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Die Erfindung betrifft eine Erfassungseinrichtung für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Erfassungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 5.
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Kamerabasierte Fahrerassistenzsysteme für Fahrzeuge, insbesondere Kraftwagen, erlangen zunehmend an Bedeutung. Für zahlreiche kamerabasierte Fahrerassistenzsysteme kommen heute vorwiegend hinter der Windschutzscheibe verbaute Sensoren, insbesondere Kameras, zum Einsatz, die jedoch nur bedingt die Umwelt klassifizieren können. Insbesondere in Fahrsituationen wie beispielsweise bei einer Ausfahrt aus einem Parkplatz, bei Rangiervorgängen etc., bei denen der extreme Nahbereich relevant ist, ist die Lage der Kamera an der Windschutzscheibe nur bedingt geeignet. Ebenso ist aufgrund des horizontalen Winkels der Kamera eine Überwachung des Seitenbereichs nur bedingt möglich.
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Daher ist es vorteilhaft, die Kamera in einen Frontscheinwerfer des Fahrzeugs zu integrieren. Die
WO 2014/070276 A2 offenbart eine Erfassungseinrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere einen Kraftwagen, mit wenigstens einem Frontscheinwerfer und mit wenigstens einer in den Frontscheinwerfer integrierten Kamera. Die Kamera ist zum Erfassen von Bildern von zumindest einem Teil der Umgebung des Fahrzeugs ausgebildet. Darüber hinaus ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, mittels welcher die Kamera um eine in Fahrzeughochrichtung verlaufende Schwenkachse, insbesondere relativ zum Frontscheinwerfer beziehungsweise relativ zum Aufbau des Fahrzeugs, verschwenkbar ist.
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Darüber hinaus geht aus der
WO 2014/070276 A2 ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Erfassungseinrichtung hervor, bei welchem mittels der Kamera Bilder von zumindest einem Teil der Umgebung des Fahrzeugs erfasst werden. Ferner wird die Kamera mittels der Steuereinrichtung um die Schwenkachse verschwenkt.
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Die
DE 10 2006 008 703 A1 offenbart ein Fahrerunterstützungssystem für ein Fahrzeug mit vorderen linken und rechten Kameras, die an vorderen linken beziehungsweise rechten Endteilen des Fahrzeugs angeordnet sind.
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Schließlich ist der
DE 10 2014 107 155 A1 ein System zum Bereitstellen verbesserter Bilder eines Bereichs in Front eines Fahrzeugs als bekannt zu entnehmen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Erfassungseinrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass der Fahrer des Fahrzeugs auf besonders vorteilhafte Weise beim Führen des Fahrzeugs unterstützt werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch eine Erfassungseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 5 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Um eine Erfassungseinrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass der Fahrer des Fahrzeugs auf besonders vorteilhafte Weise beim Führen des Fahrzeugs unterstützt werden kann, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Steuereinrichtung zum Durchführen einer Objekterkennung zum Identifizieren von Objekten in den erfassten Bildern und zum Verschwenken der Kamera in Abhängigkeit von den identifizierten Objekten ausgebildet ist. Dadurch ist es beispielsweise möglich, die Kamera beziehungsweise ihre Stellung beziehungsweise Position wenigstens einem mittels der Objekterkennung in den Bildern identifizierten Objekt nachzuführen und das Objekt sozusagen mit der Kamera zu verfolgen.
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Alternativ oder zusätzlich ist es dadurch möglich, infolge der Identifikation wenigstens eines Objekts in den mittels der Kamera erfassten Bildern, die Kamera auf das identifizierte Objekt gezielt auszurichten, sodass beispielsweise die Aufmerksamkeit des Fahrers auf dieses Objekt gelenkt beziehungsweise der Fahrer auf dieses Objekt hingewiesen werden kann.
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Die mittels der Kamera erfassten Bilder werden beispielsweise auf einem Bildschirm beziehungsweise einer Anzeige angezeigt, die im Innenraum des Fahrzeugs angeordnet und vom Fahrer des Fahrzeugs optisch wahrnehmbar ist. Dadurch kann der Fahrer die mittels der Kamera erfassten Bilder sehen.
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Da die Kamera nun beispielsweise auf das Objekt ausgerichtet beziehungsweise dem Objekt nachgeführt wird, kann der Fahrer das Objekt beispielsweise in jeweiligen Fahrsituationen, insbesondere bei einem Rangiervorgang oder bei einem Ausfahren aus einer Ausfahrt oder einem Parkplatz, über den Bildschirm im Blick behalten, wodurch die Gefahr von Kollisionen zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt besonders gering gehalten werden kann. Mit anderen Worten ist es möglich, die Kamera in Abhängigkeit von das identifizierte Objekt charakterisierenden Objektdaten zu steuern, das heißt zu verschwenken. Das Objekt ist ein Zielobjekt, dem beispielsweise die Ausrichtung der Kamera folgt, um dadurch beispielsweise eine Position und eine Vermessung des Objekts für ein Fahrerassistenzsystem des Fahrzeugs sicherzustellen.
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Bei dem Objekt handelt es sich beispielsweise um ein von dem Fahrzeug unterschiedliches, weiteres Fahrzeug, welches sich beispielsweise relativ zu dem eigenen Fahrzeug bewegt.
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Die Objekterkennung erfolgt beispielsweise als monobasierte Objektdetektion in allen Kameralagen. Dies bedeutet, dass die Kamera beziehungsweise die Steuereinrichtung beispielsweise eine monobasierte Objekterkennung aufweist. Dabei kann in Abhängigkeit von der Lage beziehungsweise Ausrichtung der Kamera wenigstens eine Position des Objekts übermittelt werden.
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Alternativ oder zusätzlich ist eine stereobasierte Objekterkennung denkbar. Hierzu ist die Kamera beispielsweise als Stereokamera ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich umfasst die Erfassungseinrichtung beispielsweise zwei Kameras, welche beispielsweise in Fahrzeugquerrichtung voneinander beabstandet angeordnet sind. Eine erste der Kameras ist somit eine rechte Kamera, wobei die zweite Kamera eine linke Kamera ist. Mittels der rechten und der linken Kamera kann dann eine dreidimensionale Berechnung durchgeführt werden, sodass beispielsweise anhand der mittels der Kameras erfassten Bilder ein Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem vom Fahrzeug unterschiedlichen, mittels der Objekterkennung identifizierten Objekt berechnet werden kann.
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Um ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 5 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass der Fahrer des Fahrzeugs beim Führen des Fahrzeugs besonders vorteilhaft unterstützt werden kann, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass mittels der Steuereinrichtung eine Objekterkennung durchgeführt wird, mittels welcher wenigstens ein Objekt in den erfassten Bildern identifiziert wird, wobei die Kamera in Abhängigkeit von dem identifizierten Objekt mittels der Steuereinrichtung verschwenkt wird. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Erfassungseinrichtung sind als vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens anzusehen und umgekehrt.
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Die Steuereinrichtung ist beispielsweise eine Steuereinrichtung der Kamera beziehungsweise in die Kamera integriert, sodass die Objekterkennung mittels der Kamera selbst durchgeführt werden kann. Alternativ ist es denkbar, dass die Steuereinrichtung eine bezüglich der Kamera externe, zusätzliche Steuereinrichtung ist, welche mit der Kamera verbunden ist.
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Die Kamera stellt beispielsweise wenigstens ein die mittels der Kamera erfassten Bilder charakterisierendes Signal bereit, welches an die Steuereinrichtung übertragen und von dieser empfangen wird. Die dadurch an die Steuereinrichtung übermittelten Bilder beziehungsweise das Signal werden beziehungsweise wird der Objekterkennung unterzogen, sodass mittels der Steuereinrichtung wenigstens ein Objekt in den Bildern identifiziert werden kann.
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Zum Bewegen der Kamera umfasst die Steuereinrichtung beispielsweise wenigstens einen Motor, insbesondere einen Elektromotor, mittels welchem die Kamera beispielsweise relativ zum Frontscheinwerfer, insbesondere relativ zu einem Gehäuse des Frontscheinwerfers, und relativ zu einem Aufbau, insbesondere einer Karosserie, des Fahrzeugs um die Schwenkachse bewegbar ist.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in der einzigen Fig. eine schematische Darstellung einer Erfassungseinrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere einen Kraftwagen, mit wenigstens einem Frontscheinwerfer, mit wenigstens einer in den Frontscheinwerfer integrierten Kamera zum Erfassen von Bildern von zumindest einem Teil der Umgebung des Fahrzeugs und mit einer Steuereinrichtung, welche zum Durchführen einer Objekterkennung zum Identifizieren von Objekten in den erfassten Bildern und zum Verschwenken der Kamera in Abhängigkeit von den identifizierten Objekten ausgebildet ist.
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Die Fig. zeigt in einer schematischen Darstellung eine im Ganzen mit 10 bezeichnete Erfassungseinrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere einen Kraftwagen wie beispielsweise einen Personenkraftwagen. Die Erfassungseinrichtung 10 umfasst wenigstens einen Frontscheinwerfer 12, welcher ein Gehäuse 14 aufweist. Durch das Gehäuse 14 ist ein Aufnahmeraum 16 begrenzt, welcher auf zumindest einer Seite durch eine lichtdurchlässige und am Gehäuse 14 gehaltene Scheibe 18 des Frontscheinwerfers 12 überdeckt ist. Ferner umfasst der Frontscheinwerfer 12 wenigstens eine Lichtquelle 20, welche in dem Aufnahmeraum 16 angeordnet und zum Ausstrahlen beziehungsweise Aussenden von Lichtstrahlen ausgebildet ist. Die von der Lichtquelle 20 ausgestrahlten Lichtstrahlen können die Scheibe 18, welche beispielsweise als Streuscheibe ausgebildet ist, durchdringen, sodass ein in Fahrzeuglängsrichtung vor dem Fahrzeug angeordneter Teil der Umgebung des Fahrzeugs mittels der Lichtstrahlen beziehungsweise mittels des Frontscheinwerfers 12 beleuchtet werden kann.
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Die Erfassungseinrichtung 10 umfasst ferner eine Kamera 22, welche in den Frontscheinwerfer 12 integriert ist. Hierbei ist die Kamera 22 in dem Frontscheinwerfer 12, insbesondere in dem Gehäuse 14 beziehungsweise im Aufnahmeraum 16, aufgenommen. Die Kamera 22 ist zum Erfassen von Bildern, insbesondere Videobildern, von zumindest einem Teil der Umgebung des Fahrzeugs ausgebildet. Darüber hinaus umfasst die Erfassungseinrichtung 10 eine mit der Kamera 22 gekoppelte Steuereinrichtung 24, mittels welcher die Kamera 22 – wie in der Fig. durch einen Doppelpfeil 26 veranschaulicht ist – zumindest um eine in Fahrzeughochrichtung verlaufende Schwenkachse 28 verschwenkbar ist. Die Kamera 22 ist dabei relativ zum Aufbau beziehungsweise zur Karosserie des Fahrzeugs sowie beispielsweise relativ zum Gehäuse 14 mittels der Steuereinrichtung 24 verschwenkbar, welche auch als Steuereinheit bezeichnet wird.
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Die Steuereinrichtung 24 kann dabei Bestandteil der Kamera 22 sein, wobei die Steuereinrichtung 24 und eine Optik beziehungsweise zumindest eine Linse der Kamera 22 in einem gemeinsamen Gehäuse, insbesondere dem Gehäuse 14, angeordnet sein können. Beispielsweise umfasst die Steuereinrichtung 24 wenigstens einen Motor, insbesondere einen Elektromotor, mittels welchem die Kamera 22 um die Schwenkachse 28 verschwenkbar ist.
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Die Kamera 22 stellt wenigstens ein die mittels der Kamera 22 erfassten Bilder charakterisierendes Signal bereit, welches an die Steuereinrichtung 24 übertragen und von der Steuereinrichtung 24 empfangen wird. Das Signal beziehungsweise die Bilder werden mittels der Steuereinrichtung 24 einer Objekterkennung unterzogen, mittels welcher wenigstens ein Objekt in den mittels der Kamera 22 erfassten Bildern identifiziert wird. Mit anderen Worten wird mittels der Steuereinrichtung 24 eine Objekterkennung zum Identifizieren von Objekten in den erfassten Bildern durchgeführt. Die Kamera 22 ist dabei in Abhängigkeit von den identifizierten Objekten mittels der Steuereinrichtung 24 verschwenkbar. Mit anderen Worten ist es vorgesehen, dass die Kamera 22 mittels der Steuereinrichtung 24 in Abhängigkeit von dem identifizierten Objekt verschwenkt und dadurch ausgerichtet wird.
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Im Innenraum des Fahrzeugs ist beispielsweise wenigstens ein Bildschirm angeordnet, auf welchem die mittels der Kamera 22 erfassten Bilder angezeigt werden. Dadurch kann der Fahrer des Fahrzeugs über den Bildschirm den mittels der Kamera 22 erfassten Teil beziehungsweise die mittels der Kamera 22 erfassten Bilder betrachten. Insbesondere ist es möglich, dass der Fahrer über den Bildschirm das wenigstens eine Objekt in den erfassten Bildern erkennen kann.
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Die Steuereinrichtung 24 umfasst beispielsweise eine Lageänderungseinheit, welche eine Rotation der Kamera 22 um die Fahrzeughochrichtung beziehungsweise die in Fahrzeughochrichtung verlaufende Schwenkachse 28 ermöglicht, wobei die Fahrzeughochrichtung auch als z-Achse gemäß DIN 70000 Koordinatensystem bezeichnet wird. Hierdurch ist die Kamera 22 in unterschiedliche Lagen beziehungsweise Positionen oder Stellungen um die Schwenkachse 28 bewegbar, wobei die Kamera 22 in Abhängigkeit von dem wenigstens einen identifizierten Objekt verschwenkt wird.
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Die mittels der Kamera 22 erfassten Bilder werden beispielsweise im Rahmen eines sogenannten Livestreams oder Livestreamings, das heißt im Rahmen einer Echtzeitübertragung, an den Bildschirm übertragen und auf dem Bildschirm dargestellt, sodass der Fahrer die mittels der Kamera 22 erfassten Bilder als Videobilder beziehungsweise Bewegtbilder wahrnimmt. Dadurch kann der Fahrer über den Bildschirm Bewegungen von Objekten in den Bildern optisch wahrnehmen, sodass der Fahrer insbesondere Relativbewegungen zwischen den Objekten und dem eigenen Fahrzeug erkennen kann.
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In der Fig. veranschaulicht ein Pfeil 30 eine erste Eingangsgröße, wobei diese erste Eingangsgröße das wenigstens eine identifizierte Objekt ist. Die Kamera 22 wird auch in Abhängigkeit von der ersten Eingangsgröße mittels der Steuereinrichtung 24 bewegt. Dies bedeutet, dass die Steuereinrichtung 24 die erste Eingangsgröße beim Bewegen der Kamera 22 berücksichtigt.
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Als eine Funktionalität der Erfassungseinrichtung 10 kann eine manuelle Übertragung der Videobilder an die Steuereinrichtung 24 für die Darstellung auf dem Bildschirm erfolgen. Hierunter ist zu verstehen, dass der Fahrer die Echtzeitübertragung, das heißt das Anzeigen der mittels der Kamera 22 erfassten Bilder auf dem Bildschirm, manuell aktiviert. Ferner kann der Fahrer die Echtzeitübertragung manuell deaktivieren. Neben beziehungsweise zusätzlich zu dieser Aktivierung und Deaktivierung des Livestreams ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Fahrer in der Lage ist, über wenigstens ein im Innenraum des Fahrzeugs angeordnetes Bedienelement die Kamera 22 manuell zu bewegen, das heißt zumindest um die Schwenkachse 28 zu verschwenken. Zusätzlich können eine translatorische Bewegung und/oder zumindest eine zusätzliche rotatorische Bewegung um wenigstens eine zusätzliche Schwenkachse vorgesehen sein. Bei dem Bedienelement handelt es sich beispielsweise um einen Joystick oder um eine Taste, welche beispielsweise an einem Lenkrad angeordnet ist. Ferner ist es denkbar, dass Voreinstellungen durch den Fahrer definiert und abgespeichert werden.
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Als weitere Funktionalität ist eine automatische Übertragung der Bilder an die Steuereinheit für die Darstellung des Livestreams auf dem Bildschirm auf Basis intelligenter Trigger, das heißt Auslöseereignisse, denkbar.
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Als ein solches Auslöseereignis ist beispielsweise eine geschwindigkeitsabhängige und/oder blinkerstatusabhängige Aufschaltung der Bilder vorgesehen. Mit anderen Worten ist es beispielsweise vorgesehen, dass die mittels der Kamera 22 erfassten Bilder in Abhängigkeit von einer Betätigung eines Fahrtrichtungsanzeigers des Fahrzeugs und/oder in Abhängigkeit von einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf dem Bildschirm angezeigt werden. Der Fahrtrichtungsanzeiger wird üblicherweise auch als Blinker bezeichnet. Liegt die Geschwindigkeit beispielsweise unterhalb eines parametrierten Wertes beziehungsweise eines vorgebbaren Schwellenwertes, so erfolgt der Livestream, welcher auch als Videostream bezeichnet wird. Darunter ist zu verstehen, dass dann die Bilder auf dem Bildschirm angezeigt werden. Ferner kann vorgesehen sein, dass in Abhängigkeit von der Blinkeraktivität und Blinkerrichtung eine Einstellung der Position der Kamera 22 in Richtung der Blinkerrichtung erfolgt.
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Dies bedeutet, dass die Steuereinrichtung 24 beispielsweise dazu ausgebildet ist, die Kamera 22 in Abhängigkeit von einer Betätigung des Fahrtrichtungsanzeigers und/oder in Abhängigkeit von einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu verschwenken.
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Bei einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, eine aktuell eingestellte Position beziehungsweise Ausrichtung oder Stellung der Kamera 22 in Verbindung mit einer aktuellen Position des Fahrzeugs abzuspeichern. Die aktuelle Position des Fahrzeugs wird beispielsweise anhand von Positionsdaten mittels einer Navigationseinrichtung des Fahrzeugs ermittelt. Beispielsweise wird die Position des Fahrzeugs über ein satellitengestütztes Navigationssystem, insbesondere GPS (Global Positioning System), ermittelt. Die mittels der Kamera 22 erfassten Bilder werden beispielsweise stets dann auf dem Bildschirm angezeigt, wenn sich das Fahrzeug an der gespeicherten Position befindet, an der der Fahrer zuvor eine Aktivierung der Kamera 22 aktiviert beziehungsweise die Anzeige der Bilder auf dem Bildschirm eingespeichert hat. Mit anderen Worten, erreicht das Fahrzeug die zuvor abgespeicherte Position, so wird die Kamera 22 mittels der Steuereinrichtung 24 in die mit der Position abgespeicherte Stellung bewegt, und die mittels der Kamera 22 erfassten Bilder werden automatisch auf dem Bildschirm angezeigt.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass die Kamera 22 in Abhängigkeit von Kartendaten, welche beispielsweise von der Navigationseinrichtung bereitgestellt werden, gesteuert, das heißt verschwenkt wird. Dadurch können beispielsweise auf Basis der Kartendaten der Umgebung des Fahrzeugs sowie auf Basis der aktuellen Position des Fahrzeugs Kreuzungspositionen, Ein- und Ausfahrten und/oder andere Umgebungsmerkmale erkannt werden. In Abhängigkeit von diesen erkannten Umgebungsmerkmalen kann die Kamera 22 ausgerichtet, das heißt in wenigstens eine vorgebbare Stellung bewegt werden, sodass die Kamera 22 in Abhängigkeit von den Umgebungsmerkmalen ausgerichtet wird. Zum Beispiel kann die Kamera 22 bei Einmündungen prädiktiv in Richtung des Vorfahrtsverkehrs ausgerichtet werden und die Bilder können auf dem Bildschirm angezeigt werden beziehungsweise die Objektdetektionsdaten können entsprechend übertragen werden.
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In der Fig. veranschaulicht ein Pfeil 32 eine zweite Eingangsgröße, welche beispielsweise die mittels der Navigationseinrichtung ermittelte, aktuelle Position des Fahrzeugs ist. Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Kamera 22 auch in Abhängigkeit von der aktuellen Position des Fahrzeugs bewegt beziehungsweise ausgerichtet wird, sodass die Stellung beziehungsweise Ausrichtung der Kamera 22 an die aktuelle und insbesondere nähere Umgebung des Fahrzeugs angepasst werden kann. Dies ist insbesondere prädiktiv möglich. Dies bedeutet, dass die Kamera 22 an eine Position des Fahrzeugs in der Umgebung des Fahrzeugs angepasst werden kann, wobei das Fahrzeug diese Position noch nicht erreicht hat, sondern erst in naher Zukunft erreichen wird.
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Insgesamt ist erkennbar, dass der Aktivierungszustand der Bildanzeige, das heißt die Anzeige der Bilder auf dem Bildschirm und/oder die mittels der Kamera 22 zu bewirkende Erfassung der Bilder und/oder die Ausrichtung beziehungsweise Stellung der Kamera 22 in Abhängigkeit von wenigstens einer Position des Fahrzeugs einstellbar ist.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Erfassungseinrichtung
- 12
- Frontscheinwerfer
- 14
- Gehäuse
- 16
- Aufnahmeraum
- 18
- Scheibe
- 20
- Lichtquelle
- 22
- Kamera
- 24
- Steuereinrichtung
- 26
- Doppelpfeil
- 28
- Schwenkachse
- 30
- Pfeil
- 32
- Pfeil
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2014/070276 A2 [0003, 0004]
- DE 102006008703 A1 [0005]
- DE 102014107155 A1 [0006]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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