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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einem Rückraumüberwachungssystem und einem Verfahren zur Rückraumüberwachung nach den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.
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In der Schrift
DE 20 2005 013 661 U1 wird ein Motorradrückblicksystem beschrieben, das ein Bilderfassungssystem aufweist, das in einem hinteren Endbereich des Motorrads positioniert ist und ein Anzeigensystem aufweist, das im Sichtbereich des Fahrers angeordnet ist. Die Verbindung zwischen dem Bilderfassungssystem und dem Anzeigensystem ist leitungsgebunden. Über diese Verbindung werden Bilddaten vom Bilderfassungssystem zum Anzeigensystem übertragen und als Bild auf dem Anzeigensystem angezeigt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, den Fahrer auf ein Fahrzeug in der rückwärtigen Umgebung aufmerksam zu machen.
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Offenbarung der Erfindung
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Ein Rückraumüberwachungssystem für Fahrzeuge, insbesondere Fahrzeuge ohne Karosserie, wie Motorrad, Trike, Quad, elektrisches Zweirad, weist mindestens einen Bildaufnahmesensor auf, der Bilder einer Umgebung hinter einem Fahrer erfasst. Das Rückraumüberwachungssystem weist eine Steuereinheit auf, die die erfassten Bilder auswertet und ein Objekt in Abhängigkeit der ausgewerteten Bilder erfasst, wenn das Objekt einen bestimmten Abstand zum Fahrzeug unterschreitet. Der bestimmte Abstand ist dabei als eine Art Schwellenwert zu sehen. Der bestimmte Abstand umfasst beispielsweise einen Radius von bis zu 10 m um das Fahrzeug. Die Steuereinheit erzeugt ein Signal, wenn das Objekt den bestimmten Abstand unterschreitet. Erfindungsgemäß steuert das Signal mindestens einen Aktuator an, der den Fahrer vor dem erfassten Objekt warnt. Der mindestens eine Aktuator ist hautnah am Fahrer angeordnet, beispielsweise in den Fingerspitzen eines Handschuhs oder am Overall einer Motorradfahrerkombination. Unter hautnah wird hierbei verstanden, dass der Aktuator sowohl Hautkontakt als auch einen geringen Abstand zur Hautoberfläche des Fahrers aufweisen kann.
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Der Vorteil hierbei ist, dass der Fahrer vor Objekten aus der unmittelbaren, für ihn nicht einsehbaren Umgebung gewarnt wird, indem der Tastsinn des Fahrers genutzt wird. Die Warnung erfolgt für den Fahrer somit intuitiv und der Fahrer wird nicht, beispielsweise durch Drehen des Kopfes, vom weiteren Fahrgeschehen abgelenkt.
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In einer Weiterbildung erfasst die Steuereinheit bei Annäherung des erfassten Objekts an das Fahrzeug kontinuierlich den Abstand zwischen dem erfassten Objekt und dem Fahrzeug. Die Steuereinheit steuert weitere Aktuatoren in Abhängigkeit des Abstands zwischen dem erfassten Objekt und dem Fahrzeug an. Die weiteren Aktuatoren können dabei in einem Array angeordnet sein, beispielsweise kreisförmig, sie können aber auch einzeln an verschiedenen Stellen der Hautoberfläche des Fahrers angeordnet sein, beispielsweise linker und/oder rechter Oberarm und/oder linke und/oder rechte Schulter, etc.
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Vorteilhaft ist hierbei, dass der Fahrer den Abstand zwischen Objekt und Fahrzeug durch die Ansteuerung mehrerer Aktuatoren unmittelbar einschätzen kann.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist der mindestens eine Aktuator ein Druckaktuator.
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Der Vorteil ist hierbei, dass der Informationsgehalt der Warnung durch Druckverteilung auf der Haut durch die Ansteuerung verschiedener Aktuatoren für den Fahrer schneller erfassbar ist.
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In einer Weiterbildung erkennt die Steuereinheit eine potentielle Kollision zwischen dem Objekt und dem Fahrzeug. Die Steuereinheit steuert weitere Aktuatoren an, die beispielsweise um die bereits angesteuerten Aktuatoren angeordnet sind oder sich in deutlicher Entfernung zu den bereits angesteuerten Aktuatoren auf der Haut des Fahrers befnden. Somit ergibt sich im ersten Fall eine flächige Ansteuerung der Aktuatoren und im zweiten eine punktuell verteilte Ansteuerung der Aktuatoren. Es ist ebenfalls möglich den Druck auf die bereits angesteuerten Aktuatoren zu erhöhen, wenn sich das Objekt auf Kollisionskurs mit dem Fahrzeug befindet.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist im Sichtbereich des Fahrers ein Anzeigensystem angeordnet. Das Anzeigensystem zeigt das erfasste Objekt in Abhängigkeit des Abstands zum Fahrzeug an. Das erfasste Objekt wird dabei hervorgehoben, indem es beispielsweise farbig hinterlegt wird oder blinkt.
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Der Vorteil hierbei ist, dass der Informationsgehalt der Warnung durch eine kombinierte Warnung, die sowohl den Tast- als auch den Sehsinn des Fahrers einschließt, den Fahrer die drohende Gefahr schneller erfassen und einschätzen lassen kann.
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In einer Weiterbildung umfasst das Rückraumüberwachungssystem eine Inertialsensorik, die eine Drehbewegung des Bildaufnahmesensors erfasst, insbesondere einen Rollwinkel bzw. eine Neigung des Fahrzeugs. Die Steuereinheit wertet die Bilder in Abhängigkeit der Drehbewegung aus und zeigt das erfasste Objekt im Anzeigensystem in Abhängigkeit des Abstands zum Fahrzeug hervorgehoben an.
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In einer weiteren Ausgestaltung umfasst das Rückraumüberwachungssystem Odometriesensoren, die eine Lenkbewegung des Fahrzeugs erfassen, insbesondere einen Gierwinkel. Die Steuereinheit wertet die Bilder in Abhängigkeit der Lenkbewegung aus und zeigt das erfasste Objekt im Anzeigensystem in Abhängigkeit des Abstands zum Fahrzeug hervorgehoben an.
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Vorteilhaft ist hierbei, dass die Bilder im Anzeigensystem verzerrungsfrei angezeigt werden.
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In einer Weiterbildung steuert das Signal zusätzlich einen Lautsprecher an, der eine Warnung in Form eines Signaltons ausgibt.
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In einer weiteren Ausgestaltung umfasst die Warnung die Erzeugung von Fahrgeräuschen eines Fahrzeugs mit Verbrennungsmotor oder Fahrgeräuschen eines Elektrofahrzeugs.
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Der Vorteil hierbei ist, dass der Fahrer erkennen kann, um welche Art von Fahrzeug es sich bei dem Objekt handelt, d. h. er kann die Geschwindigkeit des Objekts abschätzen und somit die Gefahr besser einschätzen.
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Ein Verfahren zur Rückraumüberwachung umfasst das Erfassen einer Umgebung hinter einem Fahrer mit Hilfe eines Bildaufnahmesensors und das Auswerten der erfassten Bilder in einer Steuereinheit. Des Weiteren umfasst das Verfahren das Erfassen eines Objekts in Abhängigkeit der ausgewerteten Bider, wobei das Objekt einen bestimmten Abstand zum Fahrzeug unterschreitet und ein Signal in Abhängigkeit des erfassten Objekts erzeugt wird. Erfindungsgemäß wird mindestens ein Aktuator, der auf der Haut des Fahrers angeordnet wird mit Hilfe des Signals angesteuert, insbesondere ein Druckaktuator. Somit warnt der mindestens eine Aktuator den Fahrer vor dem erfassten Objekt.
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In einer Weiterbildung wird ein Abstand zwischen dem erfassten Objekt und dem Fahrzeug kontinuierlich erfasst, wenn sich das erfasste Objekt dem Fahrzeug annähert. Weitere Aktuatoren werden in Abhängigkeit des Abstands angesteuert.
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In einer weiteren Ausgestaltung wird eine potentielle Kollision zwischen Objekt und Fahrzeug erkannt und weitere Aktuatoren angesteuert bzw. der Druck auf die bereits angesteuerten weiteren Aktuatoren erhöht.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen bzw. aus den abhängigen Patentansprüchen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen und beigefügter Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
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1 ein erfindungsgemäßes Rückraumüberwachungssystem für ein Fahrzeug, insbesondere ohne Karosserie und
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2 ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Rückraumüberwachung eines Fahrzeugs ohne Karosserie.
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1 zeigt Rückraumüberwachungssystem 1 für Fahrzeuge ohne Karosserie. Dazu zählen Fahrzeuge der europäischen Fahrzeugklasse L, beispielsweise Motorräder, Mofas, Trikes und Quads. Zu den Fahrzeugen ohne Karosserie zählen auch Fahrräder und elektrische Zweiräder wie eBikes und Pedelecs. Das Rückraumüberwachungssystem 1 weist mindestens einen Bildaufnahmesensor 2, eine Steuereinheit 3 und einen Aktuator 6 aufweist. Die Steuereinheit 3 kann sowohl leitungsgebunden 5, 8 als auch drahtlos mit dem Bildaufnahmesensor 2 und dem Aktuator 6 verbunden sein. Der Bildaufnahmesensor 2 ist am karosserielosen Fahrzeug so angeordnet, dass er den Rückraum, d. h. die Umgebung hinter dem Fahrer erfassen kann. Bei dem Bildaufnahmesensor 2 kann es sich um eine Kamera mit Fish-eye-Optik handeln, die entgegen der Fahrtrichtung ausgerichtet ist. Der Bildaufnahmesensor 2 kann auch mehrere Kameras mit Standardobjektiven aufweisen, die vorzugsweise hinter dem Fahrer, um das karosserielose Fahrzeug angeordnet sind und die rückwärtige Umgebung abdecken. Außerdem können Weitwinkelobjektive oder 360°-Linsen verwendet werden. Der Bildaufnahmesensor 2 kann beispielsweise am Gepäckträger, z. B. oberhalb des Nummernschilds oder am Sattel befestigt sein. Im Fall einer 360°-Linse sollte der Bildaufnahmesensor an einem sehr hohen Punkt des Fahrzeugs angeordnet sein. Denkbar wäre auch eine Kamera auf dem Helm des Fahrers, die eine Rundumsicht erlaubt. Der Aktuator 6 ist beispielsweise als Druckaktuator ausgestaltet und befindet sich in Hautnähe des Fahrers. Bei einem Motorradfahrer können sich Aktuatoren 6 in den Fingerkuppen der Handschuhe befinden, wodurch die Druckaktuatoren direkten Hautkontakt aufweisen können. Außerdem können sie sich im Overall oder in der Motorradfahrerkombination als wearable electronics befinden. Die Aktuatoren 6 sind dabei so in bzw. auf der Kleidung angebracht, dass sie entweder direkten Hautkontakt aufweisen können oder einen Abstand zur Haut von mindestens der Stoffdicke der Kleidung aufweisen. Für Fahrrad- oder elektrische Zweiradfahrer, die normalerweise keine Handschuhe tragen, können die Aktuatoren auch an den Griffen des Lenkers angeordnet sein, sodass die Innenhandflächen des Fahrers Kontakt mit den Aktuatoren 6 aufweisen. Die Aktuatoren 6 können einzeln, punktuell verteilt oder in Form eines Aktuatorenarrays in Hautnähe des Fahrers aufgebracht sein. Die Steuereinheit 3 ist optional mit einem Anzeigesystem 4 leitungsgebunden 5 oder drahtlos verbunden. Das Anzeigesystem 4 kann ein fest am Fahrzeug montiertes Display sein, beispielsweise am Lenker. Alternativ kann es sich um ein abnehmbares Display handeln. Ein Smartphone wäre als Display ebenfalls geeignet, wobei die Halterung für das Smartphone am Lenker oder der Mittelstange des Fahrzeugs befestigt sein kann. Eine Brille eignet sich auch als Anzeigesystem 4, ähnlich einer Google glass Brille, die visuelle Informationen ins Blickfeld des Fahrers projiziert. Für einen Motorradfahrer wäre eine Einblendung in das Visier des Integralhelms denkbar. Die bevorzugte Darstellung auf dem Display ist die Vogelperspektive.
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2 zeigt ein Verfahren zur Rückraumüberwachung für Fahrzeuge ohne Karosserie, d. h. karosserielose Fahrzeuge. Mit Schritt 200 wird das Verfahren gestartet, indem Bildinformationen mit Hilfe des Bildaufnahmesensors erfasst werden und mindestens zwei erfasste Bildinformationen mit Hilfe von bekannten Bildverarbeitungstechniken wie dem optischen Fluss oder Klassifizierungsverfahren ausgewertet werden. In einem folgenden Schritt 210 wird ein Objekt beim Unterschreiten eines bestimmten Abstands zum Fahrzeug erfasst. Dieser bestimmte Abstand ist als eine Art Schwellenwert anzusehen. Der Wert für den bestimmten Abstand ist beispielsweise durch einen Radius um das Fahrzeug fest vorgegeben, z. B. 5m, 10m oder 15m oder geschwindigkeitsabhängig. Je schneller das Fahrzeug, desto größer muss der bestimmte Abstand gewählt werden, da bei höheren Geschwindigkeiten die Reaktionszeit des Fahrers zur Verarbeitung der Warnung und gegebenenfalls Durchführung eines Fahrmanövers ausreichend groß sein sollte, um eine Kollision zu vermeiden. Wird in Schritt 210 kein Objekt erfasst so startet das Verfahren erneut mit Schritt 200. In einem auf Schritt 210 folgenden Schritt 220 wird ein Signal erzeugt, das in einem folgenden Schritt 230 mindestens einen Aktuator ansteuert, der den Fahrer vor dem erfassten Objekt warnt. Die Warnung wird dabei in Form eines Drucks auf die Hautoberfläche des Fahrers erzeugt, entweder durch einen einzigen Aktuator an einer bestimmten Stelle, beispielsweise an der linken Schulter, mehreren Aktuatoren, die auf der Hautoberfläche des Fahrers in größerem Abstand verteilt sind oder ein Aktuatorarray, das flächig, aber lokal aufgebracht ist. Optional wird in einem Schritt 240, der auf den Schritt 230 folgt, erfasst, ob sich das in Schritt 210 erfasste Objekt dem Fahrzeug nähert, d. h. ob sich der Abstand zwischen Objekt und Fahrzeug verringert. Ist dies der Fall wird der Abstand zwischen Objekt und Fahrzeug kontinuierlich erfasst und in einem folgenden Schritt 250 weitere Aktuatoren in Abhängigkeit des Abstands angesteuert. Somit kann beipielsweise eine punktuelle Druckwarnung durch verschiedene einzeln verteilte Aktuatoren erfolgen. Dabei wird beispielsweise beim Unterschreiten des Schwellenwerts ein erster Aktuator angesteuert und bei weiterer Annäherung werden kontinuierlich die weiteren Aktuatoren entweder in einem bestimmten Zeitabstand oder abhängig vom Abstand des erfassten Objekts zum Fahrzeug angesteuert. Eine weitere Warnmöglichkeit ist die Ansteuerung mehrerer Aktuatoren, die sich an einer Stelle befinden. Die Druckwarnung erfolgt somit flächig auf die Hautoberfläche des Fahrers. Alternativ kann der Druck auf die Hautoberfläche durch einen Aktuator kontinuierlich erhöht werden. Wird in einem optionalen Schritt 260, der auf den Schritt 250 folgt eine potentielle Kollision zwischen Objekt und Fahrzeug ermittelt, kann der Druck, den der mindestens eine Aktuator auf die Hautoberfläche ausübt erhöht werden. Alternativ können weitere Aktuatoren dazugeschaltet werden. In einem optionalen Schritt 270, der auf den Schritt 260 folgt, wird das erfasste Objekt auf einem Anzeigesystem 4 in Abhängigkeit des Abstands zum Fahrzeug angezeigt und durch Einblenden von Zusatzinformationen, d. h. augmented reality hervorgehoben, beispielsweise farblich oder durch Blinken. Optional kann in einem folgenden Schritt 280 eine Warnung vor dem erfassten Objekt in Form eines Signaltons über Lautsprecher ausgegeben werden. Die Warnung kann dabei auch Fahrgeräusche eines Fahrzeugs mit Verbrennungsmotor oder Fahrgeräusche eines Elektrofahrzeugs simulieren. Alternativ können die Umgebungsgeräusche aufgenommen werden und nach der Klassifizierung des erfassten Objekts dem erfassten Objekt zugeordnet werden, sodass realitätsgetreue Geräusche als Warnung verwendet werden können.
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In einem Ausführungsbeispiel ist ein Motorrad mit mindestens drei Kameras ausgestattet, die zusammen einen Erfassungsbereich von 180° aufweisen. Eine Kamera ist auf der linken Seite, eine auf der rechten Seite hinter dem Fahrer und eine in gleicher Höhe wie die beiden anderen oberhalb des Nummernschilds angebracht angeordnet. Mit Hilfe von bekannten Stitchingalgorithmen wird aus den Bildinformationen der drei Kameras eine 180°-Ansicht erzeugt. Mit Hilfe von bekannten Klassifikationsverfahren werden Objekte erkannt, die einen Schwellenwert zum Motorrad unterschreiten. Der Schwellenwert wird dabei in Abhängigkeit der Geschwindigkeit des Motorrads eingestellt. In einem ersten Fall überholt ein Fahrzeug das Motorrad. Das Fahrzeug überschreitet den Schwellenwert, d. h. der bestimmte Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem Motorrad wird unterschritten. Der Fahrer wird mit Hilfe eines ersten Druckaktuators, der sich im Overall seiner Motorradkombination befindet auf das überholende Fahrzeug aufmerksam gemacht, damit er keinen Spurwechsel vornimmt. Verringert sich der Abstand zwischen Fahrzeug und Motorrad weiter, kann entweder der Druck, den der erste Druckaktuator auf die Haut des Fahrers ausübt erhöht werden oder es können zusätzlich weitere Aktuatoren angesteuert werden. Die weiteren Aktuatoren können kreisförmig um den ersten Druckaktuator angeordnet sein. Der Druck, der von den zusätzlichen Aktuatoren auf die Haut ausgeübt wird, kann höher sein als der Druck auf den ersten Drucksensor. Die weiteren Aktuatoren können aber auch einzeln auf der Hautoberfläche verteilt sein. In einem zweiten Fall erfasst das Rückraumüberwachungssystem ein Fahrzeug, das sich auf Kollisionskurs mit dem Motorrad befindet. Der Fahrer wird vor diesem Fahrzeug in zwei Stufen gewarnt. Die erste Warnung erfolgt mit Hilfe eines Druckaktuators, wenn das Fahrzeug den bestimmten Abstand zum Motorrad unterschreitet. Verringert sich der Abstand zwischen Motorrad und Fahrzeug weiter, so wird eine zweite Warnung mit Hilfe der weiteren Aktuatoren erzeugt. Es wird dabei ein flächiger Druck auf die Hautoberfläche des Motorradfahrers ausgeübt. Je näher das Fahrzeug auf das Motorrad zukommt, desto stärker wird der Druck, den die Druckaktuatoren auf die Haut ausüben. Verlässt das Fahrzeug den Kollisionskurs, so wird der Druck auf die Haut aufgehoben.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202005013661 U1 [0002]
