass es einfach überfahren werden kann) bewirkt, wird in einem Schritt 208 eine Warninformation an einen Fahrer des Fahrzeugs ausgegeben.
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Das hierin vorgestellte kamerabasierte Warnsystem zum Felgen- und Reifenschutz bei Einparkvorgängen zeichnet sich dadurch aus, dass mittels einer seitwärts gerichteten Kamera ein exakter Abstand zwischen Reifen oder Felge des Fahrzeugs und einem Hindernis bestimmt werden kann. Der Fahrer kann so rechtzeitig vor einer drohenden Beschädigung gewarnt werden. Die Hindernisse können dabei mit bekannten bildverarbeitenden Verfahren, wie z.B. Klassifikationsverfahren, erkannt werden.
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Das hier vorgestellte Konzept kann besonders vorteilhaft in Fahrzeugen mit (beispielsweise serienmäßig) verbauter seitwärts gerichteter Videokamera verwendet werden.
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Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden.
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Ferner können erfindungsgemäße Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden.
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Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
