DE102014018040A1

DE102014018040A1 - Sichtsystem

Info

Publication number: DE102014018040A1
Application number: DE102014018040.9A
Authority: DE
Inventors: Werner Lang; Jaap-Jan Snel; Andreas Redlingshöfer; Peter Geißendörfer; Stefan Bauer
Original assignee: Mekra Lang GmbH and Co KG
Current assignee: Mekra Lang GmbH and Co KG
Priority date: 2014-12-05
Filing date: 2014-12-05
Publication date: 2016-06-09
Also published as: EP3028898A1; PL3028898T3; EP3028898B1; EP3029929A1; JP6145497B2; PL3029929T3; JP2016110648A; JP2016107985A; TR201900994T4; JP6603750B2; ES2754079T3; ES2715460T3; EP3029929B1; JP2018139147A

Abstract

Sichtsystem (13) für ein Fahrzeug (10) zur Darstellung eines außerhalb des Fahrzeuges (10) liegenden Aufnahmebereiches (A, B, C) enthält eine am Fahrzeug (10) angebrachte Aufnahmeeinheit (14) mit mindestens einem Aufnahmegerät zur Erfassung eines Bildes des Aufnahmebereiches (A, B, C), eine Wiedergabeeinheit (15) für den Fahrzeuginnenraum mit einem Wiedergabebereich (16) mit vorbestimmten Abmessungen, und eine Berechnungseinheit (17), die das von der Aufnahmeeinheit (14) erfasste Bild verarbeitet und zur Anzeige an die Wiedergabeeinheit (15) zuführt. Die Berechnungseinheit (17) ist dazu angepasst, das von der Aufnahmeeinheit (14) erfasste Bild des Aufnahmebereiches (A, B, C) zumindest in einer Bildwinkelrichtung mit einem Skalierungsfaktor (n) zu skalieren, und die Wiedergabeeinheit (15) ist dazu angepasst, das skalierte Bild (20, 22, 24, 26) in dem Wiedergabebereich (16) anzuzeigen, wobei der Skalierungsfaktor (n) in Abhängigkeit eines Bildwinkels (φ) des erfassten Bildes des Aufnahmebereiches (A, B, C) entsprechend einer Abbildungsfunktion (f(φ)) bestimmt wird, und wobei die Abbildungsfunktion (f(φ)) entsprechend einer Fahrsituation angepasst ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Sichtsystem für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Kamera-Monitor-System für ein Nutzfahrzeug oder einen Kleintransporter.
Bei Kraftfahrzeugen finden immer mehr Kamera-Monitor-Systeme Einsatz, die zusätzlich zu den bekannten (Rück-)Spiegeln oder als Ersatz zu diesen angewendet werden. Dem Fahrer werden hierbei auf einer Wiedergabeeinheit (Monitor) Bildbereiche wiedergegeben, die durch zumindest ein Bildaufnahmegerät (z. B. Kamera oder Bildsensor) aufgenommen werden, um so Bereiche, die durch Spiegel erfasst und dargestellt werden, oder Bereiche, die durch Spiegel nicht erfasst werden können, wiederzugeben. Bei Fahrzeugen, die kein Heckfenster aufweisen, sind letztgenannte Bereiche beispielsweise Bereiche direkt hinter dem Fahrzeug. Ebenso können mit solchen Systemen die Bereiche des sogenannten toten Winkels dem Fahrer besser einsehbar dargestellt werden.
Allerdings ist die Wiedergabefläche für die Darstellung des aufgenommenen Bildbereiches (bzw. der aufgenommen Bildbereiche) begrenzt. Dennoch soll die durch die Wiedergabeeinheit dargestellte Information für den Fahrer übersichtlich, schnell erfassbar und begreifbar sein. Der gesamte aufgenommene Bildbereich enthält allerdings Informationen unterschiedlicher Gewichtigkeit, d. h. es liegen unterschiedliche Anforderungen bezüglich jeweiliger Bildteilbereiche vor, insbesondere in der Größe der Darstellung von Objekten (z. B. Fahrzeugheck, Bordstein etc.). Diese unterschiedlichen Anforderungen ändern sich zudem mit der jeweiligen vorliegenden Fahrsituation. So sind beim Rückwärtsfahren Bildteilbereiche von anderer (größerer) Bedeutung als bei einer schnellen Geradeausfahrt oder bei einem Abbiegevorgang. So hat beispielsweise bei einem Abbiegevorgang mit einem Anhänger ein (mittlerer) Bildteilbereich eines mit einer im Wesentlichen längs entlang des Fahrzeuges gerichteten Kamera aufgenommenen Bildes eine sehr geringe Bedeutung, da dieser überwiegend den Anhänger wiedergibt. Der gleiche Bildteilbereich kann allerdings bei einer Geradeausfahrt oder bei einem Senkrecht-Einparken in eine Parklücke eine sehr hohe Bedeutung aufweisen, d. h. er besitzt einen sehr hohen Informationsgehalt für den Fahrer.
Die EP 2 623 374 B1 offenbart ein Sichtsystem für ein Nutzfahrzeug zur Darstellung von gesetzlich vorgeschriebenen Sichtfeldern eines Hauptspiegels und eines Weitwinkelspiegels (Sichtfeldern II und IV) der selben Fahrzeugseite in einem Fahrerhaus. Bei dem System werden die Darstellungen, die gewöhnlicher Weise auf dem Hauptspiegel und dem Weitwinkelspiegel einer Fahrzeugseite zu sehen sind, in ein gemeinsames Bild kombiniert, das durchgängig und aus mindestens zwei einzelnen Bildern überlappend oder unmittelbar aneinander angrenzend zusammengesetzt ist. Um gleichzeitig das Weitwinkelspiegelsichtfeld und das Hauptspiegelsichtfeld abdecken zu können, werden die Bilder, die unterschiedliche Bildwinkel bzw. Verzerrungen haben und welche jeweils eines der Sichtfelder beinhalten, nebeneinander in gleicher Perspektive, das heißt aus gleicher virtueller Blickrichtung, zusammengesetzt, wobei ein Modifikationsbereich des Bildes mit dem größeren Bildwinkel, der nicht dem des natürlichen Eindrucks des menschlichen Auges entspricht, derart modifiziert wird, dass einerseits kein abrupter Übergang sondern ein verlaufender, verschwimmender Übergang im Hinblick auf die durch die verschiedenen Blickwinkel hervorgerufene Verzerrung zwischen den Bildern vorhanden ist. Die Modifikation im Modifikationsbereich, die in dem Bild mit dem größeren Bildwinkel (Weitwinkelspiegelsichtfeld) vorgenommen wird, erfolgt dabei beispielsweise durch Löschen von Pixelreihen im Modifikationsbereich, wodurch eine Stauchung des im Modifikationsbereich dargestellten Bereichs bewirkt wird. Dadurch kann die zur Verfügung stehende Wiedergabefläche in der Hinsicht ausgenutzt werden, dass der fahrsituationsbedingte wichtigere Randbereich größer dargestellt werden kann.
Die DE 199 00 498 B4 offenbart ein Verfahren zur Einsichtnahme eines rückwärtigen außenspiegelbezogenen Beobachtungsraumes bei Kraftfahrzeugen, wobei der mit Kameras oder Bildsensoren erfasste Beobachtungsraum auf einem Bildschirm abgebildet wird. Der Beobachtungsraum enthält einen geradlinig nach hinten gerichteten Bereich und einen toten Winkelbereich, wobei letzterer in einem größeren Winkelbereich erfasst wird, als der andere Bereich und beide Bereiche werden in einem umgekehrt proportionalen Breitenverhältnis nebeneinander auf dem Bildschirm angezeigt.
Die DE 10 2013 009 894 A1 offenbart ein Kamerasystem und Verfahren zum Steuern des Kamerasystems für ein Fahrzeug. Das Kamerasystem weist eine Kameraeinrichtung und eine Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen von wenigstens einem Ausschnitt des von der Kameraeinrichtung erfassten Bildes auf, wobei das Kamerasystem zwei schwenkbare Kameraeinrichtungen aufweist, die jeweils einen Bereich entlang der und hinter den Längsseiten des Fahrzeuges erfassen. Mittels einer Steuereinheit werden ein oder mehrere Fahrzeugmessdaten empfangen und aus den einen oder mehreren Fahrzeugmessdaten werden eine aktuelle Fahrsituation und eine entsprechende fahrsituationsabhängige Sollposition und/oder Zoomstufe für die wenigstens die Kurveninneninnenseite des Fahrzeuges erfassende Kameraeinrichtung ermittelt. Diese ermittelte fahrsituationsabhängige Sollposition und/oder Zoomstufe wird bei der wenigstens die Kurveninneninnenseite des Fahrzeuges erfassende Kameraeinrichtung eingestellt und der sich ergebene Bildausschnitt auf der Anzeigeeinrichtung angezeigt.
Die noch nicht veröffentlichte DE 10 2013 015 847 offenbart ein Sichtsystem, das eine am Fahrzeug angebrachte Aufnahmeeinheit mit mindestens einem Aufnahmegerät, eine Berechnungseinheit und eine Wiedergabeeinheit aufweist, wobei das Aufnahmegerät angepasst ist, einen Aufnahmebereich hinter dem Fahrzeug zu erfassen, der einen im Wesentlichen unverzerrten nach hinten gerichteten Aufnahmebereich hinter dem Fahrzeug und einen im Wesentlichen nach unten gerichteten Aufnahmebereich hinter dem Fahrzeug enthält. Das Sichtsystem ist dabei angepasst, aus dem Aufnahmebereich ein erstes Bild zu extrahieren, das dem unverzerrten Aufnahmebereich entspricht, und ein zweites Bild zu extrahieren, das dem nach unten gerichteten Aufnahmebereich entspricht, und auf der Wiedergabeeinheit das erste Bild in einem oberen Bildbereich und das zweite Bild in einem unteren Bildbereich darzustellen.
Davon ausgehend ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Sichtsystem für ein Fahrzeug vorzuschlagen, mit dem in Abhängigkeit der jeweiligen Fahrsituation, wie Vorwärts- oder Rückwärtsfahrt oder Abbiegevorgang, die Ausnutzung einer vorbestimmten (begrenzten) Wiedergabefläche einer Wiedergabeeinheit für die Darstellung der fahrsituationsabhängigen bedeutenden (wichtigen) Bildbereiche verbessert ist.
In der Beschreibung dieser Erfindung beziehen sich Richtungsangaben auf ein Kraftfahrzeug bei normaler Vorwärtsfahrt. In seitlicher Richtung bedeutet somit diejenige Richtung, die entlang der Senkrechten zu einem Vorwärtsfahrrichtungsvektor des Fahrzeugs ist und der Links-Rechts-Richtung entspricht.
Darstellung der Erfindung
Die oben angegebene Aufgabe wird durch ein Sichtsystem für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Das Sichtsystem für ein Fahrzeug zur Darstellung eines außerhalb des Fahrzeuges liegenden Aufnahmebereiches weist eine am Fahrzeug angebrachte Aufnahmeeinheit mit mindestens einem Aufnahmegerät zur Erfassung eines Bildes des Aufnahmebereiches, eine Wiedergabeeinheit für den Fahrzeuginnenraum mit einem Wiedergabebereich, der eine vorbestimmte Abmessung aufweist, und eine Berechnungseinheit, die das von der Aufnahmeeinheit erfasste Bild verarbeitet und zur Anzeige an die Wiedergabeeinheit zuführt, auf. Die Berechnungseinheit ist dabei derart angepasst, das von der Aufnahmeeinheit erfasste Bild des Aufnahmebereiches zumindest in einer Bildwinkelrichtung mit einem Skalierungsfaktor zu skalieren, und die Wiedergabeeinheit ist dabei derart angepasst, das skalierte Bild in dem Wiedergabebereich anzuzeigen. Der Skalierungsfaktor wird mittels einer Abbildungsfunktion bestimmt, die eine Funktion des Bildwinkels des erfassten Bildes des Aufnahmebereiches ist, und die Abbildungsfunktion wird abhängig von einer aktuellen Fahrsituation gewählt.
Durch das Skalieren des erfassten Bildes des Aufnahmebereichs in Abhängigkeit von der jeweiligen Fahrsituation ist es möglich, Bildbereiche, die in der bestimmten Fahrsituation nicht relevante oder nur geringe Information für den Fahrer enthalten, derart zu bearbeiten, dass diese Bereiche in dem Wiedergabebereich verkleinert (gestaucht) dargestellt werden. Weiterhin ist es möglich, Bildbereiche, die für den Fahrer in der bestimmten Fahrsituation von größerer Bedeutung sind, vergrößert (ausgedehnt, aufgeweitet) und unter Umständen weniger verzerrt in dem Wiedergabebereich darzustellen. Der Fahrer erhält somit ein leicht und besser verständliches Bild und insbesondere werden dem Fahrer die fahrsituationsbedingten wichtigen Informationen verbessert dargestellt. Dabei wird der vorbestimmte Bereich (die begrenzte Fläche) des Wiedergabebereiches, also z. B. die begrenzte Monitorfläche besser ausgenutzt. Beispielweise kann bei einem Abbiegevorgang oder einer Kurvenfahrt eines Nutzfahrzeuges mit Anhänger, der Bildbereich, in dem der Anhänger zu sehen ist, durch die Skalierung gestaucht werden und der dadurch „eingesparte” Bereich des Wiedergabebereichs für eine vergrößerte (verbreiterte) Darstellung des Straßenrandes genutzt werden, indem dieser Bildbereich entsprechend skaliert (vergrößert) wird.
Der Erfindung liegt somit die Idee zugrunde, das durch die Aufnahmeeinheit erfasste Bild des Aufnahmebereiches derart zu skalieren, dass entsprechend der jeweiligen Fahrsituation Bildbereiche mit wenigen oder unnützen Informationen entsprechend verjüngt dargestellt werden und Bildbereiche mit wichtigen Informationen entsprechend vergrößert dargestellt werden, aber insgesamt ein für den Fahrer des Fahrzeuges leicht verständliches Gesamtbild in dem zur Verfügung stehenden Wiedergabebereich der Wiedergabeeinheit angezeigt wird. Die Fläche des Wiedergabereiches wird dadurch verbessert ausgenutzt und auf größere Wiedergabeeinheiten, die z. B. für Standardfahrsituationen (Vorwärtsfahrt) überdimensioniert wären, kann verzichtet werden, zudem größere Wiedergabeeinheiten in den begrenzten Platzverhältnissen in den Fahrzeugen auch ein Sicherheitsrisiko darstellen würden.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Abbildungsfunktion mindestens bereichsweise nicht konstant, wobei der Skalierungsfaktor in Abhängigkeit des Bildwinkels nicht konstant verläuft. In anderen Worten kann der Skalierungsfaktor mit der Funktion n = f(φ) bestimmt werden, wobei n dem Skalierungsfaktor entspricht und φ der entsprechende Bildwinkel ist. Dadurch wird ein nicht konstanter Skalierungsfaktor angewendet, so dass in diesem Bereich (diesen Bereichen) das von der Aufnahmeeinheit erfasste Bild je nach Wahl des nicht konstanten Skalierungsfaktors gestaucht oder aufgeweitet (verbreitert) wird. Damit lassen sich in der jeweiligen vorliegenden Fahrsituation Bereiche mit weniger wichtigen Informationen verkleinert und Bereiche mit bedeutsamen Informationen vergrößert für den Fahrer in dem Wiedergabebereich darstellen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Abbildungsfunktion mindestens einen Bereich auf, in welchem der Skalierungsfaktor in Abhängigkeit des Bildwinkels linear verläuft, d. h. n = f(φ) = a·φ + c. Dabei kann in einer vorteilhaften Ausgestaltung die Abbildungsfunktion mindestens bereichsweise konstant sein, wobei der Skalierungsfaktor in Abhängigkeit des Bildwinkels konstant verläuft, d. h. n = f(φ) = c.
Durch den linear verlaufenden Skalierungsfaktor kann nicht nur bei Bedarf der oben beschriebene konstante Bereich erzielt werden. Auch kann durch lineares Fallen oder lineares Ansteigen des Skalierungsfaktors (a ≠ 0) ein stetig zunehmendes Stauchen oder Aufweiten in dem in dem Wiedergabebereich dargestellten Bild erzielt werden. Somit können Bereiche mit unbedeutenden Informationen kleiner und Bereiche mit wichtigen Informationen entsprechend in Abhängigkeit der jeweiligen Fahrsituation größer dargestellt werden.
Wenn der Skalierungsfaktor konstant ist (a = 0), wird über den jeweiligen Bildbereich ein konstanter Skalierungsfaktor angewendet, so dass in diesem Bereich (diesen Bereichen) das von der Aufnahmeeinheit erfasste Bild nicht zunehmend gestaucht oder aufgeweitet (verbreitert) wird, sondern über den gesamten jeweiligen Bildbereich mit gleicher Stauchung, Aufweitung oder ohne Stauchung bzw. Aufweitung dargestellt wird. Wenn der Skalierungsfaktor so gewählt ist, dass in der jeweiligen vorliegenden Fahrsituation Bereiche in Richtung des Bildwinkels unverändert angezeigt werden (n = c), findet lediglich, je nach Wahl des konstanten Skalierungsfaktors, ein „Hineinzoomen” oder „Herauszoomen” in den bzw. aus dem Aufnahmebereich statt, der mit konstanten Skalierungsfaktor weiterverarbeitet wird.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Abbildungsfunktion mindestens einen Bereich auf, in welchem der Skalierungsfaktor in Abhängigkeit des Bildwinkels nicht linear verläuft. Durch den nicht linear verlaufenden Skalierungsfaktor kann durch nicht lineares Fallen oder nicht lineares Ansteigen des Skalierungsfaktors ein stetig zunehmendes Stauchen oder Aufweiten in dem in dem Wiedergabebereich dargestellten Bild erzielt werden, wobei Übergangsbereiche geschaffen werden, die beispielsweise einen „weicheren” Übergang in Bereiche mit wichtigen Informationen (entsprechend in Abhängigkeit der jeweiligen Fahrsituation) oder einen „härteren” Übergang in Bereiche mit unbedeutenden Informationen ermöglichen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Abbildungsfunktion mindestens einen Bereich auf, in welchem der Skalierungsfaktor in Abhängigkeit des Bildwinkels stetig verläuft. In einer stetig verlaufenden Abbildungsfunktion sind keine Sprünge in der Bilddarstellung im Wiedergabebereich vorhanden. Sofern die Abbildungsfunktion stetig differenzierbar ist, können auch Knicke in der Bilddarstellung ausgeschlossen werden. Dadurch lässt sich ein Bild in dem Wiedergabebereich der Wiedergabeeinheit erzielen, das leicht verständlich für den Fahrer ist.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Abbildungsfunktion mindestens zwei unterschiedlich verlaufende Bereiche in der Bildwinkelrichtung auf. Je Bildbereich kann nach Bedarf eine mathematische Funktion für den Skalierungsfaktor angewendet werden oder es können, wenn beide Bildbereiche mit einer linearen Funktion n = f(φ) = a·φ + c bearbeitet werden, die Konstanten a, c, verschieden gewählt werden. Dadurch können die zuvor beschriebenen unterschiedlichen Verlaufskurven kombiniert werden und somit eine Anpassung der Abbildungsfunktion an die jeweilige Fahrsituation erzielt werden.
Bevorzugt enthält das System mindestens zwei mathematische unterschiedliche Abbildungsfunktionen für mindestens zwei unterschiedliche Fahrsituationen. Diese unterschiedlichen Abbildungsfunktionen können lineare Funktionen, Polynomfunktionen oder jede andere mathematische Funktion sein. Ebenso können für jede der mindestens zwei Fahrsituationen für verschiedene Bildbereiche mehrere unterschiedliche Funktionen für den Skalierungsfaktor kombiniert werden, d. h. je Fahrsituation gibt es z. B. zwei Bildbereiche mit unterschiedlichen Funktionen für den Skalierungsfaktor, die sich auch zwischen den Fahrsituationen unterscheiden. Ebenso muss die Anzahl der Bildbereiche je Fahrsituation nicht gleich sein.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der dargestellte Bildwinkel in Abhängigkeit der Fahrsituation variabel. In anderen Worten, der dargestellte Bildwinkel zur Aufnahme eines erweiterten Aufnahmebereich ist um einen zweiten Bildwinkel vergrößert, und die Abbildungsfunktion ist derart angepasst, dass der erweiterte Aufnahmebereich in dem Wiedergabebereich angezeigt werden kann, dadurch wird der dargestellte Bildwinkel je nach Fahrsituation variiert. Durch die flexible Größe bzw. Erweiterung des Aufnahmebereichs können Informationen erfasst und angezeigt werden, die in der jeweiligen Fahrsituation von Bedeutung sein können, z. B. Bereiche, die über die Straßenbegrenzung hinausgehen (z. B. bei einem Einparkvorgang), die ausgehend von dem Nutzfahrzeug weiter rechts liegen. Da der Wiedergabebereich der Wiedergabeeinheit eine vorbestimmte Breite aufweist, wird das durch die Aufnahmeeinheit erfasste Bild des erweiterten Aufnahmebereichs mit einer entsprechend angepassten Abbildungsfunktion skaliert. In anderen Worten, es werden Bildbereiche stärker skaliert, d. h. gestaucht, so dass das ganze erfasste Bild (welches größer in Richtung des Bildwinkels ist als ein erfasstes Bild von einem nicht erweiterten Aufnahmebereich) in dem Wiedergabebereich angezeigt werden kann. Der begrenzte Bereich des Wiedergabebereiches kann somit optimal ausgenutzt werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung entspricht der Bildwinkel einem horizontalen Bildwinkel. Dadurch wird das erfasste Bild in einer horizontalen Richtung skaliert. Dies ist vor allem von Vorteil bei der Bearbeitung und Wiedergabe von Aufnahmebereichen, die Bereiche links und/oder rechts des Fahrzeuges betreffen. Eine Skalierung kann beispielweise bei Kurvenfahrten stattfinden, bei welchen sich im Aufnahmebereich vermehrt Fahrzeugbereiche befinden. Diese Bereiche lassen sich dann stauchen, um dafür Randbereiche des Aufnahmebereiches (z. B. Straßenrand, weitere Fahrspuren an der Kurveninnenseite) vergrößert darzustellen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung entspricht der Bildwinkel einem vertikalen Bildwinkel. Dadurch wird das erfasste Bild in einer vertikalen Richtung skaliert. Dies ist vor allem von Vorteil bei der Bearbeitung und Wiedergabe von Aufnahmebereichen, die hinter dem Fahrzeug, aber auch vor dem Fahrzeug liegen. Eine Skalierung kann beispielweise bei einer Rückwärtsfahrt (Rückwärtseinparken) stattfinden. Hier lassen sich Bereiche direkt hinter dem Fahrzeug durch eine Skalierung vergrößert (verbreitert) anzeigen, wohingegen entferntere Bereiche (Horizontblick) gestaucht wiedergegeben werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Berechnungseinheit dazu angepasst, das von der Aufnahmeeinheit erfasste Bild des Aufnahmebereiches jeweils mit einem Skalierungsfaktor in der horizontalen Richtung bzw. der vertikalen Richtung zu skalieren, wobei der Skalierungsfaktor für die Skalierung in der horizontalen Richtung in Abhängigkeit eines horizontalen Bildwinkels des erfassten Bildes des Aufnahmebereiches entsprechend einer ersten Abbildungsfunktion bestimmt wird, und der Skalierungsfaktor für die Skalierung in der vertikalen Richtung in Abhängigkeit eines vertikalen Bildwinkels des erfassten Bildes des Aufnahmebereiches entsprechend einer zweiten Abbildungsfunktion bestimmt wird. In anderen Worten, das erfasste Bild des Aufnahmebereiches kann in zwei Richtungen bearbeitet werden und je nach Fahrsituation können entsprechende Bereiche angepasst werden. Eine Skalierung kann beispielweise bei einem Rückwärtseinparken stattfinden. Hier lassen sich Bereiche direkt hinter dem Fahrzeug durch eine Skalierung in vertikaler Richtung vergrößert (verbreitert) anzeigen, wohingegen entferntere Bereiche (Horizontblick) in vertikaler Richtung gestaucht wiedergegeben werden. Zusätzlich lassen sich Bereiche in der horizontalen Richtung, die Objekte enthalten, die beim Einparken von Bedeutung sind (weitere Fahrzeuge, Begrenzungsmauer, Bordstein), in horizontaler Richtung vergrößert darstellen und andere Bereiche, die von geringer Bedeutung sind, z. B. Randbereiche, die keinen Einfluss auf den Einparkvorgang haben, können in der horizontalen Richtung gestaucht/verkleinert angezeigt werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Aufnahmeeinheit derart am Fahrzeug angebracht, dass das erfasste Bild des Aufnahmebereiches die Sichtfelder II und IV nach ECE-Regelung ECE R46 enthält. Somit kann das System beispielsweise als Ersatz für einen Hauptspiegel, der an einem Nutzfahrzeug für die Anzeige des Sichtfeldes II verwendet wird, und für einen Weitwinkelspiegel dienen, der an einem Nutzfahrzeug für die Anzeige des Sichtfeldes IV verwendet wird.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Aufnahmeeinheit derart am Fahrzeug angebracht, dass das erfasste Bild des Aufnahmebereiches sowohl einen Bereich direkt hinter dem Fahrzeug als auch einen Bereich, der dem Horizontblick entspricht, enthält. Hierdurch kann das System zusätzlich zu einem Fahrzeug mit Innenrückspiegel verwendet werden, um damit Bereiche direkt hinter dem Fahrzeug anzuzeigen, die auch mit dem Innenrückspiegel nicht einsehbar sind. Das System kann aber insbesondere bei Fahrzeugen eingesetzt werden, die keinen Rückblick durch ein Heckfenster erlauben (z. B. Nutzfahrzeug, Kleintransporter). Generell kann ein System mit dieser vorteilhaften Ausgestaltung bei Rückwärtseinpark- oder Rangiervorgängen vor Rampen verwendet werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist an dem Fahrzeug eine Mehrzahl von Aufnahmeeinheiten zur Erfassung einer Mehrzahl von Aufnahmebereichen angebracht. Hierdurch lassen sich verschiedene Bereiche um das Fahrzeug erfassen und entsprechend der jeweiligen Fahrsituation anpassen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung enthält die Aufnahmeeinheit zwei Aufnahmegeräte, z. B. Kameras, die jeweils ein Teilbild des Aufnahmebereichs erfassen, und die Berechnungseinheit setzt die Teilbilder derart zusammen, dass der Aufnahmebereich in einem gemeinsamen Bild in dem Wiedergabebereich der Wiedergabeeinheit gezeigt wird. Hierdurch lassen sich zum Beispiel die oben genannten Sichtfelder II und IV getrennt voneinander aufnehmen.
Kurze Beschreibung der Figuren
Nachfolgend wird die Erfindung rein beispielhaft anhand der beigefügten Figuren beschrieben, in denen
1 eine Draufsicht auf ein Fahrzeug und insbesondere auf einen Aufnahmebereich einer Aufnahmeeinheit während einer Standardfahrsituation (hier Vorwärtsfahrt) zeigt;
2 eine Darstellung eines in einem Wiedergabebereich einer Wiedergabeeinheit gezeigten Bildes, das den Aufnahmebereich aus 1 wiedergibt, zeigt;
3 einen Funktionsverlauf einer Abbildungsfunktion zeigt, mit welcher das Bild aus 2 bearbeitet wurde;
4 eine Draufsicht auf ein Fahrzeug und insbesondere auf einen Aufnahmebereich einer Aufnahmeeinheit während einer speziellen Fahrsituation (hier Kurvenfahrt) zeigt;
5 eine Darstellung eines in einem Wiedergabebereich einer Wiedergabeeinheit gezeigten Bildes, das den Aufnahmebereich aus 4 wiedergibt, zeigt;
6 einen Funktionsverlauf einer Abbildungsfunktion zeigt, mit welcher das Bild aus 5 bearbeitet wurde;
7 eine Draufsicht auf ein Fahrzeug und insbesondere auf einen Aufnahmebereich einer Aufnahmeeinheit während einer speziellen Fahrsituation (hier Kurvenfahrt) zeigt;
8 eine Darstellung eines in einem Wiedergabebereich einer Wiedergabeeinheit gezeigten Bildes, das den Aufnahmebereich aus 7 wiedergibt, zeigt;
9 einen Funktionsverlauf einer Abbildungsfunktion zeigt, mit welcher das Bild aus 8 bearbeitet wurde;
10 eine Draufsicht auf ein Fahrzeug und insbesondere auf einen Aufnahmebereich einer Aufnahmeeinheit während einer speziellen Fahrsituation (hier Kurvenfahrt) zeigt;
11 eine Darstellung eines in einem Wiedergabebereich einer Wiedergabeeinheit gezeigten Bildes, das den Aufnahmebereich aus 10 wiedergibt, zeigt;
12 einen Funktionsverlauf einer Abbildungsfunktion zeigt, mit welcher das Bild aus 11 bearbeitet wurde; und
13 eine schematische Ansicht des erfindungsgemäßen Sichtsystems ist.
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
1 zeigt eine Draufsicht auf ein Nutzfahrzeug 10 mit Auflieger 12 während einer Standardfahrsituation (hier Vorwärtsfahrt). Das Nutzfahrzeug ist mit einem Sichtsystem 13 (siehe 13) ausgestattet, das eine an dem Nutzfahrzeug 10 angebrachte Aufnahmeeinheit 14, eine Berechnungseinheit 17 und eine Wiedergabeeinheit 15 aufweist. Ein Wiedergabebereich 16 der Wiedergabeeinheit 15 ist in 2 dargestellt. Der Wiedergabebereich 16 ist in seinen Dimensionen (seiner Wiedergabefläche) vorbestimmt, d. h. begrenzt. Die Aufnahmeeinheit 14 enthält ein Aufnahmegerät, wie beispielsweise eine Kamera oder einen Bildsensor, zum Erfassen und Aufnehmen des gesamten Aufnahmebereichs, der in 1 als ein Sichtkegel dargestellt ist. Der Sichtkegel ist in zwei Teilsichtkegel (Sichtfelder A, B) in der horizontalen Richtung unterteilt. Das Aufnahmegerät ist dabei so ausgelegt, dass es grundsätzlich auch einen größeren Bereich aufnehmen kann, als den in 1 gezeigten Aufnahmebereich. Daher kann der gezeigte Aufnahmebereich (die Sichtfelder A, B) in geeigneter Weise aus dem gesamten aufgenommen Bereich ausgeschnitten sein. Die Berechnungseinheit 17 ist mit der Wiedergabeeinheit 15 im Fahrerhaus des Nutzfahrzeugs angeordnet. Alternativ kann die Berechnungseinheit 15 auch zusammen mit der Aufnahmeeinheit 14 ausgebildet sein oder kann eine separate Einheit oder im Rahmen eines allgemeinen Bordcomputers gebildet sein.
Das in der 1 dargestellte linke Sichtfeld A, entspricht in der bevorzugten Ausführungsform dem Sichtfeld eines Hauptspiegels eines Nutzfahrzeuges (Sichtfeld II nach ECE-Regelung ECE R46) und erstreckt sich an seiner rechten Seite parallel zu der Längsachse des Nutzfahrzeuges entlang des Nutzfahrzeuges und um einen horizontalen Bildwinkel α nach rechts von dem Nutzfahrzeug weg. Die vertikale Ausdehnung des Aufnahmebereichs ist so gewählt, dass der Bereich neben und hinter dem Nutzfahrzeug einschließlich einer Horizontlinie HL wiedergegeben werden kann. Im Allgemeinen soll dieses Sichtfeld entsprechend dem herkömmlich verwendeten Hauptspiegel keiner bzw. nur einer geringen Verzerrung unterliegen. Die optische Achse des Aufnahmegerätes ist daher bevorzugt so eingestellt, dass in dem Sichtfeld A wenig bzw. keine Verzerrungen auftreten. Insbesondere ist die optische Achse so eingestellt, dass sie durch ein Zentrum, gebildet durch den Flächenschwerpunkt, des gesetzlich vorgeschriebenen Sichtfeldes II verläuft. Der horizontale Bildwinkel α liegt bevorzugt in einem Bereich zwischen 10 bis 20 Grad.
Zur besseren Veranschaulichung ist in der schematischen Darstellung von 1 das Sichtfeld A mit einem Abstand von dem Nutzfahrzeug dargestellt. Das Sichtfeld A kann aber so festgelegt sein, dass es die Fahrzeugseite, zumindest in Richtung des Fahrzeughecks miteinschließt, so dass dieser Bereich in der Wiedergabeeinheit 15 zur besseren Orientierung und Informationsverarbeitung für den Fahrer angezeigt werden kann.
Das in der 1 dargestellte rechte Sichtfeld B entspricht in der bevorzugten Ausführungsform dem Sichtfeld eines Weitwinkelspiegels eines Nutzfahrzeuges (Sichtfeld IV nach ECE-Regelung ECE R46) und erstreckt sich an das Sichtfeld A anschließend um einen horizontalen Bildwinkel δ weiter nach rechts von dem Fahrzeug weg. Im Allgemeinen unterliegt dieses Sichtfeld bei Verwendung eines herkömmlichen Spiegels aufgrund der verwendeten Spiegelart einer Verzerrung. Die Verzerrung wird insbesondere in 2 anhand der eingezeichneten Horizontlinie HL deutlich. Entsprechend wird auch bei Verwendung eines Kamerasystems dieser Bereich oft verzerrt, d. h. z. B. mittels eines Weitwinkelobjektivs, erfasst. Ein horizontaler Bildwinkel β, der sich aus der Summe des horizontalen Bildwinkels α und des horizontalen Bildwinkels δ ergibt, liegt bevorzugt in einem Bereich zwischen 30 und 90 Grad.
Die Wiedergabeeinheit 15 erhält Daten von der Berechnungseinheit 17, welche wiederum mit Eingangsdaten von der Aufnahmeeinheit 14 versorgt wird. Die (Bild-)Daten der Aufnahmeeinheit 14 werden in der Berechnungseinheit 17 entsprechend aufgearbeitet, um eine zufriedenstellende Darstellung des Aufnahmebereiches (Sichtfeld A, B) in dem Wiedergabebereich 16 der Wiedergabeeinheit 15 zu gewährleisten.
In der in 1 dargestellten Standardfahrsituation (Vorwärtsfahrt) ist es für den Fahrer des Nutzfahrzeuges wichtig, z. B. im Vorfeld eines Überholvorganges, herannahende Fahrzeuge zu erkennen. Daher ist der Bereich des Sichtfelds A von größerer Bedeutung für den Fahrer des Nutzfahrzeuges als rechtsliegende Bereiche des Sichtfelds B. Da aber auch das Sichtfeld B Informationen enthält, wenn auch von geringerer Bedeutung, ist es wünschenswert, diese ebenso in dem Wiedergabebereich 16 der Wiedergabeeinheit 15 darzustellen. Aus diesem Grund wird in der vorliegenden Standardfahrsituation der Bereich des Sichtfelds A, also der Bereich um den horizontalen Bildwinkel α mit einem konstanten Skalierungsfaktor „n” durch die Berechnungseinheit 17 bearbeitet. Das heißt, dass jeder einzelne Teilbereich des Aufnahmebereiches mit einem horizontalen Bildwinkel kleiner als der horizontale Bildwinkel α mit dem gleichen Skalierungsfaktor „n” skaliert wird. Dies hat zur Folge, dass das diesem (Teil-)Aufnahmebereich (Sichtfeld A) entsprechende Teilbild 20, das in dem Wiedergabebereich 16 in dem linken Bereich angezeigt wird, keine Stauchung oder Aufweitung gegenüber dem „originalen” Teilbild erhält. Dem Fahrer des Nutzfahrzeuges wird hierdurch ein ihm von einem Hauptspiegel bekanntes, demnach leicht verständliches Bild angezeigt.
Wie zuvor ausgeführt, enthält auch das Sichtfeld B für den Fahrer relevante Informationen und Orientierungspunkte, wenn auch von geringerer Bedeutung. Der gesamte Bereich über das Sichtfeld B, also der Bereich um den horizontalen Bildwinkel δ (bzw. horizontaler Bildwinkel β abzüglich horizontaler Bildwinkel α, siehe 1) würde allerdings in einem unveränderten Zustand nicht als Ganzes in dem vorbestimmten (begrenzten) Wiedergabebereich 16 wiedergeben werden können. Daher wird erfindungsgemäß das erfasste Bild des Bereiches des Sichtfelds B mit einem konstant fallenden Skalierungsfaktor (Skalierungsfaktor ist eine lineare Funktion) durch die Berechnungseinheit 17 bearbeitet. Es findet hierdurch eine Stauchung in horizontaler Richtung des Sichtfelds B statt, so dass der gesamte Bereich des Sichtfelds B als Teilbild 22 in dem Wiedergabebereich 16 der Wiedergabeeinheit 15 angezeigt werden kann.
Der gesamte Aufnahmebereich (Sichtfelder A, B) der Aufnahmeeinheit 14 wird demnach durch die Berechnungseinheit 17 mittels der in 3 gezeigten Abbildungsfunktion n = f(φ) bearbeitet (wobei φ dem jeweiligen (horizontalen) Bildwinkel entspricht). Mit anderen Worten, das in dem Wiedergabebereich 16 angezeigte Bild des Aufnahmebereiches (Sichtfelder A, B) wird in Abhängigkeit des horizontalen Bildwinkels in seiner Rechts-Links-Ausdehnung (horizontaler Ausdehnung) skaliert.
Diese Skalierung findet fahrsituationsabhängig statt, d. h. in der Ausführungsform nach 1 bis 3 wird bei der Standardfahrsituation „Vorwärtsfahrt” das durch die Aufnahmeeinheit 14 erfasste Bild des Aufnahmebereichs (Sichtfelder A, B) mit der in 3 gezeigten Abbildungsfunktion f(φ) skaliert.
4 zeigt eine Draufsicht auf das Nutzfahrzeug 10 mit Auflieger 12 aus 1 während einer speziellen Fahrsituation, d. h. während einer Kurven-Vorwärtsfahrt. Das Nutzfahrzeug 10 ist mit dem oben beschrieben Sichtsystem ausgestattet.
Das Aufnahmegerät der Aufnahmeeinheit 14 erfasst auch hier ein Bild der Sichtfelder A, B und versorgt die Berechnungseinheit 17 mit (Bild-)Daten. Auch in dieser Fahrsituation werden die Bilddaten von der Berechnungseinheit 17 entsprechend bearbeitet und der Wiedergabeeinheit 15 ausgegeben. Dabei verwendet die Berechnungseinheit 17 für die Skalierung des erfassten Bildes des Aufnahmebereiches die gleiche Abbildungsfunktion, die für die Standardfahrsituation „Vorwärtsfahrt” verwendet wird (siehe 1). Das sich durch die Skalierung ergebene Bild wird in dem Wiedergabebereich 16 der Wiedergabeeinheit 15 angezeigt.
Wenn keine spezielle Anpassung hinsichtlich der Verwendung der Abbildungsfunktion an die spezielle Fahrsituation stattfindet, füllt, wie deutlich in 5 erkennbar ist, der Auflieger des Nutzfahrzeuges einen Großteil des Bildes 18 (Teilbilder 20, 22) aus, und Bereiche, die für den Fahrer wichtige Informationen enthalten können, z. B. der rechte Bereich des Teilbildes 22, rückt aufgrund seiner geringen Breite in den Hintergrund, und Informationen dieses Bereiches können nicht schnell und zuverlässig von den Fahrer erfasst werden.
Erfindungsgemäß wird daher in dieser speziellen Fahrsituation eine Abbildungsfunktion gemäß 9 vorgeschlagen. 7 zeigt die dazugehörige Draufsicht auf das Nutzfahrzeug, insbesondere auf die gegenüber den in 1 und 4 abgewandelten Sichtfelder A' und B' unter Beibehaltung des gesamten horizontalen Bildwinkels β. Im Speziellen wird in dieser Ausführungsform, die eine Anpassung der Abbildungsfunktion an die spezielle Fahrsituation berücksichtigt, das Sichtfeld A auf das Sichtfeld A' verjüngt bzw. der dazugehörige horizontale Bildwinkel α des Sichtfeldes A wird auf den horizontalen Bildwinkel α' verkleinert. Im Gegensatz dazu wird das Sichtfeld B auf das Sichtfeld B' vergrößert bzw. der horizontale Bildwinkel δ auf den horizontalen Bildwinkel δ' vergrößert.
Das erfasste (Teil-)Bild des Sichtfeldes A wurde in der oben beschriebenen Standardfahrsituation „Vorwärtsfahrt” mit einem konstanten Skalierungsfaktor bearbeitet. Auch in der vorliegenden speziellen Fahrsituation wird das erfasste (Teil-)Bild des Sichtfeldes A' mit einem konstanten Skalierungsfaktor durch die Berechnungseinheit 17 bearbeitet, d. h. es findet keine Verjüngung/Stauchung oder Aufweitung in diesem Bereich statt. Hingegen wird erfasste (Teil-)Bild des Sichtfeldes B' durch die Berechnungseinheit 17 entsprechend der in 9 abgebildeten Abbildungsfunktion bearbeitet. Insbesondere findet hier in den an den horizontalen Bildwinkel α' angrenzenden Bildbereich eine Skalierung statt, die bewirkt, dass der entsprechende Bereich in dem Wiedergabebereich 16 der Wiedergabeeinheit 15 gestaucht wird. Die „Stauchung” wird dabei vornehmlich in dem Bereich durchgeführt, der den Auflieger zeigt, da dieser Bereich keine relevanten Informationen bzw. nur Informationen von geringer Bedeutung für den Fahrer enthält.
Das Teilbild 20 aus 1 und 3 entspricht den Teilbildern 24 und 26 in 8. Insbesondere unterliegt das Teilbild 24 und der linke Bereich des Teilbildes 22 der oben beschrieben Stauchung. Dadurch kann der rechte Bereich des Teilbildes 22 entsprechend unter Anwendung der Abbildungsfunktion nach 9 skaliert, d. h. ausgeweitet werden und somit ein Bereich geschaffen werden, der ausreichend groß und gut erfassbar für den Fahrer ist, so dass Hindernisse oder andere Verkehrsteilnehmer gut erfasst werden können. Relevante Informationen aus diesem Bereich können demnach unter Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Größe des Wiedergabebereiches schnell und zuverlässig erfasst werden.
In 10 bis 12 wird eine alternative Ausführungsform bezüglich der speziellen Fahrsituation nach 4 und 7 dargestellt.
In dieser Ausführungsform werden die in 1 und 4 gezeigten Sichtfelder A, B und die dazugehörigen horizontalen Bildwinkel α und β beibehalten.
Wie bereits oben beschrieben, ist das Aufnahmegerät so ausgelegt, dass es einen größeren Bereich aufnehmen kann, als den in 1 gezeigten bzw. verwendeten Aufnahmebereich (Sichtfelder A, B). Daher ist in der in 10 gezeigten Ausführungsform der Aufnahmebereich um ein Sichtfeld C erweitert, das in geeigneter Weise aus dem gesamten aufgenommen Bereich des Aufnahmegeräts zusätzlich ausgeschnitten ist. Das Sichtfeld C schließt direkt an das Sichtfeld B an.
Das Sichtfeld A wird mittels der Berechnungseinheit 17 wie bereits in der Ausführungsform nach 1 bis 3 beschrieben bearbeitet, d. h. mit einem konstanten Faktor „n” skaliert.
Der Wiedergabebereich 16 der Wiedergabeeinheit 15 weist, wie oben beschrieben, eine vorbestimmte Breite auf. Demzufolge werden die erfassten (Teil-)Bilder der Sichtfelder B und C unter Anwendung der in 12 gezeigten Abbildungsfunktion skaliert, so dass beide erfassten (Teil-)Bilder der Sichtfelder B und C in dem Teilbild 22 (welches in der Ausführungsform nach 1 bis 3 nur das Sichtfeld B wiedergibt), anzeigt werden können. Es findet hier eine Stauchung der erfassten (Teil-)Bilder der Sichtfelder B und C statt.
Durch die Erweiterung des Aufnahmebereichs durch das Sichtfeld C können Informationen, die ausgehend von dem Nutzfahrzeug weiter rechts liegen, erfasst werden. In 10 und 11 ist beispielsweise schemenhaft ein Baum dargestellt, der durch den Einbezug des Sichtfeldes C erfasst und entsprechend in dem Wiedergabebereich 16 dargestellt wird.
Die jeweiligen Wiedergabebereiche 16 der oben beschriebenen Ausführungsformen sind schematisch dargestellt. Es versteht sich, dass die jeweiligen Bilder 18 (bzw. Teilbilder 20, 22, 24, 26) Markierungen (Informationen) zur besseren Orientierung enthalten können. Beispielhaft können Straßenmarkierungen, Leitlinien oder visuelle oder virtuelle Hilfsmarkierungen/-linien etc. mit dargestellt sein, die in den jeweiligen Bereichen entsprechend der Fahrsituation (mit)skaliert werden, so dass eine Orientierung für den Fahrer, insbesondere bezüglich des Fahrzeuges beibehalten werden kann.
Das oben beschriebene Sichtsystem wurde in den Ausführungsformen in Zusammenhang mit einem Nutzfahrzeug mit Auflieger beschrieben. Das Sichtsystem kann aber an jedem anderen Fahrzeug, wie beispielsweise einem Nutzfahrzeug mit Anhänger, Personenfahrzeug, Kleintransporter, Bus etc. zum Einsatz kommen.
In den oben beschriebenen Ausführungsformen wurde die Vorwärtsfahrt als Standardfahrsituation und die Vorwärts-Kurvenfahrt als spezielle Fahrsituation beschrieben. Darüber hinaus kann die erfindungsgemäße Bearbeitung des Aufnahmebereiches in Abhängigkeit weiterer Fahrsituationen angewendet werden. Solche Fahrsituationen enthalten beispielsweise Abbiegevorgang, gerades Rückwärtseinparken, Einparken in eine seitliche Parklücke, Vorwärtseinparken, Rückwärtsfahrt im Allgemeinen.
Je nach vorliegender (spezieller) Fahrsituation ist das Sichtsystem so ausgelegt, eine bestimmte Abbildungsfunktion zu verwenden, dies unter Beibehaltung des horizontalen Bildwinkels β oder mit einer Erweiterung des Aufnahmebereiches durch ein weiteres Sichtfeld. Grundsätzlich liegen in Abhängigkeit der jeweiligen Fahrsituation entsprechende Abbildungsfunktionen vor, die unterschiedliche Funktionsverläufe aufweisen. Zum einen kann der Funktionsverlauf ungleich konstant ist, d. h. zwischen zwei konstanten Verläufen liegt ein Sprung vor, der dann auch im Wiedergabebereich 16 entsprechend erkennbar ist. Damit lässt sich beispielsweise das dargestellte Bild 18 im Wiedergabebereich 16 klar verständlich unterteilen. Diese Grenze kann bevorzugt auch deutlich erkennbar gestaltet werden (z. B. schwarzer Balken).
Bei einer Abbildungsfunktion mit einem konstanten Bereich und einem nicht konstanten Bereich (siehe 3, 9 und 12), kann ebenso die Grenze zwischen dem kontanten und dem nicht konstanten Bereich deutlich erkennbar gestaltet werden. Dies kann von Vorteil sein, wenn der konstante Bereich einem Hauptspiegelbereich entspricht und der nicht konstante Bereich einem Weitspiegelbereich entspricht und damit dem Fahrer die Bilder der unterschiedlichen Spiegel verdeutlicht werden.
Des Weiteren kann die Abbildungsfunktion stetig verlaufen. In einer stetig verlaufenden Abbildungsfunktion sind keine Sprünge in der Bilddarstellung im Wiedergabebereich vorhanden.
Sofern die Abbildungsfunktion stetig differenzierbar ist, können auch Knicke in der Bilddarstellung ausgeschlossen werden. Somit wird dem Fahrer ein ergonomisch günstiges, ihn nicht irritierendes Bild vermittelt.
Weiterhin kann die Abbildungsfunktion in dem nicht konstanten Bereich linear, nicht linear, stetig fallend, stetig steigend verlaufen.
Weiterhin kann die Grenze zwischen konstanten Bereich(en) und nicht konstanten Bereichen) variabel sein.
Eine Anpassung der Abbildungsfunktion an die jeweilige Fahrsituation kann durch Änderungen im Funktionsverlauf in jeweiligen Teilbereichen erfolgen. Solche Änderungen beinhalten beispielsweise Änderungen der Steigung, Änderung der Krümmung oder Verlängerung bzw. Verkürzung eines vorhandenen konstanten Bereiches bzw. Festlegen eines konstanten Bereiches. Die jeweiligen Abbildungsfunktionen können im Vorfeld für Standardfahrsituationen und für spezielle Fahrsituationen festgelegt werden. Optional kann die Abbildungsfunktion manuell über eine von dem Fahrer zu bedienende Eingabevorrichtung, die mit der Berechnungseinheit 17 gekoppelt ist, geändert werden.
Die jeweilige Fahrsituation kann automatisch erkannt werden und/oder manuell eingegeben werden. Für die manuelle Eingabe kann beispielsweise die oben genannte Eingabevorrichtung vorgesehen sein. Die automatische Erkennung kann beispielsweise durch Sensoren bewirkt werden. Die Sensoren können fahrspezifische Merkmale erfassen, wie beispielsweise Geschwindigkeit, Lenkwinkel, Knickwinkel Auflieger relativ zum Nutzfahrzeug, Knickwinkel Anhänger relativ zum (Nutz-)Fahrzeug, Blinkerstellung, Fahrrichtung, Stellung Gangschaltung, Entfernungsmesser für Einpark-/Rangiermanöver.
Die oben beschriebene Aufnahmeeinheit enthält ein einzelnes Aufnahmegerät 14. Es ist ebenso möglich zwei (oder mehrere) Aufnahmegeräte (Kamera, Bildsensor) zu verwenden. In diesem Fall kann die Aufnahmeeinheit 14 derart gestaltet sein, dass ein erstes Bild und ein zweites Bild, die unterschiedliche Bildwinkel haben, von den zwei Aufnahmegeräten erzeugt werden. Dabei nimmt die erste Kamera bzw. Bildsensor ein erstes Bild auf, das das Sichtfeld des Hauptspiegels beinhaltet und vorzugsweise mit großer Auflösung und im Wesentlichen unverzerrt aufgenommen wird, das heißt mit einem Bildwinkel, der dem Bildwinkel der natürlichen Wahrnehmung des Menschen entspricht, während die zweite Kamera bzw. Bildsensor ein zweites Bild erzeugt, das zumindest eine Weitwinkelrichtung mit einem Bildwinkel größer als dem des natürlichen Eindrucks des Auges aufweist und das Sichtfeld eines Weitwinkelspiegels (Sichtfeld IV) abbildet. Die Berechnungseinheit ist dabei so angepasst, aus den beiden getrennten Bildern ein gemeinsames Bild zu generieren und dieses abhängig von der Fahrsituation zu skalieren oder die beiden erzeugten Bilder getrennt voneinander abhängig von der Fahrsituation zu skalieren und danach ein gemeinsames Bild zu generieren. In beiden Fällen werden die Bilddaten des gemeinsamen Bildes an die Wiedergabeeinheit zur Anzeige im Wiedergabebereich ausgegeben.
In den oben beschriebenen Ausführungsformen entspricht der durch das einzelne Aufnahmegerät erfasste Aufnahmebereich im Allgemeinen den Sichtfeldern II und IV. Das Aufnahmegerät kann aber auch derart konfiguriert sein, dass es weitere Bereiche außerhalb der Sichtfelder II und IV erfasst.
Wird das erfindungsgemäße Sichtsystem auf beiden Seiten des Fahrzeugs angewendet, so sind (nicht dargestellt in 1, 4, 7, 10) entsprechende zusätzliche Kameras oder andere Aufnahmeeinheiten sowie ggf. eine weitere Wiedergabeeinheit für die zweite Seite des Nutzfahrzeugs vorgesehen. Die Berechnungseinheit kann nach Bedarf gemeinsam für beide Seiten des Fahrzeugs verwendet werden oder aber es wird auch eine separate Berechnungseinheit für jede Seite des Fahrzeugs vorgesehen. Ebenso können mehrere Eingabevorrichtungen vorgesehen sein.
Ebenso ist die Position der Aufnahmeeinheit nicht auf die rechte und/oder linke Seite des Fahrzeuges zur Erfassung des Aufnahmebereichs entsprechend der Sichtfelder II und IV beschränkt und kann an jeder anderen Position an dem Fahrzeug zur Erfassung anderer Aufnahmebereiche installiert sein. So können beispielsweise die ECE-R 46 Sichtfelder V und/oder VI erfasst werden. Das Sichtfeld V entspricht dem durch einen sogenannten Rampenspiegel erfassten Aufnahmebereich, der sich auf der fahrerabgewandten Seite des Fahrzeuges seitlich unmittelbar neben dem Fahrerhaus befindet (d. h. in Deutschland auf der rechten Fahrzeugseite) und somit Bereiche wiedergibt, die von dem Fahrer nicht direkt einsehbar sind. Dieser Bereich ist insbesondere bei Abbiegevorgängen von hoher Bedeutung und kann beispielsweise Fahrradfahrer direkt neben dem Fahrzeug erfassen. Das Sichtfeld VI entspricht dem durch einen sogenannten Frontspiegel erfassten Aufnahmebereich, der sich direkt vor dem Fahrzeug befindet. Dieser Bereich ist beispielsweise bei Anfahrvorgängen vor Kreuzungen oder Fußgängerübergängen (Zebrastreifen) von hoher Bedeutung und kann beispielsweise Fußgänger erfassen, die sich (noch) vor dem Fahrzeug befinden. Auch bei der Erfassung der Sichtfelder V und VI, die mit zwei aber auch einer Kamera möglich ist, kann abhängig von der Fahrsituation das erfasste Bild mit einer Abbildungsfunktion bearbeitet werden. D. h. bei einem Abbiegevorgang wird der direkt rechts (oder links) neben dem Fahrzeug befindliche Bereich derart skaliert, dass dieser vergrößert dargestellt wird und der Bereich vor dem Fahrzeug entsprechend gestaucht in der Wiedergabeeinheit wiedergegeben wird. Bei einem Anfahrvorgang findet eine entsprechend umgekehrte Skalierung statt, d. h. der Bereich neben dem Fahrzeug wird gestaucht und der Bereich vor dem Fahrzeug entsprechend aufgeweitet. In diesem Zusammenhang ist auch denkbar, dass das Sichtfeld V um die Sichtfelder II und IV erweitert wird.
Weiterhin ist es möglich, die Aufnahmeeinheit auch an einem Heck eines Fahrzeuges anzubringen. Eine solche Position ist insbesondere für Rückwärtsfahrten (z. B. Einparken, Rangieren vor Rampenbereichen) von Vorteil und kann auch zur Überwachung des hinter dem Fahrzeug liegenden Bereiches dienen, insbesondere bei Fahrzeugen, die keine Sicht durch ein Heckfenster ermöglichen. In diesem Fall würde der Aufnahmebereich ein erstes Sichtfeld mit einem vertikalen Bildwinkel aufweisen, der so ausgerichtet ist, dass ein unmittelbar hinter dem Fahrzeug liegender Bereich möglichst verzerrungsfrei erfasst wird. Weiterhin würde der Aufnahmebereich ein zweites Sichtfeld B mit einem vertikalen Bildwinkel aufweisen, der so ausgerichtet ist, dass ein Bereich, der dem Horizontblick entspricht, erfasst wird. Die beiden neu definierten Sichtfelder können einander übergehen, können aber auch einen Aussparungsbereich dazwischen angeordnet aufweisen, der dann in dem Wiedergabebereich entsprechend markant dargestellt werden kann (schwarzer Balken).
Die beiden neu definierten Sichtfelder bzw. die erfassten Bilder dieser Sichtfelder werden dann in analoger Weise durch die Berechnungseinheit bearbeitet, d. h. es findet eine Skalierung in Abhängigkeit von Fahrsituation und vertikalem Bildwinkel statt. Dadurch kann beispielsweise bei einem Rückwärtseinparkvorgang unter Anwendung einer fahrsituationsbedingten Abbildungsfunktion das erfasste Bild des unteren Sichtfeldes (das den unmittelbar hinter dem Fahrzeug liegenden Bereich umfasst) in der vertikalen Richtung skaliert werden und aufgeweitet (vergrößert) wiedergegeben werden, und das Bild des oberen Sichtfeldes (Horizontblick) entsprechend in der vertikalen Richtung skaliert werden und gestaucht wiedergegeben werden, um damit den begrenzten Wiedergabebereich der Wiedergabeeinheit optimal auszunutzen. Andererseits kann bei einer Vorwärtsfahrt durch eine Skalierung gemäß der fahrsituationsbedingten Abbildungsfunktion das Bild des oberen Sichtfeldes entsprechend skaliert und aufgeweitet (vergrößert) dargestellt werden und das Bild des unteren Sichtfeldes entsprechend skaliert und gestaucht angezeigt werden. In beiden Fällen wird das Augenmerk bzw. Aufmerksamkeit des Fahrers auf Bereiche gelenkt, die in der spezifischen Fahrsituation relevante Informationen enthalten.
Des Weiteren ist eine Kombination der in Zusammenhang mit den Figuren beschrieben Skalierung in Abhängigkeit von Fahrsituation und horizontalem Bildwinkel, und der Skalierung in Abhängigkeit von Fahrsituation und vertikalem Bildwinkel möglich. Entsprechende Aufnahmeeinheiten, Berechnungseinheit(en), Wiedergabeeinheit(en) und Eingabevorrichtung(en) sind in dem Fahrzeug dann vorzusehen.
Weiterhin ist der Bildwinkel nicht nur, wie oben beschrieben, auf einen horizontalen und/oder vertikalen Bildwinkel beschränkt und kann jeder von dem horizontalen und vertikalen Bildwinkel unterschiedliche Winkel (radialer Winkel) sein.
Bezugszeichenliste

10: Nutzfahrzeug
12: Auflieger
13: Sichtsystem
14: Aufnahmeeinheit
15: Wiedergabeeinheit
16: Wiedergabebereich
17: Berechnungseinheit
18: Bild
20: Teilbild
22: Teilbild
24: Teilbild
26: Teilbild
28: Baum
A: Sichtfeld
A': Sichtfeld
B: Sichtfeld
B': Sichtfeld
C: Sichtfeld
f(φ): Abbildungsfunktion
HL: Horizontlinie
n: Skalierungsfaktor
α: Bildwinkel
α': Bildwinkel
β: Bildwinkel
γ: Bildwinkel
δ: Bildwinkel
δ': Bildwinkel
φ: Bildwinkel

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

EP 2623374 B1 [0004]
DE 19900498 B4 [0005]
DE 102013009894 A1 [0006]
DE 102013015847 [0007]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

ECE-Regelung ECE R46 [0027]
ECE-Regelung ECE R46 [0046]
ECE-Regelung ECE R46 [0048]
ECE-R 46 [0080]

Claims

Sichtsystem (13) für ein Fahrzeug (10) zur Darstellung eines außerhalb des Fahrzeuges (10) liegenden Aufnahmebereiches (A, B, C), enthaltend eine am Fahrzeug (10) angebrachte Aufnahmeeinheit (14) mit mindestens einem Aufnahmegerät zur Erfassung eines Bildes des Aufnahmebereiches (A, B, C), eine Wiedergabeeinheit (15) für den Fahrzeuginnenraum mit einem Wiedergabebereich (16) mit vorbestimmten Abmessungen, und eine Berechnungseinheit (17), die das von der Aufnahmeeinheit (14) erfasste Bild verarbeitet und zur Anzeige an die Wiedergabeeinheit (15) zuführt, wobei die Berechnungseinheit (17) angepasst ist, das von der Aufnahmeeinheit (14) erfasste Bild des Aufnahmebereiches (A, B, C) zumindest in einer Bildwinkelrichtung mit einem Skalierungsfaktor (n) zu skalieren, wobei die Wiedergabeeinheit (15) angepasst ist, das skalierte Bild (20, 22, 24, 26) in dem Wiedergabebereich (16) anzuzeigen, wobei der Skalierungsfaktor (n) in Abhängigkeit eines Bildwinkels (φ) des erfassten Bildes des Aufnahmebereiches (A, B, C) entsprechend einer Abbildungsfunktion (f(φ)) bestimmt wird, und wobei die Abbildungsfunktion (f(φ)) entsprechend einer Fahrsituation angepasst ist.
Sichtsystem (13) nach Anspruch 1, bei dem die Abbildungsfunktion (f(φ)) mindestens bereichsweise nicht konstant ist, wobei der Skalierungsfaktor (n) in Abhängigkeit des Bildwinkels (φ) nicht konstant verläuft.
Sichtsystem (13) nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Abbildungsfunktion (f(φ)) mindestens einen Bereich aufweist, in welchem der Skalierungsfaktor (n) in Abhängigkeit des Bildwinkels (φ) linear verläuft.
Sichtsystem (13) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Abbildungsfunktion (f(φ)) mindestens bereichsweise konstant ist, wobei der Skalierungsfaktor (n) in Abhängigkeit des Bildwinkels (φ) konstant verläuft.
Sichtsystem (13) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Abbildungsfunktion (f(φ)) mindestens einen Bereich aufweist, in welchem der Skalierungsfaktor (n) in Abhängigkeit des Bildwinkels (φ) nicht linear verläuft.
Sichtsystem (13) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Abbildungsfunktion (f(φ)) mindestens einen Bereich aufweist, in welchem der Skalierungsfaktor (n) in Abhängigkeit des Bildwinkels (φ) stetig verläuft.
Sichtsystem (13) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Abbildungsfunktion (f(φ)) mindestens zwei unterschiedlich verlaufende Bereiche in der Bildwinkelrichtung aufweist.
Sichtsystem (13) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem der dargestellte Bildwinkel (φ) in Abhängigkeit der Fahrsituation variabel ist.
Sichtsystem (13) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem der Bildwinkel (φ) ein horizontaler Bildwinkel (a, b, c, d) ist.
Sichtsystem (13) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem der Bildwinkel (φ) ein vertikaler Bildwinkel ist.
Sichtsystem (13) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die Berechnungseinheit (17) dazu angepasst ist, das von der Aufnahmeeinheit (14) erfasste Bild des Aufnahmebereiches jeweils mit einem Skalierungsfaktor (n₁, n₂) in der horizontalen Richtung bzw. der vertikalen Richtung zu skalieren, wobei der Skalierungsfaktor (n₁) für die Skalierung in der horizontalen Richtung in Abhängigkeit eines horizontalen Bildwinkels (φ) des erfassten Bildes des Aufnahmebereiches entsprechend einer ersten Abbildungsfunktion (f₁(φ)) bestimmt wird, und der Skalierungsfaktor (n₂) für die Skalierung in der vertikalen Richtung in Abhängigkeit eines vertikalen Bildwinkels (φ) des erfassten Bildes des Aufnahmebereiches entsprechend einer zweiten Abbildungsfunktion (f₂(φ)) bestimmt wird.
Sichtsystem (13) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem die Aufnahmeeinheit (14) derart am Fahrzeug (10) angebracht ist, dass das erfasste Bild des Aufnahmebereiches (A, B, C) die Sichtfelder II und IV nach ECE-Regelung ECE R46 enthält.
Sichtsystem (13) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem die Aufnahmeeinheit (14) derart am Fahrzeug (10) angebracht ist, dass das erfasste Bild des Aufnahmebereiches sowohl einen Bereich direkt hinter dem Fahrzeug als auch einen Bereich, der dem Horizontblick entspricht, enthält.
Sichtsystem (13) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei dem am Fahrzeug (10) eine Mehrzahl von Aufnahmeeinheiten (14) zur Erfassung einer Mehrzahl von Aufnahmebereichen angebracht ist.
Sichtsystem (13) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei dem die Aufnahmeeinheit (14) zwei Aufnahmegeräte enthält, die jeweils ein Teilbild des Aufnahmebereichs (A, B, C) erfassen, und die Berechnungseinheit (17) die Teilbilder derart zusammensetzt, dass der Aufnahmebereich (A, B, C) in einem gemeinsamen Bild (18) in dem Wiedergabebereich (16) der Wiedergabeeinheit (15) gezeigt wird.