DE102015217717A1

DE102015217717A1 - Fahrzeugkamerasystem und Verfahren zum Anzeigen von Bildern auf einem Fahrzeugdisplay eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102015217717A1
Application number: DE102015217717.3A
Authority: DE
Inventors: Günter Anton Fendt
Original assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Current assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Priority date: 2015-09-16
Filing date: 2015-09-16
Publication date: 2017-03-16

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anzeigen von Bildern auf einem Fahrzeugdisplay (405) eines Fahrzeugs (101), mit den Schritten: Kontinuierliches Erfassen (S1) von einer Folge von Kamerabildern (200, 400) einer Fahrzeugumgebung des Fahrzeugs (101) durch mindestens eine Fahrzeugkamera (901; 104, 105, 106) des Fahrzeugs (101), wobei von jedem erfassten Kamerabild (200; 400) ein Bildausschnitt (204; 404) auf dem Fahrzeugdisplay (405) angezeigt wird, welcher einen um das Fahrzeug (101) herum befindlichen Winkelbereich abbildet, Ermitteln (S2), mittels Eye-Tracking, einer Betrachtungsregion (406) der auf dem Fahrzeugdisplay (405) angezeigten Bildausschnitte (204; 404), welche ein Fahrer (604) des Fahrzeugs (101) auf dem Fahrzeugdisplay (405) betrachtet, und Kontinuierliches Verändern (S3) des durch die Bildausschnitte (204; 404) abgebildeten Winkelbereichs der Fahrzeugumgebung, solange, bis die ermittelte Betrachtungsregion (406) der angezeigten Bildausschnitte (204; 404) zumindest teilweise in einem vorgegebenen Sollbereich (407) des Fahrzeugdisplays (405) liegt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anzeigen von Bildern auf einem Fahrzeugdisplay eines Fahrzeugs, ein Fahrzeugkamerasystem und ein Fahrzeug mit einem Fahrzeugkamerasystem.
Unfälle im Straßenverkehr treten häufig dann auf, wenn Verkehrsteilnehmer übersehen werden. Zu einer gefährlichen Situation kann es etwa kommen, wenn sich ein Verkehrsteilnehmer im toten Winkel eines Fahrzeugs befindet und daher von dem Fahrer des Fahrzeugs nicht gesehen werden kann. Sichtprobleme bei Rückspiegeln oder Innenspiegeln können auch bei starken Kurven entstehen. Da die Spiegel des Fahrzeugs starr positioniert sind, erfasst der Fahrer des Fahrzeugs nur einen Bereich, welcher direkt hinter dem Fahrzeug liegt. Aufgrund der Biegung der Straße kann es jedoch vorkommen, dass andere Verkehrsteilnehmer sich zu weit seitlich versetzt hinter dem Fahrzeug befinden und dadurch nicht mehr in den Außen- und Innenspiegeln des Fahrzeugs erkennbar sind.
Aus der WO 2010/080610 A1 ist ein Kamerasystem bekannt, bei welchem die klassischen Außenspiegel durch elektronische Außenspiegel ersetzt sind und wobei ein Ausschnitt der über Kameras erfassten Bilder auf einem Fahrzeugdisplay angezeigt wird. Der angezeigte Ausschnitt kann hierbei von mehreren Parametern, insbesondere einer Radstellung des Fahrzeugs abhängen.
Befindet sich ein Fahrzeug jedoch beispielsweise in einer S-förmigen Doppelkurve, so kann aufgrund der Radstellung des Fahrzeugs erkannt werden, dass sich das Fahrzeug beispielsweise in einer Linkskurve der S-förmigen Doppelkurve befindet. Eine Korrektur anhand eines Radeinschlagwinkels der Vorderräder führt nun jedoch dazu, dass der Erfassungsbereich der Kamera des Fahrzeugs noch weiter zur linken Fahrzeugseite hin gedreht wird, um eine Sicht in der Linkskurve zu verbessern, wodurch jedoch ein rechts hinter dem Fahrzeug befindlicher weiterer Verkehrsteilnehmer aus dem Blickfeld des Fahrers des Fahrzeugs gerät.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Sicherheit des Fahrzeugs und des Fahrers des Fahrzeugs zu erhöhen, indem der Fahrer bereits frühzeitig weitere Verkehrsteilnehmer erkennen kann und schneller auf Gefahrensituationen reagieren kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Anzeigen von Bildern auf einem Fahrzeugdisplay eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Demgemäß schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Anzeigen von Bildern auf einem Fahrzeugdisplay eines Fahrzeugs, wobei eine Folge von Kamerabildern einer Fahrzeugumgebung des Fahrzeugs durch mindestens eine Fahrzeugkamera des Fahrzeugs erfasst wird. Von jedem erfassten Kamerabild wird ein Bildausschnitt auf dem Fahrzeugdisplay angezeigt, welcher einen um das Fahrzeug herum befindlichen Winkelbereich abbildet. Weiter wird mittels Eye-Tracking eine Betrachtungsregion der auf dem Fahrzeugdisplay angezeigten Bildausschnitte ermittelt, welche ein Fahrer des Fahrzeugs auf dem Fahrzeugdisplay betrachtet. Der durch die Bildausschnitte abgebildete Winkelbereich der Fahrzeugumgebung wird solange kontinuierlich verändert, bis die ermittelte Betrachtungsregion der angezeigten Bildausschnitte zumindest teilweise in einem vorgegebenen Sollbereich des Fahrzeugdisplays liegt.
Eye-Tracking bezeichnet hierbei die Blickerfassung einer Blickrichtung einer Person mittels Eye-Tracking-Sensoren bzw. Eyetracker, wobei die Blickerfassung insbesondere das Aufzeichnen der Fixationen umfasst, d. h. derjenigen Punkte oder Regionen, welche die Person momentan betrachtet.
Darüber hinaus schafft die vorliegende Erfindung ein Fahrzeugkamerasystem für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6.
Demnach schafft die vorliegende Erfindung ein Fahrzeugkamerasystem für ein Fahrzeug mit mindestens einer Fahrzeugkamera zum kontinuierlichen Erfassen von einer Folge von Kamerabildern einer Fahrzeugumgebung des Fahrzeugs. Das Fahrzeugkamerasystem umfasst weiter ein Fahrzeugdisplay zum Anzeigen eines Bildausschnittes von jedem von den Fahrzeugkameras erfassten Kamerabild, welcher einen um das Fahrzeug herum befindlichen Winkelbereich abbildet, einen Eye-Tracking-Sensor zum Erfassen einer Blickrichtung eines Fahrers des Fahrzeugs und eine Ermittlungseinheit zum Ermitteln einer Betrachtungsregion der auf dem Fahrzeugdisplay angezeigten Bildausschnitte, welche der Fahrer auf dem Fahrzeugdisplay betrachtet, anhand der von dem Eye-Tracking-Sensor erfassten Blickrichtung. Schließlich umfasst das Fahrzeugkamerasystem eine Steuereinheit zum kontinuierlichen Verändern des durch die Bildausschnitte auf dem Fahrzeugdisplay abgebildeten Winkelbereichs der Fahrzeugumgebung, solange, bis die von der Ermittlungseinheit ermittelte Betrachtungsregion der angezeigten Bildausschnitte zumindest teilweise in einem vorgegebenen Sollbereich des Fahrzeugdisplays liegt.
Darüber hinaus schafft die vorliegende Erfindung ein Fahrzeug mit einem Fahrzeugkamerasystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann der Fahrer des Fahrzeugs bewusst oder unbewusst visuell steuern, welcher Winkelbereich der Fahrzeugumgebung auf dem Fahrzeugdisplay abgebildet wird. Durch Betrachten eines besonders relevanten Bereichs wird dieser von dem Fahrer des Fahrzeugs betrachtete Bereich direkt in einen vorgegebenen Sollbereich des Fahrzeugdisplays, vorzugsweise in einen zentralen Bereich des Fahrzeugdisplays verschoben. Dadurch ist auch ein um diesen relevanten Bereich herum liegender Bereich der Fahrzeugumgebung des Fahrzeugs für den Fahrer sichtbar. Wird beispielsweise die Fahrbahn bzw. Straße hinter dem Fahrzeug in einem Randbereich des Fahrzeugdisplays abgebildet, etwa weil die Straße einen starken Kurvenverlauf aufweist, so kann der Fahrer durch Betrachten dieses Randbereichs des Fahrzeugdisplays den entsprechenden Bereich wieder in einen vorgegebenen Sollbereich, etwa in das Zentrum des Fahrzeugdisplays rücken. Die hinter dem Fahrzeug befindliche Straße ist nun wieder zentral erkennbar und auch weitere Verkehrsteilnehmer, welche dem Fahrer zuvor verborgen waren, sind nun auf dem Fahrzeugdisplay sichtbar.
Das erfindungsgemäße Verfahren erhöht daher die Sicherheit des Fahrzeugs und des Fahrers dieses Fahrzeugs, da der Fahrer bereits frühzeitig weitere Verkehrsteilnehmer erkennen kann und schneller auf Gefahrensituationen reagieren kann.
Aufgrund der Tatsache, dass der Fahrer rein visuell durch Augenbewegung die Anzeige des Fahrzeugdisplays steuern kann, kann der Fahrer das angezeigte Bild schnell und intuitiv steuern, wobei die Hände des Fahrers frei bleiben.
Da ein Eye-Tracking-System in modernen Fahrzeugen meist schon vorinstalliert ist, lässt sich das Fahrzeugkamerasystem leicht auf Softwarebasis nachrüsten und ist daher günstig in der Herstellung.
Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens umfasst das kontinuierliche Verändern des durch die Bildausschnitte abgebildeten Winkelbereichs der Fahrzeugumgebung ein Schwenken von mindestens einer der Fahrzeugkameras des Fahrzeugs, wodurch ein erfasster Winkelbereich der Fahrzeugumgebung verändert wird. Durch Schwenken der Fahrzeugkameras wird der erfasste Winkelbereich der Fahrzeugumgebung direkt verändert, der Erfassungsbereich, welchen die Fahrzeugkameras aufnehmen, bleibt jedoch groß. So kann dem Fahrer beispielsweise ein gesamter erfasster Winkelbereich angezeigt werden, wodurch der Fahrer ein möglichst breites Sichtspektrum hat. Vorzugsweise ändert sich beim Schwenken dir Größe des erfassten Winkelbereichs nicht.
Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens umfasst das kontinuierliche Verändern des durch die Bildausschnitte abgebildeten Winkelbereichs der Fahrzeugumgebung ein kontinuierliches Andern des Bildausschnittes der erfassten Kamerabilder, welcher auf dem Fahrzeugdisplay angezeigt wird. Es wird also die Auswahl des Kamerabildes, welche angezeigt wird, verschoben. Das Ändern des Bildausschnittes kann in Echtzeit durchgeführt werden, da keine Reaktionszeiten für mechanische Komponenten berücksichtigt werden müssen.
Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens werden die erfassten Kamerabilder durch Kombinieren von mehreren Teilbildern erzeugt, welche von verschiedenen Fahrzeugkameras erfasst werden, welche jeweils einen unterschiedlichen um das Fahrzeug herum befindlichen Winkelbereich der Fahrzeugumgebung erfassen. Beispielsweise können elektronische Rückspiegel oder Heckkameras verwendet werden, wobei die erfassten Bilder kombiniert werden. Dadurch kann ein breiter Sichtbereich angezeigt werden, da die von den verschiedenen Kameras erfassten Winkelbereiche sich zu einem größeren Winkelbereich aufsummieren.
Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens hängt der vorgegebene Sollbereich des Fahrzeugdisplays von einem erfassten Radeinschlagwinkel von Rädern des Fahrzeugs ab. Durch Berücksichtigung des Radeinschlagwinkels kann ein Streckenverlauf bereits einberechnet werden. Es wird daher weniger Feinjustierung durch den Fahrer des Fahrzeugs durch visuelles Verschieben des angezeigten Bildes benötigt.
Gemäß einer Weiterbildung umfasst das Fahrzeugkamerasystem einen Radsensor zum Erfassen eines Radeinschlagwinkels von Rädern des Fahrzeugs, wobei die Ermittlungseinheit ausgebildet ist, den vorgegebenen Sollbereich des Fahrzeugdisplays in Abhängigkeit von dem vom Radsensor erfassten Radeinschlagwinkel festzulegen.
Gemäß einer Weiterbildung des Fahrzeugkamerasystems ist mindestens eine Fahrzeugkamera schwenkbar, wobei die Steuereinheit ausgebildet ist, den durch die Bildausschnitte abgebildeten Winkelbereich der Fahrzeugumgebung durch ein Schwenken von mindestens einer der Fahrzeugkameras zu verändern, wodurch ein erfasster Winkelbereich der Fahrzeugumgebung verändert wird.
Gemäß einer Weiterbildung des Fahrzeugkamerasystems umfassen die mindestens zwei Fahrzeugkameras elektronische Außenspiegel, welche an einer linken und rechten Außenseite des Fahrzeugs mit Erfassungsrichtung entgegen einer Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeugs angeordnet sind.
Gemäß einer Weiterbildung des Fahrzeugkamerasystems umfassen die mindestens zwei Fahrzeugkameras eine Heckkamera, welche an einer Heckseite des Fahrzeugs angeordnet ist.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen
1 ein beispielhaftes Szenario zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
2 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Anzeigen von Bildern auf einem Fahrzeugdisplay eines Fahrzeugs;
3, 10 beispielhafte Kamerabilder;
4, 5, 11 ein beispielhaftes Fahrzeugdisplay mit jeweiligen angezeigten Bildausschnitten;
6, 7, 8 beispielhafte Szenarien zur Erläuterung eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
9 ein beispielhaftes Szenario zur Erläuterung eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform;
12 ein Diagramm zur Erläuterung einer Radeinschlagwinkelabhängigkeit des vorgegebenen Sollbereichs;
13 ein Blockschaltbild eines Fahrzeugkamerasystems gemäß der vorliegenden Erfindung;
14 ein Blockschaltbild eines Fahrzeugs mit einem Fahrzeugkamerasystem gemäß der vorliegenden Erfindung; und
15a bis c Querschnittansichten zur Erläuterung eines elektronischen Schwenken von Fahrzeugkameras.
1 zeigt ein beispielhaftes Szenario zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Auf einer Fahrbahn 102 befindet sich ein Fahrzeug 101, dem in einigem Abstand ein weiterer Verkehrsteilnehmer 103 folgt. Die Fahrbahn 102 weist hierbei eine S-förmige Kurvenform auf und das Fahrzeug 101 befindet sich an einem rechten Rand der Fahrbahn 102. Der weitere Verkehrsteilnehmer 103 befindet sich an einem linken Rand der Fahrbahn 102, wie in 1 gezeigt. Das Fahrzeug 101 weist Vorderräder 111 auf, mit einem momentanen Radeinschlagwinkel γ. An einer in Fahrtrichtung linken Seite des Fahrzeugs 101 befindet sich ein linker elektronischer Außenspiegel 104 und an einer rechten Seite des Fahrzeugs 101 befindet sich ein rechter elektronischer Außenspiegel 105. Die elektronischen Außenspiegel 104 und 105 sind hierbei Kameras, welche in eine Richtung entgegen einer Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeugs 101 ausgerichtet sind. Der linke elektronische Außenspiegel 104 weist einen Erfassungsbereich mit einem Öffnungswinkel α_L zwischen einer ersten Achse 108a und einer zweiten Achse 108b auf. Der Begriff „Achse” bezeichnet hierbei die halbgeradenförmigen Begrenzungen des in zwei Dimensionen projizierten Erfassungskegels der Kameras.
Der rechte elektronische Außenspiegel 105 weist einen Erfassungsbereich mit einem Öffnungswinkel α_R zwischen einer dritten Achse 109a und einer vierten Achse 109b auf. Weiter umfasst das erste Fahrzeug 101 eine an einer Heckseite des ersten Fahrzeugs 101 befestigte Heckkamera 106, welche einen Erfassungsbereich mit einem Öffnungswinkel β zwischen einer fünften Achse 110a und einer sechsten Achse 110b aufweist.
Vorzugsweise ist der Erfassungswinkel α_L des linken elektronischen Außenspiegels gleich groß wie der Öffnungswinkel α_R des rechten elektronischen Außenspiegels 105. Weiter sind die erste Achse 108a und die zweite Achse 108b zur dritten Achse 109a bzw. vierten Achse 109b spiegelsymmetrisch bezüglich einer zentralen durch das Fahrzeug 101 gehenden Symmetrieachse 107. Auch die fünfte Achse 110a ist vorzugsweise spiegelsymmetrisch bezüglich der Symmetrieachse 107 zur sechsten Achse 110b.
2 zeigt ein Flussdiagramm zur Erläuterung eines Verfahrens zum Anzeigen von Bildern auf einem Fahrzeugdisplay des Fahrzeugs 101 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Das Verfahren umfasst einen ersten Schritt S1 des kontinuierlichen Erfassens von einer Folge von Kamerabildern einer Fahrzeugumgebung des Fahrzeugs 101. Die Kamerabilder können hierbei durch eine einzelne Kamera, etwa die elektronischen Außenspiegel 104 und 105 oder die Heckkamera 106 erfasst werden. Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt, so kann das Fahrzeug 101 eine Vielzahl von weiteren Fahrzeugkameras aufweisen, welche insbesondere auch in eine Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeugs gerichtet sein können.
Im Falle von Außenspiegeln und Rückspiegeln wird unter „Kamerabild” auch ein um eine zentrale vertikale Bildachse gespiegeltes von den Fahrzeugkameras erfasstes Bild verstanden.
Die erfassten Kamerabilder können auch durch Kombinieren von mehreren Teilbildern erzeugt werden. In 3 ist ein erfasstes Kamerabild 200 illustriert, welches durch Kombinieren eines linken Teilbildes 201, welches von dem linken elektronischen Außenspiegel 104 erfasst wurde, eines rechten Teilbildes 202, welches von dem rechten elektronischen Außenspiegel 104 erfasst wurde und eines zentralen Teilbildes 203, welches von der Heckkamera 106 erfasst wurde. Es ist zu beachten, dass das erfasste Kamerabild 200 von ursprünglichen von den Fahrzeugkameras erfassten Bilddaten dadurch erhalten wird, dass diese entlang einer zentralen vertikalen Bildachse gespiegelt werden. Dadurch wird der Spiegelungseffekt eines realen Spiegels durch die Fahrzeugkameras simuliert.
Die Summe einer Breite x₁ des linken Teilbildes 201, einer Breite x₃ des zentralen Teilbildes 203 und einer Breite x₂ des rechten Teilbildes 202 ist hierbei größer als eine Gesamtbreite D des Kamerabildes 200.
Aus dem Kamerabild 200 wird nun ein Bildausschnitt 204 ausgewählt. Eine Breite x₄ des Bildausschnittes 204 ist in dem in 3 gezeigten Beispiel größer als eine Breite x₃ des zentralen Teilbildes 203. Die äußeren Ränder des Bildausschnittes 204 weisen hierbei vorzugsweise einen gleichen Abstand von den äußeren Rändern des Kamerabildes 200 auf, so dass sich der Bildausschnitt 204 im Zentrum des Kamerabildes 200 befindet.
Wie in 4 gezeigt, wird der Bildausschnitt 204 auf einem Fahrzeugdisplay 405 des Fahrzeugs 101 angezeigt. Der Bildausschnitt 204 entspricht hierbei einem um das Fahrzeug 101 herum befindlichen Winkelbereich.
In einem zweiten Schritt S2 wird nun mittels Eye-Tracking eine Betrachtungsregion 406 ermittelt. Die Betrachtungsregion 406 ist hierbei diejenige Region auf dem Fahrzeugdisplay 405, welche ein Fahrer des Fahrzeugs 101 auf dem Fahrzeugdisplay 405 momentan betrachtet.
Vorzugsweise kann hierbei in einem vorausgehenden Schritt zuerst mittels Eye-Tracking ermittelt werden, ob der Fahrer des Fahrzeugs das Fahrzeugdisplay 405 betrachtet.
Die Betrachtungsregion 406 kann beispielsweise ein kreisförmiger Abschnitt auf dem Fahrzeugdisplay 405 sein. Das Fahrzeugdisplay 405 kann jedoch auch in verschiedene Bereiche eingeteilt werden, beispielsweise ein linkes Drittel, ein mittleres Drittel und ein rechtes Drittel. Eine Betrachtungsregion entspricht dann demjenigen Bereich, welcher der Fahrer des Fahrzeugs 101 betrachtet.
Auf dem Fahrzeugdisplay 405 ist ein Sollbereich 407 vorgegeben, mit einer Breite x₅, welche vorzugsweise einen Wert zwischen 50% und 10% einer Breite x₄ des Fahrzeugdisplays 405 aufweist. Eine Breite x₇ der Betrachtungsregion 406 ist hierbei vorzugsweise gleich groß wie die Breite x₅ des vorgegebenen Sollbereichs 407.
Die Betrachtungsregion 406 und der Sollbereich 407 müssen hierbei jedoch nicht notwendigerweise ausgedehnte Bereiche sein. So kann die Betrachtungsregion 406 auch ein einzelner Punkt auf dem Fahrzeugdisplay 405 sein, welche der Fahrer des Fahrzeugs 101 betrachtet. Der vorgegebene Sollbereich 407 kann auch eine Achse auf dem Fahrzeugdisplay 405, vorzugsweise eine zentrale vertikale Achse oder auch nur ein einziger Punkt des Fahrzeugdisplays, vorzugsweise ein zentraler Punkt, sein.
In einem dritten Schritt S3 wird der durch den Bildausschnitt 204 abgebildete Winkelbereich der Fahrzeugumgebung solange verändert, bis die ermittelte Betrachtungsregion 406 des angezeigten Bildausschnittes 204 zumindest teilweise in dem vorgegebenen Sollbereich 407 des Fahrzeugdisplays 405 liegt.
Der abgebildete Winkelbereich der Fahrzeugumgebung umfasst hierbei sowohl einen Winkelbereich einer einzigen Fahrzeugkamera, als auch eine Kombination mehrerer Winkelbereichen von mehreren Fahrzeugkameras des Fahrzeugs 101 umfasst.
Vorzugsweise wird der angezeigte Winkelbereich solange verändert, bis die ermittelte Betrachtungsregion 406 vollständig in dem vorgegebenen Sollbereich 407 liegt, wie in 5 illustriert. Ein auf dem Fahrzeugdisplay 405 angezeigter Bildausschnitt 404 bildet hierbei einen anderen Winkelbereich der Fahrzeugumgebung des Fahrzeugs 101 ab als der Bildausschnitt 204, welcher in 4 illustriert ist.
Das Verfahren kann beispielsweise nur einmalig durchgeführt werden, sobald erkannt wird, dass der Fahrer des Fahrzeugs 101 das Fahrzeugdisplay 405 betrachtet. Das Verfahren kann jedoch auch kontinuierlich durchgeführt werden, so dass kontinuierlich die Betrachtungsregion 406 des Fahrers des Fahrzeugs 101 ermittelt wird und der abgebildete Winkelbereich so verändert wird, dass die Betrachtungsregion 406 in dem vorgegebenen Sollbereich 407 des Fahrzeugdisplays 405 liegt.
6, 7 und 8 illustrieren ein Verfahren zum Anzeigen von Bildern auf dem Fahrzeugdisplay 405 des Fahrzeugs 101 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Hierbei erfolgt das kontinuierliche Verändern der durch die Bildausschnitte 204, 404 abgebildeten Winkelbereiche der Fahrzeugumgebung durch ein Ändern der angezeigten Bildausschnitte 204, 404 der erfassten Kamerabilder 200.
Wie im unteren Teil der 6 illustriert, betrachtet der Fahrer 604 des Fahrzeugs 101 eine Betrachtungsregion 406a, welche sich rechts von dem vorgegebenen Sollbereich 407 auf dem Fahrzeugdisplay 405 befindet. Auf dem Fahrzeugdisplay 405 wird hierbei ein Bildausschnitt 204 abgebildet, welcher ein zentraler Teil des Kamerabildes 200 ist, wie in der Mitte der 6 illustriert. Die Betrachtungsregion 406a ist hierbei um eine Distanz y₁ gegenüber dem vorgegebenen Sollbereich 407 nach rechts verschoben. Im oberen Teil der 6 wird nun das Ändern des angezeigten Bildausschnittes illustriert. Hierbei wird der Bildausschnitt solange kontinuierlich nach rechts verschoben, bis ein Bildausschnitt 404a erreicht ist, bei welchem die ermittelte Betrachtungsregion 406a innerhalb des vorgegebenen Sollbereichs 407 liegt. Der Bildausschnitt 404a, bei welchem dies der Fall ist, ist hierbei im Vergleich zum ursprünglichen Bildausschnitt 204 um die ursprüngliche Distanz y₁ zwischen Betrachtungsregion 406a und Sollbereich 407 nach rechts verschoben, das heißt, die Distanz y₁ entspricht dem Abstand zwischen der zentralen Symmetrieachse 501 des Kamerabildes 200 und der zentralen Symmetrieachse 502 des Fahrzeugdisplays 405.
Während des kontinuierlichen Verschiebens werden die Bildausschnitte weiterhin auf dem Fahrzeugdisplay 405 angezeigt.
In 7 betrachtet der Fahrer 604 eine Betrachtungsregion 406b, welche bereits in dem vorgegebenen Sollbereich 407 liegt. Die Betrachtungsregion 406b ist daher um eine Distanz y₂ = 0 gegenüber dem vorgegebenen Sollbereich 407 verschoben. Es ist daher kein Verschieben des Bildausschnittes nötig. Der Bildausschnitt 404b, bei welchem die Betrachtungsregion 406b in dem vorgegebenen Sollbereich 407 liegt, stimmt daher bereits mit dem ursprünglichen Bildausschnitt 204 überein.
In 8 betrachtet der Fahrer eine Betrachtungsregion 406c, welche gegenüber dem vorgegebenen Sollbereich 407 nach links verschoben ist. Der Abstand y₃ von einem Zentrum der Betrachtungsregion 406c von dem vorgegebenen Sollbereich 407 ist hierbei derjenige Abstand, um welchen der Bildausschnitt 404c des Kamerabildes 200 nach links verschoben werden muss, wie im oberen Teil der 8 illustriert.
9 illustriert ein Verfahren zum Anzeigen von Bildern auf dem Fahrzeugdisplay 405 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Gemäß dieser Ausführungsform sind der linke elektronische Außenspiegel 104 und der rechte elektronische Außenspiegel 105 schwenkbar. Durch Schwenken der elektronischen Außenspiegel 104, 105 kann ein Erfassungswinkel α_L zwischen einer neuen ersten Achse 308a und der zweiten Achse 108b bzw. ein Erfassungswinkel α_R zwischen einer neuen dritten Achse 309a und der vierten Achse 109b des linken elektronischen Außenspiegels 104 bzw. des rechten elektronischen Außenspiegels 105 verändert werden. Durch Schwenken der elektronischen Außenspiegel 104 und 105 verändert sich der Winkelbereich der Fahrzeugumgebung des Fahrzeugs 101, welcher auf einem Kamerabild 400, wie in 10 illustriert, abgebildet wird. Die elektronischen Rückspiegel 104 und 105 werden hierbei solange geschwenkt, bis sich die Betrachtungsregion 406 in dem vorgegebenen Sollbereich 407 befindet. Während des Schwenkens werden die jeweiligen Bildausschnitte kontinuierlich auf dem Fahrzeugdisplay 405 angezeigt.
Hierbei kann eine Schwenkgeschwindigkeit der Fahrzeugkameras 901 oder eine Verschiebegeschwindigkeit des Bildausschnittes fest vorgegeben sein. Diese Geschwindigkeit kann jedoch auch von Fahrzeugparametern, beispielsweise eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs, eine Sichtweite des Fahrzeugs oder dem Radeinschlagwinkel γ des Fahrzeugs 101 abhängen.
Gemäß einer Weiterentwicklung hängt die Lage des vorgegebenen Sollbereichs 407 von dem Radeinschlagwinkel γ der Räder 111 des Fahrzeugs 101 ab. Beispielsweise wird, wie in 11 illustriert, der vorgegebenen Sollbereich 407 um eine Strecke x₆ nach rechts bzw. links zu einem neuen vorgegebenen Sollbereich 407a hin verschoben. Diese Distanz x₆ kann beispielsweise linear von dem Radeinschlagwinkel γ abhängen, wie in 12 illustriert.
Gemäß einer Weiterentwicklung wird der angezeigte Bildausschnitt in Abhängigkeit von dem Radeinschlagwinkel γ nach links oder rechts verschoben.
13 zeigt ein Blockschaltbild zur Erläuterung eines Fahrzeugkamerasystems 900 für ein Fahrzeug 101. Das Fahrzeugkamerasystem 900 umfasst mindestens eine Fahrzeugkamera 901, beispielsweise einen linken elektronischen Außenspiegel 104, einen rechten elektronischen Außenspiegel 105 und eine Heckkamera 106, wie in 1 illustriert. Die Fahrzeugkamera 901 ist ausgebildet, eine Folge von Kamerabildern einer Fahrzeugumgebung des Fahrzeugs 101 kontinuierlich zu erfassen.
Weiter umfasst das Fahrzeugkamerasystem 900 ein Fahrzeugdisplay 405 zum Anzeigen eines Bildausschnittes von jedem von den Fahrzeugkameras erfassten Kamerabild. Das Fahrzeugdisplay 405 ist hierbei im Sichtbereich eines Fahrers des Fahrzeugs 101 im Inneren des Fahrzeugs angebracht. Der angezeigte Bildausschnitt bildet einen um das Fahrzeug herum befindlichen Winkelbereich ab.
Das Fahrzeugkamerasystem 900 umfasst weiter einen Eye-Tracking-Sensor 903 zum Erfassen einer Blickrichtung des Fahrers 604 des Fahrzeugs 101.
Eine Ermittlungseinheit 904 ist ausgebildet, eine Betrachtungsregion 406 der auf dem Fahrzeugdisplay 405 angezeigten Bildausschnitte 204, 404 zu ermitteln. Die Ermittlungseinheit 904 verwendet hierbei die Sensordaten, welche von dem Eye-Tracking-Sensor 903 erfasst wurden.
Das Fahrzeugkamerasystem 900 umfasst weiter eine Steuereinheit 905, welche ausgebildet ist, den durch den Bildausschnitt auf dem Winkeldisplay ausgebildeten Winkelbereich der Fahrzeugumgebung des Fahrzeugs 101 kontinuierlich zu verändern, solange, bis die von der Ermittlungseinheit 904 ermittelte Betrachtungsregion 406 der angezeigten Bildausschnitte 204, 404 zumindest teilweise in einem vorgegebenen Sollbereich 407 des Fahrzeugdisplays 405 liegt.
Das Fahrzeugkamerasystem 900 kann einen optionalen Radsensor 906 auffassen, welcher einen Radeinschlagwinkel γ von Rädern 111 des Fahrzeugs 101 erfasst. Die Ermittlungseinheit 904 ist in diesem Fall ausgebildet, den vorgegebenen Sollbereich 407 des Fahrzeugdisplays 405 in Abhängigkeit von dem Radeinschlagwinkel γ, welcher von dem Radsensor 906 erfasst wurde, festzulegen.
Gemäß einer Ausführungsform ist mindestens eine der Fahrzeugkameras 901 schwenkbar. Die Steuereinheit 905 ist dann ausgebildet, die schwenkbare Fahrzeugkamera 901 solange zu schwenken, bis die ermittelte Betrachtungsregion 406 der angezeigten Bildausschnitte 204, 404 zumindest teilweise in dem vorgegebenen Sollbereich 407 des Fahrzeugdisplays 405 liegt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Steuereinheit 905 ausgebildet, den Bildausschnitt 204, 404 der erfassten Kamerabilder 200, 400 solange kontinuierlich zu verschieben, bis die ermittelte Betrachtungsregion 406 zumindest teilweise in dem vorgegebenen Sollbereich 407 des Fahrzeugdisplays 405 liegt.
14 zeigt ein Blockschaltbild eines Fahrzeugs 101 mit einem Fahrzeugkamerasystem 900, insbesondere einem nach den oben beschriebenen Ausführungsformen ausgebildeten Fahrzeugkamerasystem 900.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die genannten Ausführungsformen beschränkt. Insbesondere umfasst ein Schwenken der mindestens einen Fahrzeugkamera 901 des Fahrzeugs 101 einerseits ein mechanisches Schwenken durch aktives mechanisches Auslenken der Fahrzeugkameras 901.
Andererseits umfasst ein Schwenken der mindestens einen Fahrzeugkamera 901 auch ein elektronisches Schwenken oder eine Kombination von elektronischem und mechanischem Schwenken.
Unter elektronischem Schwenken wird hierbei eine Veränderung eines abgebildeten Winkelbereichs der Fahrzeugkamera 901 ohne mechanisches Schwenken der Fahrzeugkamera 901 verstanden. Ein kontinuierlichen Verändern des durch die Bildausschnitte 204, 404 abgebildeten Winkelbereichs der Fahrzeugumgebung wird beispielsweise dadurch erzielt, dass bereits in der Fahrzeugkamera 901 bei der Erfassung eine Selektion in der Art vorgenommen wird, dass auf einem Empfänger-Chip bzw. Chip-Array der Fahrzeugkamera 901 nur bestimmte Bereiche des Empfänger-Chips erfasst, bzw. signaltechnisch bearbeitet werden.
Dies wird in den 15a bis 15c erläutert, welche schematische Querschnittsansichten einer Bilderfassung durch eine Fahrzeugkamera 901 darstellen.
Die 15a zeigt ein erstes Objekt A und ein zweites Objekt B, welche sich vor der Fahrzeugkamera 901 befinden, welche eine Linse 1501 und einen Empfänger-Chip bzw. ein Chip-Array 1502 aufweist. Das Objekt A und das Objekt B erscheinen hierbei unter einem ersten Erfassungswinkel a bzw. einem zweiten Erfassungswinkel b. Die Objekte A und B werden auf entsprechende erste und zweite Abbildbereiche A' bzw. B' auf dem Chip-Array 1502 projiziert bzw. abgebildet.
Werden also beide Abbildbereiche A' und B' erfasst und signaltechnisch verarbeitet, werden umgekehrt beide Objekte A und B erfasst. Der erfasste Winkelbereich entspricht dann der Vereinigung des ersten Erfassungswinkels a und des zweiten Erfassungswinkels b.
In 15b wird davon abweichend nur der erste Abbildbereich A' signaltechnisch erfasst. Folglich wird nur das erste Objekt A erfasst und ein erfasster Winkelbereich entspricht dem ersten Erfassungswinkel a.
In 15c wird der erste Abbildbereich A' vollständig signaltechnisch erfasst, von dem zweiten Abbildbereich B' jedoch nur ein Teilbereich C'. Dadurch wird auch nur ein Teilobjektbereich C des zweiten Objekts B erfasst. Es wird also nur ein dritter Winkelbereich c erfasst.
Mittels der gezeigten selektiven Signalauswertung auf dem Chip-Array 1502 lässt sich somit ohne mechanische Komponenten ein Erfassungswinkel bzw. ein Erfassungsbereich der Fahrzeugkamera 901 verändern bzw. ”elektronisch Schwenken”. Der Erfassungswinkel kann hierbei konstant bleiben und nur der Erfassungsbereich verschoben werden.
Weiter kann der für den Fahrer 604 auf dem Fahrzeugdisplay 405 angezeigte Bildausschnitt sowohl durch eine Verschiebung eines Bildausschnittes innerhalb eines Kamerabildes 200, insbesondere eines von mehreren Fahrzeugkameras 901 stammenden Einzelbildern fusionierten Kamerabildes 200, generiert werden, als auch durch Verschieben der Winkelbereiche von einer oder mehreren der Fahrzeugkameras 901, deren erfasste Winkelbereiche anschließend zu einem größeren Winkelbereich fusioniert werden, und dadurch ein Kamerabild 200 generiert wird, und/oder direkt daraus ein Bildausschnitt 204 generiert wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2010/080610 A1 [0003]

Claims

Verfahren zum Anzeigen von Bildern auf einem Fahrzeugdisplay (405) eines Fahrzeugs (101), mit den Schritten: Kontinuierliches Erfassen (S1) von einer Folge von Kamerabildern (200, 400) einer Fahrzeugumgebung des Fahrzeugs (101) durch mindestens eine Fahrzeugkamera (901; 104, 105, 106) des Fahrzeugs (101), wobei von jedem erfassten Kamerabild (200; 400) ein Bildausschnitt (204; 404) auf dem Fahrzeugdisplay (405) angezeigt wird, welcher einen um das Fahrzeug (101) herum befindlichen Winkelbereich abbildet, Ermitteln (S2), mittels Eye-Tracking, einer Betrachtungsregion (406) der auf dem Fahrzeugdisplay (405) angezeigten Bildausschnitte (204; 404), welche ein Fahrer (604) des Fahrzeugs (101) auf dem Fahrzeugdisplay (405) betrachtet, und Kontinuierliches Verändern (S3) des durch die Bildausschnitte (204; 404) abgebildeten Winkelbereichs der Fahrzeugumgebung, solange, bis die ermittelte Betrachtungsregion (406) der angezeigten Bildausschnitte (204; 404) zumindest teilweise in einem vorgegebenen Sollbereich (407) des Fahrzeugdisplays (405) liegt.
Verfahren zum Anzeigen von Bildern nach Anspruch 1, wobei das kontinuierliche Verändern des durch die Bildausschnitte (204; 404) abgebildeten Winkelbereichs der Fahrzeugumgebung ein Schwenken von mindestens einer der Fahrzeugkameras (901; 104, 105, 106) des Fahrzeugs (101) umfasst, wodurch ein erfasster Winkelbereich der Fahrzeugumgebung verändert wird.
Verfahren zum Anzeigen von Bildern nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das kontinuierliche Verändern des durch die Bildausschnitte (204; 404) abgebildeten Winkelbereichs der Fahrzeugumgebung ein kontinuierliches Ändern des Bildausschnittes (204; 404) der erfassten Kamerabilder (200; 400), welcher auf dem Fahrzeugdisplay angezeigt wird, umfasst.
Verfahren zum Anzeigen von Bildern nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die erfassten Kamerabildern (200; 400) durch Kombinieren von mehreren Teilbildern (201, 202, 203; 401, 402, 403) erzeugt werden, welche von verschiedenen Fahrzeugkameras (901; 104, 105, 106) erfasst werden, welche jeweils einen unterschiedlichen um das Fahrzeug (101) herum befindlichen Winkelbereich der Fahrzeugumgebung erfassen.
Verfahren zum Anzeigen von Bildern nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der vorgegebenen Sollbereich (407) des Fahrzeugdisplays von einem erfassten Radeinschlagwinkel (γ) von Rädern (111) des Fahrzeugs (101) abhängt.
Fahrzeugkamerasystem (900) für ein Fahrzeug (101) mit mindestens einer Fahrzeugkamera (901; 104, 105, 106) zum kontinuierlichen Erfassen von einer Folge von Kamerabildern (200; 400) einer Fahrzeugumgebung des Fahrzeugs (101); einem Fahrzeugdisplay (405) zum Anzeigen eines Bildausschnittes (204; 404) von jedem von den Fahrzeugkameras (901; 104, 105, 106) erfassten Kamerabild (200; 400), welcher einen um das Fahrzeug (101) herum befindlichen Winkelbereich abbildet; einem Eye-Tracking-Sensor (903) zum Erfassen einer Blickrichtung eines Fahrers (604) des Fahrzeugs (101), einer Ermittlungseinheit (904), zum Ermitteln einer Betrachtungsregion (406) der auf dem Fahrzeugdisplay (405) angezeigten Bildausschnitte (204; 404), welche der Fahrer (604) auf dem Fahrzeugdisplay (405) betrachtet, anhand der von dem Eye-Tracking-Sensor (903) erfassten Blickrichtung des Fahrers (604); und einer Steuereinheit (905) zum kontinuierlichen Verändern des durch die Bildausschnitte (204; 404) auf dem Fahrzeugdisplay (405) abgebildeten Winkelbereichs der Fahrzeugumgebung, solange, bis die von der Ermittlungseinheit (904) ermittelte Betrachtungsregion (406) der angezeigten Bildausschnitte (204; 404) zumindest teilweise in einem vorgegebenen Sollbereich (407) des Fahrzeugdisplays (405) liegt.
Fahrzeugkamerasystem (900) nach Anspruch 6, mit einem Radsensor (906) zum Erfassen eines Radeinschlagwinkels (γ) von Rädern (111) des Fahrzeugs (101), wobei die Ermittlungseinheit (904) ausgebildet ist, den vorgegebenen Sollbereich (407) des Fahrzeugdisplays (405) in Abhängigkeit von dem vom Radsensor (906) erfassten Radeinschlagwinkel (γ) festzulegen.
Fahrzeugkamerasystem (900) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei mindestens eine Fahrzeugkamera (901; 104, 105, 106) schwenkbar ist, wobei die Steuereinheit (905) ausgebildet ist, den durch die Bildausschnitte (204; 404) abgebildeten Winkelbereich der Fahrzeugumgebung durch ein Schwenken von mindestens einer der Fahrzeugkameras (901; 104, 105, 106) zu verändern, wodurch ein erfasster Winkelbereich der Fahrzeugumgebung verändert wird.
Fahrzeugkamerasystem (900) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die mindestens zwei Fahrzeugkameras (901; 104, 105, 106) elektronische Außenspiegel (104, 105) umfassen, welche an einer linken und rechten Außenseite des Fahrzeugs (101) mit Erfassungsrichtung entgegen einer Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeugs (101) angeordnet sind.
Fahrzeugkamerasystem (900) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei die mindestens zwei Fahrzeugkameras (901; 104, 105, 106) eine Heckkamera (106) umfassen, welche an einer Heckseite des Fahrzeugs (101) angeordnet ist.
Fahrzeug (101) mit einem Fahrzeugkamerasystem (900) nach einem der Ansprüche 6 bis 10.