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Die Erfindung betrifft die Anordnung einer Kamera im Heckbereich eines Fahrzeugs.
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Fahrzeuge werden zunehmend mit Fahrerassistenzsystemen ausgerüstet, welche den Fahrer bei der Durchführung von Fahrmanövern unterstützen. Diese Fahrerassistenzsysteme enthalten zum Teil Rückfahrkameras, die im Heckbereich des Fahrzeugs angeordnet sind, und die es erlauben, dem Fahrer des Fahrzeugs die rückwärtige Fahrzeugumgebung anzuzeigen, beispielsweise zur Unterstützung bei einem rückwärtigen Einparkvorgang.
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Weiterhin sind bereits sogenannte Surround-View-Systeme bekannt, welche in der Regel vier Kameras umfassen, wobei die Kameras an unterschiedlichen Bereichen des Fahrzeugs angeordnet sind. Surround-View-Systeme erlauben es, dem Fahrer des Fahrzeugs Bilddaten aus allen Bereich um das Fahrzeug anzuzeigen, insbesondere als 360°-Darstellung (Rundumsicht) oder Top-View-Darstellung (Vogelperspektive). Derartige Surround-View umfassen in der Regel ebenfalls zumindest eine Kamera, die im Heckbereich des Fahrzeugs angeordnet ist, und mittels derer Bilddaten aus der rückwärtigen Fahrzeugumgebung erfasst werden.
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Bei der Anordnung von Kameras im Heckbereich eines Fahrzeugs ist es besonders wichtig, dass die Kameras ein möglichst gutes Sichtfeld auf die rückwärtige Fahrzeugumgebung erhalten und gleichzeitig möglichst gut vor äußeren Umwelteinflüssen, insbesondere vor Verschmutzung, geschützt sind.
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Es sind daher bereits Aufnahmevorrichtungen für Kameras im Heckbereich eines Fahrzeugs bekannt, bei der die Kamera hinter einem als Abdeckelement ausgebildeten Karosserieanbauteil montiert ist. Dabei ist das Abdeckelement um eine Schwenkachse schwenkbar gelagert, um dieses zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung verschwenken zu können. In der Öffnungsstellung ist der hinter dem Fahrzeug gelegene Raum durch die Kamera erfassbar, wohingegen die Kamera in der Schließstellung des Abdeckelements abgedeckt und somit vor äußeren Umwelteinflüssen geschützt ist.
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Nachteilig an derartigen Lösungen zur Anordnung einer Kamera im Heckbereich eines Fahrzeugs ist jedoch, dass für die Aufnahme der Kamera aufwändige Veränderungen am Innenraum sowie an der Karosserie des Fahrzeugs vorgenommen werden müssen.
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Auch eine Anordnung der Kamera im Innenraum hinter der Fahrzeugheckscheibe, als Alternative zur Anordnung hinter einem Abdeckelement, hat sich bislang als nachteilig erwiesen, da hier verschiedene Einflüsse der Heckscheibe (Streuung, Lichtbrechung, Farbverschiebung) die optische Qualität der Bilderfassung negativ beeinflussen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Aufnahmevorrichtung für eine Kamera im Heckbereich eines Fahrzeugs anzugeben, bei der die Kamera möglichst gut vor Umwelteinflüssen geschützt ist, und die eine möglichst modulare Integration ermöglicht, d.h. eine Anordnung der Kamera am Fahrzeug ohne aufwändige Veränderungen an Karosserie und Innenraum des Fahrzeugs.
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Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Wesentlicher Gedanke der Erfindung ist es, eine Kamera bzw. eine Aufnahmevorrichtung für eine Kamera eines Fahrzeugs, insbesondere für eine Heck- bzw. Rückfahrkamera, in eine Dachantenne des Fahrzeugs zu integrieren. Unter Integration ist dabei insbesondere eine Ausgestaltung der Dachantenne und Kamera als gemeinsames Modul bzw. bauliche Einheit zu verstehen, oder zumindest die Anordnung von Kameraelementen und von Antennenelementen in einem gemeinsamen Gehäuse. Weiterhin kann unter Integration die Nutzung gemeinsamer elektrischer und/oder mechanischer Einrichtungen verstanden werden, beispielweise die Anordnung von Antennenelementen und Kameraelementen auf einer gemeinsamen Befestigungsbasis oder eine gemeinsame Stromversorgungseinrichtung für Kamera und Antenne. Bei der Dachantenne handelt es sich dabei bevorzugt um eine GPS-Dachantenne, wobei zumindest ein Großteil der Bauelemente der Kamera vorzugsweise in ein Gehäuse bzw. in eine äußere Verkleidung der GPS-Dachantenne integriert ist.
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Antenneneinrichtungen, in welche eine Kamera bzw. eine Aufnahmevorrichtung für eine Fahrzeugkamera erfindungsgemäß integriert sein kann, sind beispielsweise aus den Offenlegungsschriften
WO 2010 005 051 A1 ,
EP 1 286 414 A1 und
EP 2 178 160 A1 bekannt. Die Antenneneinrichtungen umfassen dabei in der Regel wenigstens eine Montageelement bzw. eine Befestigungsbasis, z.B. eine einfache Bodenplatte, die mit dem Fahrzeugdach verbunden ist und auf der eine oder mehrere Antenne sowie weitere elektronische Einrichtungen angeordnet sind, sowie ein Sichtabdeckung, welche mit dem Bodenelement verbunden ist und die gesamte Antenneneinrichtung umschließt und nach außen hin abdeckt. Derartige Antenneneinrichtungen sind in der Regel mittig sowie im hintersten Bereich des Fahrzeugdachs angeordnet.
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Die erfindungsgemäße Integration einer Kamera bzw. einer Aufnahmevorrichtung für eine Kamera in einer solchen Dachantenne hat verschiedene Vorteile gegenüber den bekannten Lösungen zur Anordnung von Heck- bzw. Rückfahrkameras. So ermöglicht die erfindungsgemäße Lösung eine modulare Integration der Kamera zusammen mit der Dachantenne an einem Fahrzeug. Es müssen dabei insbesondere keine Innenraumodifikationen oder Veränderungen an der Fahrzeugkarosserie für die Anordnung der Kamera vorgenommen werden. Die Anordnung der Kamera in der Dachantenne bietet zudem eine besonders gute Sicht auf die rückwärtige Fahrzeugumgebung aufgrund der exponierten Einbaulage, wodurch ein erweiterter Erfassungsbereich erreicht wird mit einhergehend erhöhter Detektionsreichweite. Durch den Verbau in der Dachantenne sowie aufgrund der vorzugsweise rückwärts (d.h. entgegen der Fahrtrichtung) gerichteten Erfassungsrichtung, ist die Kamera, insbesondere aufgrund der in der Regel aerodynamisch optimierten Bauweise der Dachantennen, vor Umwelteinflüssen weitgehend geschützt. Weiterhin lassen sich die ohnehin für die Dachantenne erforderlichen elektrischen Einrichtungen, wie z.B. Stromversorgung und Datenverbindungen, auch für die Kamera nutzen.
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Die Erfindung umfasst somit eine Aufnahmevorrichtung für eine Kamera in einem Heckbereich eines Fahrzeugs, wobei die Aufnahmevorrichtung in eine Dachantenne des Fahrzeugs integriert ist. Bei der Dachantenne handelt es sich dabei vorzugsweise um eine Antenneneinrichtung, beispielsweise eine GPS-Dachantenne, die mittig sowie im hinteren Bereich auf dem Fahrzeugdach angeordnet ist. Die Aufnahmevorrichtung für die Kamera kann dabei beispielsweise an einer Befestigungsbasis der Antenneneinrichtung ausgebildet oder auf dieser angeordnet sein. Die Kamera ist dabei bei Anordnung in der Aufnahmevorrichtung vorzugsweise innerhalb der Sichtabdeckung bzw. innerhalb des Gehäuses der Antenneneinrichtung integriert. Hierzu kann die Sichtabdeckung der Dachantenne mit einer Öffnung ausgebildet sein, durch welche die Kamera die rückwärtige Fahrzeugumgebung erfassen kann.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst die Sichtabdeckung bzw. das Gehäuse der Dachantenne wenigstens einen konusförmigen Sichttrichter, der vor dem Abbildungssystem der Kamera bzw. vor der Öffnung der Sichtabdeckung, durch welche die Kamera die rückwärtige Fahrzeugumgebung erfasst, angeordnet ist. Der konusförmige Sichttrichter dient dabei insbesondere dazu, die in der Aufnahmevorrichtung angeordnete Kamera bzw. deren Abbildungssystem zusätzlich vor äußeren Umwelteinflüssen zu schützen.
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Erfindungsgemäß können im Bereich der Öffnung der Sichtabdeckung bzw. im Bereich des Sichttrichter weitere Mittel und Einrichtungen zur Reinigung der Kamera vorgesehen sein, insbesondere zur Reinigung von optischen Elementen der Kamera, die direkten Umwelteinflüssen ausgesetzte sind, beispielsweise Linsen oder Abdeckgläser. Hierzu zählen beispielsweise eine hydrophobe Beschichtung der optischen Elemente oder beispielsweise Reinigungsdüsen zum Beaufschlagungen der optischen Elemente mit Reinigungsflüssigkeiten oder Druckluft.
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Die Erfindung umfasst weiterhin eine Kamera, die zur Erfassung von Bilddaten aus einem Umgebungsbereich eines Fahrzeugs dient und die zur Anordnung in einer Aufnahmevorrichtung gemäß der vorangegangenen Beschreibung ausgebildet ist. Die Kamera umfasst dabei vorzugsweise wenigstens ein Abbildungssystem, z.B. eine Linse oder ein Linsensystem bzw. ein Objektiv, sowie wenigstens ein Bildaufnahmeelement, z.B. einen CMOS-Bildchip. Ferner umfasst die Erfindung eine solche Kamera, die in eine Dachantenne eines Fahrzeugs integriert ist.
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Die Erfindung umfasst zudem eine Dachantenne eines Fahrzeugs, die eine erfindungsgemäße Aufnahmevorrichtung umfasst und/oder in der erfindungsgemäß eine Kamera zur Erfassung von Bilddaten aus einem Umgebungsbereich des Fahrzeugs angeordnet ist.
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Die Erfindung umfasst weiterhin ein Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Aufnahmevorrichtung für eine Kamera bzw. ein Fahrzeug mit einer Kamera, die in einer Dachantenne integriert ist.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben, aus dem sich weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten ergeben. Das Ausführungsbeispiel ist in 1 vereinfacht dargestellt und wird anhand der nachfolgend Beschreibung kurz erläutert.
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1 zeigt dabei eine bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Integration einer Kamera (2) in eine Dachantenne (1).
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Bei der Kamera (2) handelt es sich in diesem Fall um eine Kameramodul, mit einem eigenen Gehäuse (3), in dem ein Bildaufnahmeelement sowie weitere elektronische Einrichtungen angeordnet sind, sowie mit einem Objektiv mit wenigstens einer Linse (5) als Abbildungssystem (4). Die Kamera kann beispielsweise Bestandteil eines Spiegelersatzsystem (Mirror Replacement System), eines Rückfahrkamerasystems (Rear View System) und/oder eines Rundumsicht-Kamerasystems (Surround View System) sein. Bei derartigen Systemen wird beispielsweise durch Zooming und Panning dem Fahrer auf einem oder mehreren im Fahrzeuginnenraum angebrachten Monitoren je nach Fahrsituation (Parken, Abbiegen, Schnell/Langsam Fahren) ein geeignetes Kamerabild zur Fahrunterstützung als Bildausschnitt bzw. Vergrößert oder Verkleinert dargestellt. Bei der Kamera (2) kann es sich insbesondere auch um eine Fernbereichskamera handeln. Für eine solche Kamera (2), wie auch für sogenannte Fischaugen-Kameras mit Öffnungswinkeln > 180°, bietet die Position der Kamera (2) in der Dachantenne (1) aufgrund der exponierten Einbaulage die bestmögliche Sicht nach hinten und einer damit einhergehenden erhöhten Übersicht (rückwärtig und seitlich) und erhöhten Detektionsreichweite.
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Bei der Dachantenne (1) handelt es sich in diesem Fall um eine GPS-Dachantenne, die in der Regel mittig sowie im hintersten Bereich eines Fahrzeugdachs angeordnet ist. Die Dachantenne (1) umfasst eine Befestigungsbasis (6), auf der eine Antenne (7) sowie weitere elektronische Einrichtungen (12) angeordnet sind. Die Dachantenne (1) umfasst weiterhin eine Sichtabdeckung (8), die als Gehäuse dient und welche die Antenneneinrichtungen (7, 12) nach außen hin umschließt bzw. abdeckt.
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Wie in 1 gezeigt ist die Kamera (2) erfindungsgemäß in die Dachantenne (1) integriert. Hierzu ist auf der Befestigungsbasis (6) der Dachantenne (1) im hinteren Bereich eine Aufnahmevorrichtung (9) ausgebildet, in welcher die Kamera (2) angeordnet ist. Weiterhin umfasst die Sichtabdeckung (8) der Dachantenne (1) im hinteren Bereich, d.h. bei Anordnung auf einem Fahrzeugdach nach hinten gerichteten Bereich, eine Öffnung (10), durch welche die Kamera (2) somit über das Abbildungssystem (4) die rückwärtige Fahrzeugumgebung erfassen kann.
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Gemäß 1 ist die Öffnung (10) für das Abbildungssystem (4) der Kamera (2) mit einem konusförmigen Sichttrichter ausgebildet, durch welchen die Kamera (2) die rückwärtige Fahrzeugumgebung erfasst und welcher die Kamera (2), insbesondere optische Elemente (5) der Kamera (2), zusätzlich vor Umwelteinflüssen schützt, insbesondere vor Verschmutzung. Der Sichttrichter kann auch als Kegelaufsatz an der Dachantenne (1) angeordnet sein, d.h. als aerodynamisch optimierter Gehäuseaufsatz in Kegel- bzw. Konusform. Durch eine geeignete Linsenbeschichtung (z.B. hydrophob) in Kombination mit einem solchen konus- bzw- kegelförmigen Sichttrichter wird eine Verschmutzung der Kamera (2) weitgehend vermieden. Als Systemerweiterung kann eine Reinigungsdüse, die mit einem Wasserstrahl die Kameralinsenoberfläche reinigt, appliziert werden.
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Die Kamera (2) ist im Ausführungsbeispiel gemäß 1 als Kameramodul ausgestaltet, insbesondere mit eigenem Gehäuse (3) und mit einem Anschluss (11) zur Stromversorgung und Datenverbindung. Erfindungsgemäß kann die Kamera (2) auch einen höheren Integrationsgrad mit der Dachantenne (1) aufweisen als im Ausführungsbeispiel dargestellt. Dabei kann die Kamera (2) beispielsweise ohne eigenes Gehäuse (3) ausgebildet sein und/oder bereits vorhandene Stromversorgungs- und Datenverbindungseinrichtungen der Dachantenne (1) nutzen.
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1 zeigt lediglich eine beispielhafte und stark vereinfachte Ausgestaltung der Erfindung. Insbesondere können die Kamera (2) und die Dachantenne (1) weitere Elemente aufweisen und auch mehrteilig ausgestaltet sein. Die Dachantenne (1) kann beispielsweise auch einen Antennenfuß bzw. einen Antennensockel aufweisen, wobei die Kamera in diesem Fall auch in den Antennenfuß bzw. Antennensockel der Dachantenne (1) integriert sein kann. Weiterhin können erfindungsgemäß auch mehr als nur eine Kamera (2) in die Dachantenne (1) integriert sein, insbesondere mit unterschiedlichen Erfassungsrichtungen. Hierdurch ergibt sich beispielsweise für ein Surround-View-System bei der Bildzusammensetzung (Image Stitching) der Vorteil, dass sich aufgrund der nahe beieinanderliegenden Einbaupositionen der Kamera für die Bildzusammensetzung ein kleinstmögliches Offset ergibt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009014395 A1 [0006]
- DE 102010039155 A1 [0006]
- WO 2010005051 A1 [0012]
- EP 1286414 A1 [0012]
- EP 2178160 A1 [0012]
