DE102015205507B3

DE102015205507B3 - Rundsichtsystem für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102015205507B3
Application number: DE102015205507.8A
Authority: DE
Inventors: Jochen ABHAU
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2015-03-26
Filing date: 2015-03-26
Publication date: 2016-09-29
Anticipated expiration: 2035-03-27
Also published as: US20160286170A1; KR101885743B1; US10965911B2; EP3274958B1; EP3274958A1; KR20160115852A; WO2016150944A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Rundsichtsystem für ein Fahrzeug (1), aufweisend zumindest eine Kamera (2), die in oder an dem Fahrzeug (1) positioniert ist, um zumindest einen Teil der Umgebung des Fahrzeugs (1) aufzunehmen, eine Auswertungseinheit (7) zum Verarbeiten von von der zumindest einen Kamera (2) aufgenommenen Bildern, und zumindest eine Anzeigevorrichtung (8) zum Darstellen eines von der Auswertungseinheit (7) erzeugten Draufsichtbilds. Hierzu ist die Auswertungseinheit (7) zum Erhalten des Draufsichtbilds durch Berechnen einer Projektion der aufgenommenen Bilder auf eine virtuelle Projektionsfläche und durch Berechnen einer Draufsicht der Projektion auf die virtuelle Projektionsfläche konfiguriert. Die virtuelle Projektionsfläche weist einen flachen Bodenteil (4) und einen ansteigenden Teil (5) angrenzend an den flachen Bodenteil (4) auf, wobei in einem Bereich, der den ansteigenden Teil zumindest auf einer Seite des Fahrzeugs (1) zumindest über eine Länge des Fahrzeugs (1) aufweist, eine Krümmung der virtuellen Projektionsfläche in einer Längsrichtung des Fahrzeugs (1) gleich null ist. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein Fahrzeug (1), das ein derartiges Rundsichtsystem aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Rundumsichtsystem für ein Fahrzeug, umfassend mindestens eine Kamera, eine Auswertungseinheit und mindestens ein Display, und ein Fahrzeug, das ein derartiges Rundumsichtsystem umfasst.
Fahrerassistenzsysteme sind oftmals mit Kameras ausgerüstet, um die Umgebung des Fahrzeugs zu erfassen. Um die erfassten Bilder als eine Rundumsicht des Fahrzeugs in einem Display anzuzeigen, müssen die Bilder möglicherweise entsprechend zusammengesetzt werden, um dem Fahrer des Fahrzeugs zu helfen.
In EP 2511137 A1 wird ein Rundumsichtsystem für ein Fahrzeug offenbart, wo sich mehrere Kameras auf den verschiedenen Seiten des Fahrzeugs befinden und die Rundumsicht dann durch Projizieren der kameraerfassten Bilder auf eine schalenförmige Projektionsoberfläche generiert wird, die dann von einem virtuellen Beobachter von oben betrachtet wird. Die Schalenform der Projektionsoberfläche bewirkt, dass Kraftfahrzeuge, die in einer Spur bei dem Fahrzeug fahren, sich anscheinend in einem Bogen um das Fahrzeug bewegen, was es erschwert, dass das angezeigte Rundumsichtbild von dem Fahrer des Fahrzeugs korrekt interpretiert wird.
Die Druckschrift DE 10 2012 018 326 A1 offenbart ein Verfahren für ein bildgebendes Fahrerassistenzsystem zur Abbildung von im Umgebungsbereich von Land-, Wasser oder Luftfahrzeugen angeordneten Objekten, insbesondere an einem Kraftfahrzeug, bei dem am Fahrzeug mindestens zwei Kameras zur Erzeugung einer im Innenraum oder Außenraum des Fahrzeuges darstellbaren Umsicht angeordnet sind, und der Blickwinkel benachbart angeordneter Kameras im Umgebungsbereich des Fahrzeuges sich mindestens teilweise überschneidet und dort mindestens einen Überlappungsbereich ausbildet, wobei zur Erzeugung der Umsichtdarstellung ein oder mehrere Kamerabilder der Kameras entsprechend ihrer Aufnahmeposition am Fahrzeug auf einer virtuellen Projektionsfläche angeordnet werden, die Teil eines virtuellen dreidimensionaler Raumkörpers das Fahrzeug an mindestens zwei Seiten mit Abstand umgibt, und zur Erreichung einer annähernd verdeckungsfreien Umsichtfunktion von Objekten im Überlappungsbereich der Kameras eine dynamische Anpassung der Zusammenfügung der Kamerabilder auf der Projektionsfläche durch die mathematische Verschiebung der virtuellen Projektionsfläche dergestalt erfolgt, dass das Objekt annähernd in der Ebene der virtuellen Projektionsfläche abgebildet wird.
Aus der Druckschrift EP 1 115 250 B1 ist eine Bilderzeugungsvorrichtung bekannt, die umfasst: eine Vielzahl von Kameras, die an einem Fahrzeug angebracht sind; eine Einrichtung, mit der die Eingabebilder von den Kameras auf wenigstens eine Fläche projiziert werden, die ein vorgegebenes Raummodell in einem dreidimensionalen Koordinatensystem in Bezug auf das Fahrzeug bildet, um so Raum-Daten zu schaffen, und eine Standpunkt-Umwandlungseinrichtung, mit der ein von einem beliebigen virtuellen Standpunkt in dem dreidimensionalen Koordinatensystem aus gesehenes Bild unter Bezugnahme auf die durch die Projektionseinrichtung erzeugten Raum-Daten zusammengesetzt wird, und eine Anzeigeeinrichtung, mit der das durch die Standpunkt-Umwandlungseinrichtung zusammengesetzte Bild angezeigt wird. Das Raummodell ist ein Modell aus Bildschirmebenen (screen planes), die sich an der Straßenoberfläche sowie an der hinteren linken Seite und der hinteren rechten Seite des Fahrzeugs befinden und auf die Straßenoberfläche aufgelegt sind, oder ein Modell der Ebene der Straßenoberfläche, einer Ebene vertikal zu der Straßenoberfläche, die sich an der Vorderseite des Fahrzeugs befindet, einer Ebene vertikal zu der Straßenoberfläche, die sich an der linken Seite relativ zur Fahrrichtung des Fahrzeugs befindet, einer Ebene vertikal zu der Straßenoberfläche, die sich an der Rückseite des Fahrzeugs befindet, sowie einer Ebene vertikal zu der Straßenoberfläche, die sich an der rechten Seite relativ zu der Fahrrichtung des Fahrzeugs befindet, oder ein Modell, das aus der Ebene der Straßenoberfläche und einer Wand zylindrischer oder elliptisch-zylindrischer Form kombiniert wird, die auf die Ebene der Straßenoberfläche aufgelegt ist, so dass sie das Fahrzeug umgibt, oder ein Modell einer gekrümmten Fläche in Schalenform, wobei sich das Fahrzeug auf dem Teil befindet, der dem Boden der Schale entspricht.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit in der Bereitstellung eines Rundumsichtsystems, das eine Vogelperspektive der Umgebung des Fahrzeugs generiert, die durch einen Fahrer des Fahrzeugs mit geringen Rechenkosten leicht interpretiert werden kann, wobei das System nicht komplexer ist als das Rundumsichtsystem gemäß dem oben erwähnten Stand der Technik.
Die Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Rundumsichtsystem gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Systems werden in den abhängigen Ansprüchen offenbart.
Das erfindungsgemäße Rundumsichtsystem umfasst mindestens eine Kamera, die in oder an dem Fahrzeug positioniert werden soll, um mindestens einen Teil der Umgebung des Fahrzeugs zu erfassen.
Weiterhin umfasst das Rundumsichtsystem eine Auswertungseinheit zum Verarbeiten von durch die mindestens eine Kamera erfassten Bildern und mindestens ein Display zum Anzeigen eines Draufsichtsbilds, das durch die Auswertungseinheit generiert worden ist.
Die Auswertungseinheit ist konfiguriert zum Erhalten des Draufsichtsbilds durch Berechnen einer Projektion der erfassten Bilder auf eine virtuelle Projektionsoberfläche und durch dann Berechnen einer Draufsicht der Projektion auf der virtuellen Projektionsoberfläche.
Hierdurch umfasst die virtuelle Projektionsoberfläche einen flachen Bodenteil und einen ansteigenden Teil bei dem flachen Bodenteil. Die virtuelle Projektionsoberfläche ist so ausgelegt, dass in einem Bereich, der den ansteigenden Teil mindestens auf einer Seite des Fahrzeugs mindestens über eine Länge des Fahrzeugs umfasst, eine Krümmung der virtuellen Projektionsoberfläche in einer Längsrichtung des Fahrzeugs null beträgt. Da sich die Projektionsoberfläche in der Richtung der Fahrzeuglänge nicht krümmt, erscheinen Kraftfahrzeuge sowie andere Objekte, die parallel zu der Fahrzeuglänge positioniert sind oder sich parallel dazu bewegen, parallel zu dem Fahrzeug, gerade und unverzerrt. Somit zeigt das Display ein realistisches Bild der relevanten Abschnitte der unmittelbaren Umgebung des Fahrzeugs, das durch den Fahrer des Fahrzeugs leicht korrekt interpretiert werden kann.
Die Schritte des Berechnens der Projektion der erfassten Bilder auf die virtuelle Projektionsoberfläche und des Berechnens der Draufsicht der Projektionsoberfläche können natürlich mathematisch zu einem einzelnen Projizier- oder Abbildungsschritt kombiniert werden.
Bei typischen Ausführungsformen ist möglicherweise mindestens eine der Kameras auf jeder Seite des Fahrzeugs positioniert, um eine volle Rundumsicht des Fahrzeugs zu erfassen. Hierdurch können die Kameras beispielsweise Fischaugenkameras sein. Auf diese Weise kann die Umgebung des Fahrzeugs entlang mindestens der linken und rechten Länge des Fahrzeugs erfasst werden. In diesem Fall kann es besonders nützlich sein, falls der Bereich, wo die Krümmung der virtuellen Projektionsoberfläche in Längsrichtung des Fahrzeugs null beträgt, den ansteigenden Teil der Projektionsoberfläche auf beiden Seiten des Fahrzeugs umfasst, und zwar mindestens über eine Länge des Fahrzeugs. Dies kann sicherstellen, dass Kraftfahrzeuge, die sich auf beiden Seiten des Fahrzeugs parallel zum Fahrzeug bewegen, so angezeigt werden, dass sie sich auf geraden Linien bewegen.
Es kann bevorzugt sein, dass in einem Bereich, der den ansteigenden Teil der Projektionsoberfläche vor und/oder hinter dem Fahrzeug mindestens über eine Breite des Fahrzeugs umfasst, die Krümmung der virtuellen Projektionsoberfläche in seitlicher Richtung des Fahrzeugs null beträgt. Dies kann sicherstellen, dass Objekte und Linien, die im rechten Winkel bezüglich der Länge des Fahrzeugs positioniert sind, wie etwa ein Kraftfahrzeug, das sich vor dem Fahrzeug über eine Kreuzung bewegt, ebenfalls in der Rundumsicht gerade und unverzerrt erscheinen.
Alternativ kann der ansteigende Teil der Projektionsoberfläche an mindestens einem Ende des Fahrzeugs offen sein, so dass sich der Bodenteil sowie der ansteigende Teil vor und/oder hinter dem Fahrzeug bis zur Unendlichkeit ziehen. Dann umfasst der Bereich, wo die Krümmung der virtuellen Projektionsoberfläche in der Längsrichtung des Fahrzeugs null beträgt, den ganzen ansteigenden Teil vor und/oder hinter dem Fahrzeug, was bewirkt, dass die Projektionsoberfläche eine Nutengestalt besitzt. Diese Gestalt der Projektionsoberfläche eignet sich besonders für das realistische Anzeigen von Objekten, die sich parallel zur Länge des Fahrzeugs befinden. Insbesondere jene Kraftfahrzeuge oder andere Objekte, die parallel zur Länge des Fahrzeugs vor oder hinter dem Fahrzeug positioniert sind oder sich parallel dazu bewegen, beispielsweise in einer anderen Spur vor dem Fahrzeug, werden auf eine Weise angezeigt, die durch den Fahrer des Fahrzeugs leicht korrekt interpretiert werden kann.
Weiterhin ist es möglich, dass der ansteigende Teil der Projektionsoberfläche den Bodenteil der Projektionsoberfläche umgibt, wodurch eine im Wesentlichen wannenförmige Projektionsoberfläche ausgebildet wird. Hierdurch ist der ansteigende Teil in Längsrichtung entlang der linken und rechten Länge des Fahrzeugs ungekrümmt und kann in seitlicher Richtung entlang der vorderen und hinteren Breite des Fahrzeugs gekrümmt oder ungekrümmt sein.
Es kann hierdurch besonders bevorzugt sein, falls der ungekrümmte ansteigende Teil in Längsrichtung entlang beiden Seiten des Fahrzeugs mit flachen, abgeschrägten, fast vertikalen oder vertikalen ansteigenden Teilen entlang einem oder beiden Enden des Fahrzeugs kombiniert wird. Die vertikalen oder fast vertikalen ansteigenden Teile sind rechnerisch unaufwendig, führen aber dazu, dass Objekte, wie etwa Kraftfahrzeuge oder Fahrräder, die sich in Querrichtung bezüglich der Länge des Fahrzeugs vor und/oder hinter dem Fahrzeug bewegen, so angezeigt werden, dass sie sich in einer geraden Linie in seitlicher oder Querrichtung des Fahrzeugs bewegen, wodurch bewirkt wird, dass das resultierende angezeigte Bild leicht korrekt durch den Fahrer des Fahrzeugs interpretiert werden kann.
Erfindungsgemäß ist der ansteigende Teil der Projektionsoberfläche mindestens auf einer Seite oder am Ende des Fahrzeugs flach und abgeschrägt und befindet sich bei der unteren Oberfläche, oder der ansteigende Teil ist aus mehreren flachen abgeschrägten und zunehmend steileren Abschnitten zusammengesetzt, so dass eine Linie, wo sich zwei benachbarte abgeschrägte Abschnitte treffen, gerade und parallel zur Längs- oder seitlichen Richtung des Fahrzeugs verläuft. Die Anzahl und Höhen der abgeschrägten Abschnitte können variieren. Es kann einen, zwei, drei oder mehr abgeschrägte Abschnitte geben. Mehr und dünnere Stücke bewirken, dass das Projektionsbild glatter ist, während weniger und dickere Stücke die Projektionsoberfläche und die ganze, mit der Projektion assoziierte erforderliche Berechnung weniger komplex machen.
Alternativ kann die Projektionsoberfläche derart definiert werden, dass der ansteigende Teil der Projektionsoberfläche eine regelmäßige Oberfläche bildet, das heißt, eine Oberfläche, die an einem beliebigen gegebenen Punkt der Oberfläche differenziert werden kann. Eine regelmäßige Projektionsoberfläche führt zu einem besonders glatten Projektionsbild, verursacht aber eine höhere Rechenkomplexität der Projektionen.
Die Auswertungseinheit kann konfiguriert sein zum Berechnen der Draufsicht der Projektion auf der virtuellen Projektionsoberfläche durch Projizieren der Projektion auf der virtuellen Projektionsoberfläche auf eine Ebene parallel zum Bodenteil der virtuellen Projektionsoberfläche. Auf diese Weise ist die Draufsicht eine unverzerrte Vogelperspektive der Projektionsoberfläche.
Alternativ kann die Auswertungseinheit konfiguriert sein zum Berechnen der Draufsicht der virtuellen Projektionsoberfläche gemäß einer Ansicht eines virtuellen Beobachters, der sich über der Projektionsoberfläche befindet. Wenn der virtuelle Beobachter immer weiter weg von der Projektionsoberfläche platziert ist, kann die Draufsicht gemäß einem virtuellen Beobachter die durch die Projektion auf eine Ebene generierte Vogelperspektive approximieren, wie oben beschrieben.
Falls mehrere Kameras zum Erfassen der Umgebung des Fahrzeugs als Basis zum Berechnen der Umgebungsansicht des Fahrzeugs verwendet werden, müssen die durch die verschiedenen Kameras erfassten Bilder und/oder ihre Projektionen möglicherweise zusammengesetzt werden, um die Rundumsicht oder Draufsicht des Fahrzeugs und seiner Umgebung auszubilden.
Deshalb kann die Auswertungseinheit weiterhin konfiguriert sein zum Generieren des Draufsichtsbilds als eine zusammengesetzte Draufsicht gemäß einer von drei weiter unten beschriebenen bevorzugten Optionen. Die Hauptaufgabe beim Berechnen eines zusammengesetzten Bilds ist das Ausgleichen der Überlappungen und/oder Spalte, die sich aus dem Positionieren und den Weitwinkelbreiten der mehreren Kameras ergeben.
Als eine erste Option zum Generieren des Draufsichtsbilds als eine zusammengesetzte Draufsicht kann die Auswertungseinheit konfiguriert sein zum Zusammensetzen der durch die Kameras erfassten Bilder zum Ausbilden eines zusammengesetzten Bilds, zum Projizieren des zusammengesetzten Bilds auf die virtuelle Projektionsoberfläche und zum Generieren einer Draufsicht der Projektion des zusammengesetzten Bilds auf der virtuellen Projektionsoberfläche.
Als eine zweite Option kann die Auswertungseinheit konfiguriert sein zum Zusammensetzen von Projektionen der durch die verschiedenen Kameras erfassten Bilder zum Ausbilden der Projektion der erfassten Bilder auf der virtuellen Projektionsoberfläche als ein zusammengesetztes Projektionsbild und durch Berechnen der Draufsicht des zusammengesetzten Projektionsbilds.
Als eine dritte Option kann die Auswertungseinheit konfiguriert sein zum Zusammensetzen von Draufsichten der Projektionen der durch die verschiedenen Kameras erfassten Bilder auf der virtuellen Projektionsoberfläche.
Die obigen drei Optionen zum Generieren einer zusammengesetzten Draufsicht differieren nur dahingehend, wenn die mehreren Bilder während der Berechnung der Draufsicht zusammengesetzt werden, identische oder fast identische Draufsichten auf der Basis jeder der obigen Optionen generiert werden können zum Generieren einer zusammengesetzten Draufsicht auf der Basis mehrerer Kamerabilder.
Bevorzugt wird das Rundumsichtsystem in einem Fahrzeug verwendet, wobei sich das Display innerhalb eines Innenraums des Fahrzeugs an einer Position befindet, die für den Fahrer des Fahrzeugs sichtbar ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden unten unter Bezugnahme auf die folgenden Figuren beschrieben. Es zeigen:
1 eine schematische Draufsicht auf ein Fahrzeug, das mit einem Rundumsichtsystem mit mehreren Kameras ausgestattet ist,
2 ein Blockdiagramm des Rundumsichtsystems,
3 eine Perspektivansicht einer Oberfläche entsprechend einer virtuellen Projektionsoberfläche, die durch das Rundumsichtsystem verwendet wird,
4 eine schematische Darstellung einer Projektion eines Kamerabilds und einer Ansicht von oben durch einen virtuellen Beobachter,
5 eine Draufsicht auf eine rechte vordere Ecke eines Projektionsgitters einer anderen virtuellen Projektionsoberfläche,
6 einen vertikalen Querschnitt einer regelmäßigen Projektionsoberfläche und
7 eine Draufsicht, die zwei horizontale Querschnitte der regelmäßigen Projektionsoberfläche von 6 zeigt.
1 zeigt ein Fahrzeug 1, das mit einem Rundumsichtsystem ausgestattet ist. Das Rundumsichtsystem umfasst sechs Weitwinkelkameras 2, wobei sich zwei der Kameras 2 auf jeder Seite des Fahrzeugs befinden und sich eine Kamera 2 an jedem der Vorderseite und Rückseite des Fahrzeugs 1 befindet. Jede Kamera 2 erfasst einen Teil der Umgebung des Fahrzeugs 1. Alternativ müssen, falls nur einige, aber nicht alle Seiten der Umgebung des Fahrzeugs 1 erfasst werden sollen, Kameras 2 nur auf den jeweiligen Seiten des Fahrzeugs 1 platziert werden.
2 zeigt ein Blockdiagramm, das das Rundumsichtsystem auf schematische Weise darstellt. Zusätzlich zu den Kameras 2 umfasst das Rundumsichtsystem eine Auswertungseinheit 7 und ein Display 8.
Die durch die verschiedenen Kameras 2 erfassten Bilder werden zur Auswertungseinheit 7 zur Verarbeitung transferiert. Die Auswertungseinheit 7 ist konfiguriert zum Berechnen einer Projektion der durch die Kameras 2 erfassten Bilder auf eine virtuelle Projektionsoberfläche, wobei die Projektionsoberfläche wie in 3 gezeigt und unten ausführlicher beschrieben geformt sein kann. Die Auswertungseinheit 7 berechnet dann eine Draufsicht der Umgebung des Fahrzeugs 1. Diese Draufsicht wird als eine Draufsicht der Projektion auf der virtuellen Projektionsoberfläche generiert. Das berechnete Draufsichtsbild wird dann durch das Display 8 angezeigt, das sich derart innerhalb des Fahrzeugs 1 befindet, dass es für einen Fahrer des Fahrzeugs 1 sichtbar ist. Das Fahrzeug 1 kann beispielsweise ein Omnibus sein. Die auf dem Display 8 angezeigte Draufsicht kann dem Fahrer helfen zu prüfen, ob alle wartenden Passagiere bereits eingestiegen sind oder ob er vor dem Öffnen der Türen warten sollte, um zu verhindern, dass aussteigende Passagiere durch ein Kraftfahrzeug gefährdet werden, das am Fahrzeug 1 auf einer seiner Seiten vorbeifährt.
3 veranschaulicht die wannenförmige virtuelle Projektionsoberfläche, die durch die Auswertungseinheit 7 zum Generieren der Draufsicht der Umgebung des Fahrzeugs 1 verwendet wird. Die virtuelle Projektionsoberfläche besteht aus einem flachen Bodenteil 4 und einem ansteigenden Teil, der den Bodenteil 4 umgibt. Der ansteigende Teil besteht aus mehreren benachbarten, flachen abgeschrägten und zunehmend steileren Segmenten 5 von länglicher rechteckiger Gestalt entlang zwei langen Seiten des rechteckigen Bodenteils 4 und vertikalen oder fast vertikalen Wänden 6 auf beiden kurzen Seiten des Bodenteils 4. Die Segmente 5 sind parallel zu einer Längsachse des Fahrzeugs 1 orientiert.
Die virtuelle Projektionsoberfläche ist derart ausgelegt, dass sich eine Position 3 des Fahrzeugs 1 in der Mitte des flachen Bodenteils 4 befindet und dass sich die flachen abgeschrägten Segmente 5 über mehr als die Länge des Fahrzeugs 1 erstrecken. Beispielsweise können sich die ungekrümmten Segmente 5 entlang der Längsrichtung des Fahrzeugs 1 über mehrere Meter über das Vorder- oder Rückende des Fahrzeugs 1 hinaus erstrecken.
Die Auswertungseinheit 7 berechnet die Draufsicht der Projektion auf der virtuellen Projektionsoberfläche als eine Ansicht eines virtuellen Beobachters, der sich über der Projektionsoberfläche befindet, so dass die Draufsicht einem Bild 14 entspricht, das von einer virtuellen Kamera 13 aufgenommen wird, die von oben auf die virtuelle Projektionsoberfläche blickt, siehe 4.
Falls die virtuelle Projektionsoberfläche keine vertikalen Teile besitzt, falls beispielsweise die Wände 6 nur fast vertikal sind oder durch unterschiedlich geformte Teile ersetzt worden sind, kann die Auswertungseinheit 7 die Draufsicht generieren durch Projizieren der Projektion der durch die Kameras 2 erfassten Bilder auf der virtuellen Projektionsoberfläche auf eine virtuelle Ebene, die parallel zum flachen Bodenteil 4 verläuft und sich über der virtuellen Projektionsoberfläche befindet.
Auf diese Weise wird eine mehr oder weniger unverzerrte Vogelperspektive durch die Auswertungseinheit 7 berechnet. Da die virtuelle Projektionsoberfläche in 3 entlang den Seiten sowie vor und hinter dem Fahrzeug 1 ungekrümmt ist, erscheinen Kraftfahrzeuge, die sich parallel zu dem Fahrzeug 1 auf einer beliebigen Seite des Fahrzeugs 1 bewegen oder die sich unter einem rechten Winkel bezüglich der Längsachse des Fahrzeugs 1 hinter oder vor dem Fahrzeug 1 bewegen, sich entlang unverzerrten geraden Linien auf der Projektionsoberfläche zu bewegen. Dadurch kann das resultierende berechnete Draufsichtsbild, wie auf dem Display 8 angezeigt, leicht korrekt durch den Fahrer des Fahrzeugs 1 interpretiert werden. Dies ist insbesondere deshalb wahr, da sich die meisten Straßen im rechten Winkel schneiden und sich die meisten Kraftfahrzeuge, Fußgänger oder andere Objekte deshalb entweder parallel zur Straße oder unter einem rechten Winkel zur Straße, auf der das kameraausgestattete Fahrzeug 1 positioniert ist, bewegen.
Zudem können die Projektion gemäß der Projektionsoberfläche von 3 und somit die Draufsicht aufgrund des ungekrümmten Designs der verschiedenen Teile der virtuellen Projektionsoberfläche mit geringen Rechenkosten berechnet werden.
4 zeigt eine schematische Ansicht des Rundumsichtsystems, wobei eine der Kameras 2 gezeigt ist, während sie ein erhöhtes Objekt 9, in diesem Fall eine Person, erfasst, was zu einem Kamerabild 10 führt. Da ein Weitwinkelobjektiv wie etwa ein Fischaugenobjektiv zum Erfassen des Bilds verwendet wird, kann das von der Kamera erfasste Bild 10 geringfügig verzerrt erscheinen, wie durch unterschiedliche Projektionsstrahlen 11 angezeigt.
Dieses Bild 10 wird dann auf einen Teil 12 der ansteigenden Segmente 5 der virtuellen Projektionsoberfläche projiziert. Die Projektion auf der virtuellen Projektionsoberfläche wird durch die virtuelle Kamera 13 von oben betrachtet, um ein berechnetes Draufsichtsbild 14 zu generieren, wie durch Draufsichtsstrahlen 15 angezeigt.
Falls mehrere Kameras 2 verwendet werden, die beispielsweise auf verschiedenen Seiten des Fahrzeugs positioniert sind, wie in 1 gezeigt, werden mehrere Kamerabilder 10 zur gleichen Zeit aufgezeichnet, was zu mehreren berechneten Bildern 14 gemäß dem durch die virtuelle Kamera 13 dargestellten virtuellen Beobachter führt. Deshalb ist die Auswertungseinheit 7 weiterhin konfiguriert zum Zusammensetzen der mehreren berechneten Bilder 14 zu einem einzelnen, flüssig zusammengesetzten Draufsichtsbild, das dann auf dem Display 8 angezeigt wird.
Alternativ ist es möglich, dass die Auswertungseinheit 7 konfiguriert ist zum Zusammensetzen der durch die mehreren Kameras 2 erfassten mehreren Bilder 10 zu einem einzelnen zusammengesetzten Bild und dann Berechnen der Projektion auf die virtuelle Projektionsoberfläche und der Draufsicht auf der Basis des einzelnen zusammengesetzten Bilds.
Eine weitere Alternative ist, dass die Auswertungseinheit 7 konfiguriert ist zum Zusammensetzen der mehreren Projektionsbilder auf der virtuellen Projektionsoberfläche, die aus den durch die mehreren Kameras 2 erfassten Bildern resultieren, zu einem einzelnen Projektionsbild und dann Berechnen der Draufsicht auf der Basis dieses einzelnen Projektionsbilds.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die virtuelle Projektionsoberfläche auch eine von der in 3 gezeigten Gestalt unterschiedliche Gestalt aufweisen. Beispielsweise können die vertikalen Wände 6 vor und/oder hinter der Position 3 des Fahrzeugs 1 entfernt werden, um einen Bodenteil 4 auszubilden, der sich vor und/oder hinter dem Fahrzeug 1 bis zur Unendlichkeit zieht. Dies bewirkt, dass die Projektionsoberfläche im Wesentlichen nutenförmig ist, so dass sich der ungekrümmte ansteigende Teil der virtuellen Projektionsoberfläche links und rechts vom Fahrzeug 1 ebenfalls bis zur Unendlichkeit zieht.
Zum Ausgleichen der Ecken der in 3 dargestellten virtuellen Projektionsoberfläche ist es alternativ möglich, die vertikalen Wände 6 der Projektionsoberfläche vor und/oder hinter dem Fahrzeug 1 durch mehrere benachbarte abgeschrägte Segmente zu ersetzen, ähnlich den flachen abgeschrägten und zunehmend steileren Segmenten 5 entlang der Länge des Fahrzeugs in 3, was zu einer gitterartigen virtuellen Projektionsoberfläche führt.
5 zeigt die rechte vordere Ecke eines Ausführungsbeispiels eines virtuellen Projektionsoberflächengitters 18 dieser Art. Zusätzlich zu der Verwendung eines ansteigenden Teils, der aus mehreren flachen und abgeschrägten benachbarten Segmenten 16 und 17 beide entlang den Seiten des Fahrzeugs 1 sowohl hinter als auch vor dem Fahrzeug 1 zusammengesetzt ist, verbinden Eckstücke des Gitters 18 die Segmente 17 vor dem Fahrzeug 1 und die Segmente 17 hinter oder vor dem Fahrzeug 1. Diese Eckstücke sind so abgewinkelt, um die Projektionsoberfläche in der Ecke auszugleichen. Auf diese Weise erscheint ein Kraftfahrzeug 19, das sich parallel zum Fahrzeug 1 bewegt, sich immer noch entlang einer geraden Linie zu bewegen, bis sich das Kraftfahrzeug 19 weit vor dem Fahrzeug 1 befindet, wobei Verzerrungen oder Diskontinuitäten in der Ecke auf ein Minimum reduziert sind.
Bei einer weiteren Ausführungsform kann die virtuelle Projektionsoberfläche, wie in 3 dargestellt, durch eine regelmäßige virtuelle Projektionsoberfläche ersetzt werden, die eine virtuelle Projektionsoberfläche ist, die an einem beliebigen gegebenen Punkt differenziert werden kann. Ein vertikaler Querschnitt 20 einer derartigen Projektionsoberfläche ist in 6 gezeigt. Der Querschnitt 20 bildet eine flüssige Linie, und die Position 3 des kameraausgestatteten Fahrzeugs 1 befindet sich in einer Mitte des flachen Bodenabschnitts 4 der virtuellen Projektionsoberfläche.
Einen horizontalen Querschnitt der gleichen virtuellen Projektionsoberfläche zu nehmen, führt zu Umrissen 21, 22, wobei der kleinere Umriss 22 von einem horizontalen Querschnitt nahe dem Bodenteil 4 der virtuellen Projektionsoberfläche resultiert, während der größere Umriss 21 von einem horizontalen Querschnitt nahe der Oberseite der virtuellen Projektionsoberfläche resultiert.
Während die virtuelle Projektionsoberfläche, wie in 6 und 7 gezeigt, regelmäßig ist, bleibt der ansteigende Teil entlang der Länge des Fahrzeugs 1 in Längsrichtung des Fahrzeugs wie in den anderen Ausführungsformen ungekrümmt, und der ansteigende Teil entlang der Breite des Fahrzeugs bleibt in der seitlichen Richtung des Fahrzeugs 1 ungekrümmt. Diese regelmäßige virtuelle Projektionsoberfläche führt zu einem besonders glatten Projektionsbild und somit zu einem besonders realistischen Draufsichtsbild.

Claims

Rundumsichtsystem für ein Fahrzeug (1), das Folgendes umfasst: – mindestens eine Kamera (2), die in oder an dem Fahrzeug (1) positioniert werden soll, um mindestens einen Teil der Umgebung des Fahrzeugs (1) zu erfassen, – eine Auswertungseinheit (7) zum Verarbeiten von durch die mindestens eine Kamera (2) erfassten Bildern, – mindestens ein Display (8) zum Anzeigen eines durch die Auswertungseinheit (7) generierten Draufsichtsbilds, wobei die Auswertungseinheit (7) konfiguriert ist zum Erhalten des Draufsichtsbilds durch Berechnen einer Projektion der erfassten Bilder auf eine virtuelle Projektionsoberfläche und durch Berechnen einer Draufsicht der Projektion auf der virtuellen Projektionsoberfläche, wobei die virtuelle Projektionsoberfläche einen flachen Bodenteil (4) und einen ansteigenden Teil (5) bei dem flachen Bodenteil (4) umfasst, wobei in einem Bereich, der den ansteigenden Teil mindestens auf einer Seite des Fahrzeugs (1) mindestens über eine Länge des Fahrzeugs (1) umfasst, eine Krümmung der virtuellen Projektionsoberfläche in einer Längsrichtung des Fahrzeugs (1) null beträgt, dadurch gekennzeichnet, dass der ansteigende Teil der Projektionsoberfläche mindestens auf einer Seite und/oder am Ende des Fahrzeugs (1) flach und abgeschrägt ist und sich bei dem Bodenteil befindet oder aus mehreren benachbarten, flachen, abgeschrägten und zunehmend steileren Abschnitten (5) zusammengesetzt ist, wobei eine Linie, wo sich zwei benachbarte abgeschrägte Abschnitte treffen, gerade und parallel zur Längs- oder seitlichen Richtung des Fahrzeugs (1) verläuft.
Rundumsichtsystem nach Anspruch 1, wobei der Bereich, wo die Krümmung der virtuellen Projektionsoberfläche in der Längsrichtung des Fahrzeugs (1) null beträgt, den ansteigenden Teil der Projektionsoberfläche auf beiden Seiten des Fahrzeugs (1) mindestens über die Länge des Fahrzeugs (1) umfasst.
Rundumsichtsystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei in einem Bereich, der den ansteigenden Teil (6) vor und/oder hinter dem Fahrzeug (1) mindestens über eine Breite des Fahrzeugs (1) umfasst, die Krümmung der virtuellen Projektionsoberfläche in einer seitlichen Richtung des Fahrzeugs (1) null beträgt.
Rundumsichtsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der ansteigende Teil der Projektionsoberfläche an mindestens einem Ende des Fahrzeugs (1) offen ist, wobei sich der Bodenteil (4) und der ansteigende Teil vor und/oder hinter dem Fahrzeug (1) bis zur Unendlichkeit ziehen, wobei der Bereich, wo die Krümmung der virtuellen Projektionsoberfläche in der Längsrichtung des Fahrzeugs (1) null beträgt, den ganzen ansteigenden Teil vor und/oder hinter dem Fahrzeug (1) umfasst, so dass die Projektionsoberfläche eine Nutengestalt besitzt.
Rundumsichtsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der ansteigende Teil der Projektionsoberfläche den Bodenteil der Projektionsoberfläche umgibt, um eine im Wesentlichen wannenförmige Projektionsoberfläche auszubilden.
Rundumsichtsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der ansteigende Teil der Projektionsoberfläche eine regelmäßige Oberfläche bildet.
Rundumsichtsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Auswertungseinheit (7) konfiguriert ist zum Berechnen der Draufsicht der Projektion auf der virtuellen Projektionsoberfläche durch Projizieren der Projektion auf der virtuellen Projektionsoberfläche auf eine Ebene parallel zum Bodenteil der virtuellen Projektionsoberfläche.
Rundumsichtsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Auswertungseinheit (7) konfiguriert ist zum Berechnen der Draufsicht der Projektion auf der virtuellen Projektionsoberfläche gemäß einer Ansicht eines über der Projektionsoberfläche befindlichen virtuellen Beobachters.
Rundumsichtsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens eine der Kameras (2) auf jeder Seite des Fahrzeugs (1) positioniert werden soll.
Rundumsichtsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Auswertungseinheit (7) weiterhin konfiguriert ist zum Generieren des Draufsichtsbilds als eine zusammengesetzte Draufsicht durch eines von (a) Zusammensetzen der durch die Kameras (2) erfassten Bilder zum Ausbilden eines zusammengesetzten Bilds, Projizieren des zusammengesetzten Bilds auf die virtuelle Projektionsoberfläche und Generieren der Draufsicht der Projektion des zusammengesetzten Bilds auf der Projektionsoberfläche; (b) Zusammensetzen von Projektionen der durch die verschiedenen Kameras (2) erfassten Bilder zum Ausbilden der Projektion der erfassten Bilder auf der virtuellen Projektionsoberfläche als ein zusammengesetztes Projektionsbild und durch Berechnen der Draufsicht des zusammengesetzten Projektionsbilds; oder (c) Zusammensetzen von Draufsichten der Projektionen der durch die verschiedenen Kameras (2) erfassten Bilder auf der virtuellen Projektionsoberfläche.
Fahrzeug (1), umfassend ein Rundumsichtsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich das Display (8) innerhalb eines Innenraums des Fahrzeugs (1) an einer Position befindet, die für einen Fahrer des Fahrzeugs (1) sichtbar ist.