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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Unterstützung eines Fahrers eines Fahrzeugs mit einer Frontscheibe und auf ein entsprechendes Fahrzeug.
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Stand der Technik
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Es ist bekannt, in Fahrzeugen, insbesondere in Straßenfahrzeugen, Spiegel einzusetzen, welche es dem Fahrer ermöglichen, die Umgebung des Fahrzeugs zu betrachten, ohne den Kopf in die jeweilige Richtung drehen oder wenden zu müssen.
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Üblicherweise ist einer dieser Spiegel mittig zwischen dem Fahrersitz und dem Beifahrersitz eines Fahrzeugs an der Frontscheibe angeordnet. Dabei wird der Spiegel mit einer Spiegelhalterung an der Frontscheibe oder dem Dach des Fahrzeugs befestigt.
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Ferner verfügen moderne Fahrzeuge heute über eine Vielzahl elektronischer Systeme, welche den Fahrer bei der Handhabung des Fahrzeugs unterstützen. Die sogenannten Fahrerassistenzsysteme können den Fahrer z.B. beim Halten der Fahrspur unterstützen, wenn der Fahrer abgelenkt ist, oder für diesen einen automatischen Bremsvorgang einleiten.
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Insbesondere versuchen moderne Fahrerassistenzsysteme den Fahrer in Gefahrensituationen zu unterstützen, um einen Unfall zu verhindern oder die Folgen eines Unfalls abzumildern. Weitere Fahrerassistenzsysteme, wie z.B. Tempomaten oder Einparkassistenten, erhöhen den Komfort für den Fahrer.
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Einige dieser Fahrerassistenzsysteme erfordern eine Kamera, welche den Bereich vor dem Fahrzeug erfasst und Bilddaten der Kamera dem jeweiligen Fahrerassistenzsystem bereitstellt.
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Dazu werden üblicherweise Kameras an der Frontscheibe hinter dem Rückspiegel verbaut. Zur Befestigung der Kamera wird dabei häufig eine separate Halterung verwendet, welche unabhängig von der Halterung des Rückspiegels ist.
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Die Verwendung zweier Halterungen erhöht die Komplexität des Systems und führt zu einem erhöhten Montageaufwand. Dies gilt es zu vermeiden.
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Offenbarung der Erfindung
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen verbesserten Spiegel für ein Fahrzeug bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Unterstützung eines Fahrers eines Fahrzeugs mit einer Frontscheibe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst.
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Demgemäß ist vorgesehen:
Eine Vorrichtung zur Unterstützung eines Fahrers eines Fahrzeugs mit einer Frontscheibe, mit einer Anzeigevorrichtung umfassend eine Frontkamera, welche ein Kameragehäuse aufweist, welches an der Frontscheibe des Fahrzeugs angebracht werden kann, und eine Spiegeleinrichtung, welche ein Spiegelgehäuse aufweist, welches an einer der Frontscheibe abgewandten Seite des Kameragehäuses angeordnet und/oder befestigt ist.
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Ferner ist vorgesehen:
Ein Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und mit mindestens einer Fahrzeugkamera, welche ausgebildet ist, zumindest einen Ausschnitt einer Umgebung des Fahrzeugs zu erfassen und der Vorrichtung bereitzustellen.
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Vorteile der Erfindung
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Die der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Erkenntnis besteht darin, dass die Verwendung zweier separater Halterungen für Rückspiegel und Frontkamera oder gar die Anbringung der Frontkamera in dem während der Fahrt stark vibrierenden Spiegelsockel nachteilig ist und den von der Kamera unterstützen Funktionen nicht gerecht wird.
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Die der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Idee besteht nun darin, dieser Erkenntnis Rechnung zu tragen und eine Möglichkeit vorzusehen, bei welcher lediglich eine Halterung für die Frontkamera und die Spiegeleinrichtung vorgesehen ist.
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Ferner kann die Spiegeleinrichtung derart an dem Kameragehäuse angebracht werden, dass diese auf der der Frontscheibe des Fahrzeugs abgewandten Seite, also nach hinten bzw. zum Fahrer zeigend, montiert ist.
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Dadurch bietet die vorliegende Erfindung eine kompakte und platzsparende Anordnung für eine Frontkamera und eine Spiegeleinrichtung, welche durch die Befestigung der Frontkamera an der Frontscheibe eine hohe Performance der Frontkamera ermöglicht.
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Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.
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In einer Ausführungsform weist die Spiegeleinrichtung eine Spiegelfläche auf, welche als ein optischer Spiegel ausgebildet ist. Dies ermöglicht einen sehr einfachen Aufbau der erfindungsgemäßen Spiegeleinrichtung.
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In einer Ausführungsform weist die Spiegeleinrichtung eine Spiegelfläche auf, welche als eine elektronische Anzeigeeinrichtung ausgebildet ist. Dies ermöglicht einen sehr flexiblen Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung in unterschiedlichen Anwendungen.
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In einer Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Positionserfassungseinrichtung auf, welche ausgebildet ist, die Kopfposition eines Fahrers des Fahrzeugs zu erfassen. Dies ermöglicht es, das auf der elektronischen Anzeigeeinrichtung angezeigte Bild anhand der Position des Kopfs des Fahrers anzupassen.
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Ferner weist die Vorrichtung eine Recheneinrichtung auf, welche ausgebildet ist, in einem von mindestens einer Fahrzeugkamera aufgenommenen Kamerabild basierend auf der erfassten Kopfposition einen relevanten Bildausschnitt zu berechnen und diesen relevanten Bildausschnitt der elektronischen Anzeigeeinrichtung zur Anzeige bereitzustellen. Dadurch kann dem Fahrer unabhängig von dessen aktueller Position immer der für ihn relevante Bildbereich angezeigt werden.
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In einer Ausführungsform ist die Recheneinrichtung ausgebildet, anhand der erfassten Kopfposition des Fahrers eine Kopfbewegung des Fahrers zu erfassen und bei einer dynamischen Kopfbewegung des Fahrers den anzuzeigenden Bildausschnitt zu vergrößern. Bewegt der Fahrer seinen Kopf z.B. in Richtung der Spiegeleinrichtung, wird davon ausgegangen, dass der Fahrer ein Detail auf dem in der Spiegeleinrichtung zu sehenden Bild genauer betrachten möchte. Durch das Vergrößern des relevanten Bereichs wird dem Fahrer dies erleichtert.
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In einer Ausführungsform ist die Positionserfassungseinrichtung ferner ausgebildet, die Blickrichtung des Fahrers des Fahrzeugs zu erfassen. In solch einer Ausführungsform kann exakt derjenige Bildbereich vergrößert werden, den der Fahrer im Moment der Kopfbewegung betrachtet.
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In einer Ausführungsform ist die Recheneinrichtung ausgebildet, den Fahrer potentiell blendende Bereiche in dem anzuzeigenden Bildausschnitt abzudunkeln und/oder dunkle Bereiche in dem anzuzeigenden Bildausschnitt aufzuhellen. Dadurch wird die Darstellung in der elektronischen Anzeigeeinrichtung für den Fahrer verbessert.
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In einer Ausführungsform ist die Recheneinrichtung ausgebildet, den anzuzeigenden Bildausschnitt anhand einer momentanen Fahrsituation des Fahrzeugs zu berechnen, wobei mögliche anzuzeigende Bildausschnitte eine Surround-View-Ansicht des Fahrzeugs und/oder eine Ansicht der Rückbank des Fahrzeugs und/oder eine Ansicht eines relevanten Umgebungsbereichs des Fahrzeugs und/oder eine Ansicht relevanter Informationen des Fahrzeugs aufweisen. Dies ermöglicht es, dem Fahrer unterschiedliche Ansichten in der elektronischen Anzeigeeinrichtung zu zeigen. Beispielsweise kann bei einem Einparkvorgang eine Surround-View Darstellung des Fahrzeugs dargestellt werden. Bei einer solchen Surround-View Darstellung wird aus unterschiedlichen Kamerabildern z.B. eine Darstellung erzeugt, bei welcher das Fahrzeug von oben gesehen dargestellt wird. Dadurch können insbesondere bei einem Einparkvorgang die Objekte um das Fahrzeug erkannt werden. Die Ansicht der Rückbank des Fahrzeugs kann z.B. auf Knopfdruck oder dergleichen bereitgestellt werden, um z.B. Kinder zu beobachten, ohne den Kopf nach hinten wenden zu müssen. Die Ansicht eines relevanten Umgebungsbereichs kann z.B. eine vergrößerte Ansicht eines sich rasch nähernden Fahrzeugs oder eines Fahrzeugs in einem toten Winkel zu dem Fahrzeug zeigen. Über eine Art On-Screen-Display können ferner relevante Informationen über das Fahrzeug oder den Zustand des Fahrzeugs dargestellt werden.
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In einer Ausführungsform weist die Anzeigevorrichtung eine Gelenkeinrichtung auf, welche das Spiegelgehäuse mit dem Kameragehäuse gelenkig koppelt. Dies ermöglicht es dem Fahrer, das Spiegelgehäuse in eine ihm angenehme Position zu bringen.
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In einer Ausführungsform ist das Spiegelgehäuse einstückig mit dem Kameragehäuse ausgebildet. Dies vereinfacht die Konstruktion der Vorrichtung.
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In einer Ausführungsform weist das Fahrzeug eine Vielzahl von Fahrzeugkameras auf, die derart angeordnet sind, dass aus den einzelnen Kamerabildern der Vielzahl von Fahrzeugkameras eine Surround-View-Ansicht des Fahrzeugs erzeugt werden kann. Für eine Surround-View-Ansicht eines Fahrzeugs müssen Kameras derart an dem Fahrzeug angebracht werden, dass dieses von jeder Seite dargestellt werden kann. Daher können auf diese Art unterschiedliche Ansichten des Fahrzeugs generiert werden.
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In einer Ausführungsform erfasst mindestens eine Fahrzeugkamera einen toten Winkel des Fahrzeugs und stellt diesen der Vorrichtung bereit. Dies ermöglicht eine Anzeige von Objekten für den Fahrer, die dieser sonst eventuell übersehen könnte.
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Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmalen der Erfindung. Insbesondere wird dabei der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der vorliegenden Erfindung hinzufügen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen und Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:
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1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
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2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs; und
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3 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs.
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In allen Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente und Vorrichtungen – sofern nichts Anderes angegeben ist – mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
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Ausführungsformen der Erfindung
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 zur Unterstützung eines Fahrers eines Fahrzeugs 2.
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Die Vorrichtung 100 weist eine Anzeigevorrichtung 1 auf, die eine Frontkamera 4 aufweist, deren Kameragehäuse 5 an einer Frontscheibe 3 eines (in 1 nicht dargestellten) Fahrzeugs 2 angebracht ist. Beispielsweise kann das Kameragehäuse 5 eine Halteklammer oder ein Befestigungselement (Bracket) aufweisen, welche an die Frontscheibe 3 geklebt wird. Andere Befestigungsarten sind ebenfalls möglich.
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An der von der Frontscheibe 3 wegzeigenden Seite 8 des Kameragehäuses 5 ist über eine Gelenkeinrichtung 18 ein Spiegelgehäuse 7 einer Spiegeleinrichtung 6 mit dem Kameragehäuse 5 gekoppelt. Über die Gelenkeinrichtung 18 kann die Position bzw. die Orientierung der Spiegeleinrichtung 6 eingestellt werden.
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Der in 1 dargestellt Aufbau ermöglicht es, die Kamera sehr nahe an der Frontscheibe 3 zu platzieren und gleichzeitig die Spiegeleinrichtung 6 zu befestigen, ohne für diese eine eigene Halterung vorsehen zu müssen.
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2 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs 2.
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In dem Fahrzeug 2 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 100 angeordnet. Die Anzeigevorrichtung 1 der Vorrichtung 100 ist an der Frontscheibe 3 angeordnet. Im Gegensatz zu der Vorrichtung 100 der 1 weist die Vorrichtung 100 der 2 eine Recheneinrichtung 14 und eine mit dieser gekoppelte Positionserfassungseinrichtung 11 auf. Die Positionserfassungseinrichtung 11 erfasst eine Kopfposition 12 eines Fahrers 13 des Fahrzeugs 2 und stellt diese der Recheneinrichtung 14 bereit.
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Die Anzeigevorrichtung 1 weist ferner eine Spiegeleinrichtung 6 auf, die im Gegensatz zu der Spiegeleinrichtung 6 der 1 eine elektronische Anzeigeeinrichtung 10 aufweist. Ferner ist das Spiegelgehäuse 7 in 2 fest mit dem Kameragehäuse 5 gekoppelt.
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In 2 ist also die Spiegeleinrichtung 6 nicht beweglich an dem Kameragehäuse 5 angebracht.
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In 2 nicht dargestellt, sind zusätzliche Fahrzeugkameras 15-1 bis 15-4, von denen die Recheneinrichtung 14 zusätzliche Kamerabilder 16 empfangen kann, aus denen eine Rundumsicht-Darstellung (Surround View), insbesondere aus einer Vogelperspektive (Top View) ermittelt werden kann. Dies wird nachfolgend in Zusammenhang mit 3 näher erläutert.
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Um dem Fahrer 13 nun aber die für ihn relevanten Bildausschnitte 17 zeigen zu können, kann die Recheneinrichtung 14 anhand der Kopfposition 12 des Fahrers 13 die für diesen relevanten Bildausschnitte 17 festlegen und aus den Kamerabildern 16 auswählen. Dazu kann die Recheneinrichtung 14 z.B. aus allen Kamerabildern 16 ein Panoramabild zusammensetzen, aus welchem die Recheneinrichtung 14 dann die relevanten Bildausschnitte 17 auswählt.
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Die Recheneinrichtung 14 kann z.B. erkennen, dass der Fahrer 13 seinen Kopf in Richtung der Spiegeleinrichtung 6 bewegt. Erkennt die Recheneinrichtung 14 eine solche Bewegung, deutet dies darauf hin, dass der Fahrer sich ein Detail in dem auf der elektronischen Anzeigeeinrichtung 10 dargestellten Bild genauer ansehen möchte. Folglich kann die Recheneinrichtung 14 den Fahrer 13 in solch einer Situation unterstützen und den dargestellten Bildausschnitt 17 vergrößern.
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Dazu kann die Recheneinrichtung 14 z.B. unterschiedliche Bildverarbeitungsalgorithmen aufweisen, die in einem Prozessor der Recheneinrichtung 14 ausgeführt werden.
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Weitere Bildverarbeitungsalgorithmen können z.B. die Farbgebung bzw. den Kontrast oder die Helligkeit des dargestellten Bildausschnitts 17 betreffen. Z.B. kann die Recheneinrichtung 14 den Fahrer 13 potentiell blendende Bereiche in dem anzuzeigenden Bildausschnitt 17 abdunkeln. Ferner kann die Recheneinrichtung 14 dunkle Bereiche in dem anzuzeigenden Bildausschnitt 17 aufzuhellen, so dass der Fahrer die Details in dem aufgehellten Bildausschnitt 17 besser erkennen kann. Andere Bildverarbeitungsalgorithmen sind ebenfalls möglich.
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Beispielsweise kann in einer Ausführungsform die Recheneinrichtung 14 ausgebildet sein, Objekte, z.B. andere Fahrzeuge, in dem relevanten Bildausschnitt 17 zu erkennen und zu markieren. Ein solches Markieren kann z.B. das Umranden durch einen farbigen Rahmen, das Aufhellen oder das Einfärben des jeweiligen Objekts aufweisen.
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Die Recheneinrichtung 14 kann z.B. auch ausgebildet sein, Gefahren zu erkennen und den Fahrer 13 durch Anzeigen einer Warnung zu warnen. Beispielsweise kann die Recheneinrichtung 14 ein gelbes Dreieck in der elektronischen Anzeigeeinrichtung 10 anzeigen, wenn sich ein anderes Fahrzeug mit sehr hoher Geschwindigkeit von hinten nähert oder sich ein anderes Fahrzeug in dem toten Winkel des Fahrzeugs 2 befindet.
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Die Recheneinrichtung 14 kann in einer Ausführungsform ein eigenes Fahrzeugsteuergerät sein. Die Recheneinrichtung 14 kann dabei über diskrete Datenleitungen mit den Fahrzeugkameras 15-1 bis 15-4 und der elektronischen Anzeigeeinrichtung 10 gekoppelt sein. Die Recheneinrichtung 14 kann aber auch über einen Fahrzeugbus des Fahrzeugs 2 mit den Fahrzeugkameras 15-1 bis 15-4 oder einem Fahrzeugsystem, welches die Fahrzeugkameras 15-1 bis 15-4 verwaltet, gekoppelt sein, um die Kamerabilder 16 zu empfangen.
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Alternativ kann die Recheneinrichtung 14 aber auch als Programm in einem anderen Steuergerät des Fahrzeugs 2 ausgeführt werden. In solch einem Fall kann das Steuergerät z.B. ein Steuergerät eines Fahrerassistenzsystems sein, welches bereits mit den Fahrzeugkameras 15-1 bis 15-4 gekoppelt ist, um diese auszuwerten.
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3 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs 2.
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Das Fahrzeug 2 der 3 ist in einer Aufsicht dargestellt. Es ist zu sehen, dass das Fahrzeug 2 neben einer (nicht separat eingezeichneten) Vorrichtung 100 vier Fahrzeugkameras 15-1 bis 15-4 aufweist, die jeweils auf einer Seite des Fahrzeugs 2 angeordnet sind. Gestrichelt ist jeweils der Bildbereich dargestellt, welchen die Fahrzeugkameras 15-1 bis 15-4 erfassen. Es ist zu erkennen, dass die Fahrzeugkameras 15-1 bis 15-4 sehr weitwinklig sind und einen Winkelbereich von ca. 180° erfassen. Dadurch wird es möglich, mit vier Fahrzeugkameras 15-1 bis 15-4 das gesamte 360° Umfeld des Fahrzeugs 2 zu erfassen. Die seitlich angeordneten Fahrzeugkameras 15-1, 15-3 können z.B. in einem Seitenspiegel des Fahrzeugs 2 angeordnet sein. Die an der Vorderseite des Fahrzeugs 2 angeordnete Fahrzeugkamera 15-4 kann z.B. die Frontkamera 4 sein. Im Heck des Fahrzeugs 2 kann die Fahrzeugkamera 15-3 z.B. in einem Herstelleremblem, der Stoßstange, einem zentralen Bremslicht oder dergleichen angeordnet werden.
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In anderen Ausführungsformen können die Fahrzeugkameras 15-1 bis 15-4 anders ausgeführt sein und die Anzahl der Fahrzeugkameras 15-1 bis 15-4 kann variieren.
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Die Fahrzeugkameras 15-1 bis 15-4 übermitteln der Recheneinrichtung 14 der Vorrichtung 100 die Kamerabilder 16. Aus diesen kann die Recheneinrichtung 14, wie oben bereits beschrieben die jeweils in einer Fahrsituation relevanten Bildausschnitte 17 berechnen.
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Die Recheneinrichtung 14 kann ferner ausgebildet sein, Verzerrungen, die durch die weitwinkligen Fahrzeugkameras 15-1 bis 15-4 hervorgerufen werden aus den Kamerabildern 16 herauszurechnen.
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In einer Ausführungsform kann die Recheneinrichtung 14 ferner über eine Kommunikationsschnittstelle verfügen, über welche die Recheneinrichtung 14 Bilddaten z.B. von Webcams oder anderen z.B. im Bereich der von dem Fahrzeug befahrenen Straße angebrachten Kameras empfangen kann. Diese Kommunikation kann z.B. über das Internet erfolgen. Die Recheneinrichtung 14 kann z.B. anhand der Position und Blickrichtung der jeweiligen Kameras oder anhand der Bildinhalte für das Fahrzeug relevante Bilddaten identifizieren und auf der elektronischen Anzeigeeinrichtung 10 anzeigen. Dadurch können dem Fahrer z.B. Bilder des Fahrzeugs 2 oder der Verkehrslage um das Fahrzeug 2 aus einer anderen Perspektive angezeigt werden. Beispielsweise könnte ein Stau aus der Vogelperspektive gezeigt werden. Alternativ könnten Verzögerungen, welche durch den Stau hervorgerufen werden, auch in Echtzeit berechnet werden und mit Daten des Navigationssystems gekoppelt werden. So könnte z.B. eine Geschwindigkeit für das Durchfahren des Staus empfohlen werden. Es könnte ferner auch die Verkehrslage an einer Kreuzung auf dem Weg des Fahrzeugs 2 bereits angezeigt werden, bevor das Fahrzeug 2 die Kreuzung erreicht. In einer Ausführungsform könnten auch Parklätze, z.B. lokal auf einem Großparkplatz oder global in einem Stadtbereich aus der Vogelperspektive gezeigt werden. Als alternative Bilddatenquelle können z.B. auch Online-Kartendienste anstelle der Kameras genutzt werden.
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In einer weiteren Ausführungsform kann die Recheneinrichtung 14 z.B. auch das Bild einer Kamera anzeigen, welche die Rückbank des Fahrzeugs 2 filmt. Dadurch kann der Fahrer 13 z.B. auf der Rückbank sitzende Kinder oder Haustiere beobachten, ohne den Kopf nach hinten drehen zu müssen. Dadurch wird der Zeitraum, für welchen der Fahrer 13 den Blick von der Straße nimmt, deutlich verkürzt.
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Alternativ kann die Recheneinrichtung 14 von anderen Fahrzeugsystemen des Fahrzeugs 2 Informationen abrufen, die dem Fahrer in der elektronischen Anzeigeeinrichtung 10 angezeigt werden können.
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Solche Informationen können z.B. eine Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Navigationsanweisung, eine auf einer von dem Fahrzeug befahrenen Strecke erlaubte Höchstgeschwindigkeit oder dergleichen sein.
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Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Insbesondere lässt sich die Erfindung in mannigfaltiger Weise verändern oder modifizieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Vorrichtung
- 1
- Anzeigevorrichtung
- 2
- Fahrzeug
- 3
- Frontscheibe
- 4
- Frontkamera
- 5
- Kameragehäuse
- 6
- Spiegeleinrichtung
- 7
- Spiegelgehäuse
- 8
- Seite
- 9
- Spiegelfläche
- 10
- elektronische Anzeigeeinrichtung
- 11
- Positionserfassungseinrichtung
- 12
- Kopfposition
- 13
- Fahrer
- 14
- Recheneinrichtung
- 15-1 bis 15-4
- Fahrzeugkamera
- 16
- Kamerabild
- 17
- Bildausschnitt
- 18
- Gelenkeinrichtung
