DE102015218033C5

DE102015218033C5 - Verfahren zur Verbesserung der rückwärtigen Sicht in einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102015218033C5
Application number: DE102015218033.6A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Roskoni; Heinz-Friedrich Ohm; Thomas Olbrich
Original assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2015-09-18
Filing date: 2015-09-18
Publication date: 2022-10-13
Anticipated expiration: 2035-09-19
Also published as: DE102015218033B4; DE102015218033A1

Abstract

Verfahren zur Verbesserung der rückwärtigen Sicht in einem Kraftfahrzeug, wobei ein hinterer Abschnitt des Kraftfahrzeugs um die Hochachse relativ zu einem vorderen Abschnitt des Kraftfahrzeugs um einen Knickwinkel verdrehbar ist, wobei die rückwärtige Sicht durch zumindest je ein Kamera-Monitor-System je Fahrzeugseite sichergestellt wird, indem eine Kamera mit einem definierten Aufnahmefeld ein Kamerabild erzeugt und dieses Kamerabild vollständig oder teilweise auf einem Monitor als Monitorbild angezeigt wird, wobei das im jeweiligen Monitor angezeigte Monitorbild in Abhängigkeit von dem um die Hochachse erzeugten Knickwinkel adaptiert wird, wobei der jeweils vorherrschende Knickwinkel durch eine Auswertung des jeweils von einer Kamera aufgenommenen Kamerabildes bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensation des Knickwinkels durch eine Erkennung der hinteren Fahrzeugkante des Kraftfahrzeugs im jeweiligen Kamerabild erfolgt, wobeieine Erkennungseinrichtung vorgesehen ist, die zur automatischen Detektion des hinteren Abschnitts des Kraftfahrzeugs ausgestaltet ist, wobei die Erkennunqseinrichtunq durch eine Bilderkennungseinheit und/oder eine Bildverarbeitungseinheit gebildet ist, die dazu eingerichtet ist, das von der Kamera gelieferte Kamerabild derart zu analysieren, dass es die unterschiedlichen möglichen hinteren Abschnitte des Kraftfahrzeugs, die durch unterschiedliche Anhänger und Aufbauten gebildet sind, erkennt und eindeutig zuordnet, unddie Erkennungseinrichtung mit einer Datenbank gekoppelt ist, wobei bereits bekannte hintere Abschnitte des Kraftfahrzeugs in Form eines den hinteren Abschnitt des Kraftfahrzeugs beschreibenden Profils aus dieser Datenbank ladbar sind.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der rückwärtigen Sicht in einem Kraftfahrzeug, wobei ein hinterer Abschnitt des Kraftfahrzeugs um die Hochachse relativ zu einem vorderen Abschnitt des Kraftfahrzeugs um einen Knickwinkel verdrehbar ist, wobei die rückwärtige Sicht durch zumindest je ein Kamera-Monitor-System je Fahrzeugseite sichergestellt wird indem eine Kamera mit einem definierten Aufnahmefeld ein Kamerabild erzeugt und dieses Kamerabild vollständig oder teilweise auf einem Monitor als Monitorbild angezeigt wird.
Stand der Technik
Fahrzeuge aller Art, insbesondere Kraftfahrzeuge wie PKW und LKW, werden zunehmend mit kamerabasierten Systemen für die rückwärtige Sicht ausgestattet. Hierdurch wird versucht die rückwärtige Sicht insbesondere im Vergleich zu einem spiegelbasierten System zu verbessern. Die kamerabasierten Systeme sind beispielsweise als Kamera-Monitor-Systeme ausgebildet. Das von der rückwärts gerichteten Kamera aufgenommene Bild wird dabei auf einem Monitor für den Fahrzeugführer angezeigt. Die Kamera-Monitor-Systeme müssen dabei die gesetzlich vorgeschriebenen Sichtfelder, die für die einzelnen Fahrzeuge gültig sind, abdecken.
Speziell für Nutzfahrzeuge werden hierzu regelmäßig jeweils zwei Kameras auf der linken und der rechten Seite des Fahrzeuges eingesetzt, um sowohl die Sichtfeldklasse IV, welche das Weitwinkelsichtfeld umfasst, als auch die Sichtfeldklasse II, welche das Fernsichtfeld umfasst, abzudecken. Diese beiden Sichtfelder für LKW beziehungsweise Nutzfahrzeuge sind durch die Norm UNECE R46 definiert.
Insbesondere bei Fahrzeugen mit Anhängern entsteht beim Befahren einer Kurve ein Knickwinkel zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger. Ein ähnlicher Effekt tritt beispielsweise bei Gliederfahrzeugen, wie beispielsweise einen Stadtbus, auf. Je nach Größe des Knickwinkels wird die Sicht nach hinten situativ mehr oder weniger verdeckt. Dies kann dazu führen, dass Verkehrsteilnehmer oder Hindernisse nicht rechtzeitig erkannt werden, da sie aus dem momentanen Sichtfeld geraten. Dadurch können Kollisionen infolge einer unzureichenden rückwärtigen Sicht entstehen. Dies tritt insbesondere beim Rückwärtsmanövrieren von Fahrzeugen auf.
Aus dem Stand der Technik sind vielfältige Vorrichtungen bekannt, die unter der Verwendung von Kameras und Monitoren die Sicht nach hinten ermöglichen. Diese Vorrichtungen sind dabei mitunter zusätzlich zu konventionellen Spiegeln verbaut und erhöhen somit die Kosten und den Installationsaufwand erheblich. Rein kamerabasierte Systeme zur Verbesserung der rückwärtigen Sicht sind nicht ausreichend für die Kompensation der auftretenden Knickwinkel ausgelegt.
DE 10 2010 032 411 A1 , DE 10 2008 030 104 A1 und DE 100 35 223 A1 offenbaren jeweils ein Verfahren zur Überwachung einer Umgebung eines Fahrzeuges, dessen hinterer Abschnitt um eine Hochachse relativ zu einem vorderen Abschnitt des Fahrzeugs um einen Knickwinkel verdrehbar ist, wobei die rückwärtige Sicht durch zumindest je ein Kamera-Monitor-System je Fahrzeugseite sichergestellt wird, indem eine Kamera mit einem definierten Aufnahmefeld ein Kamerabild erzeugt und dieses Kamerabild vollständig oder teilweise auf einem Monitor als Monitorbild angezeigt wird, wobei das im jeweiligen Monitor angezeigte Monitorbild in Abhängigkeit von dem um die Hochachse erzeugten Knickwinkel adaptiert wird, wobei der jeweils vorherrschende Knickwinkel durch eine Auswertung des jeweils von einer Kamera aufgenommenen Kamerabildes bestimmt wird.
Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zu schaffen, welches die rückwärtige Sicht durch den Einsatz eines Kamera-Monitor-Systems verbessert, wobei insbesondere eine Kompensation des zwischen einem Zugfahrzeug und einem Anhänger bei Kurvenfahrten entstehenden Knickwinkels vorgesehen ist.
Die Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 oder 3 gelöst.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der rückwärtigen Sicht in einem Kraftfahrzeug, wobei ein hinterer Abschnitt des Kraftfahrzeugs um die Hochachse relativ zu einem vorderen Abschnitt des Kraftfahrzeugs um einen Knickwinkel verdrehbar ist, wobei die rückwärtige Sicht durch zumindest je ein Kamera-Monitor-System je Fahrzeugseite sichergestellt wird indem eine Kamera mit einem definierten Aufnahmefeld ein Kamerabild erzeugt und dieses Kamerabild vollständig oder teilweise auf einem Monitor als Monitorbild angezeigt wird, wobei das im jeweiligen Monitor angezeigte Monitorbild in Abhängigkeit von dem um die Hochachse erzeugten Knickwinkel adaptiert wird, wobei der jeweils vorherrschende Knickwinkel durch eine Auswertung des jeweils von einer Kamera aufgenommenen Kamerabildes bestimmt wird.
Mit einem vorderen Abschnitt des Kraftfahrzeugs ist insbesondere das Zugfahrzeug gemeint. Der hintere Abschnitt ist vornehmlich durch einen Anhänger beziehungsweise einen Auflieger gebildet. Das erfindungsgemäße Verfahren ist jedoch auch ohne weitere Anpassung auf weitere Kraftfahrzeuge, wie beispielsweise Gelenkbusse oder Gliederzüge anwendbar. Auch eine Unterscheidung in einachsige oder mehrachsige Anhänger ist nicht notwendig.
Zur Sicherstellung der rückwärtigen Sicht sind insbesondere bei Nutzfahrzeugen zumindest zwei Kameras auf jeweils der linken Seite und der rechten Seite des Kraftfahrzeugs installiert, wobei jeweils eine Kamera die Weitwinkelsicht und eine Kamera die Fernsicht sicherstellt.
Der Knickwinkel beschreibt insbesondere den Winkel, der sich zwischen der Mittelebene des Zugfahrzeugs und der Mittelebene des Anhängers bei einer Kurvenfahrt einstellt. Der Knickwinkel ist bei idealer Geradeausfahrt 0° und nimmt bei einem Lenkeinschlag zu. Je höher der Knickwinkel ist, umso stärker wird das ursprüngliche Kamerabild von dem in einem Winkel zum vorderen Abschnitt stehenden hinteren Abschnitt des Kraftfahrzeugs überdeckt. Besonders bevorzugt wird daher das auf den jeweiligen Monitoren angezeigte Monitorbild derart adaptiert, dass noch eine ausreichende rückwärtige Sicht sichergestellt ist.
Das Maß der notwenigen Adaption wird bevorzugt durch eine Auswertung des von der jeweiligen Kamera aufgenommenen Kamerabildes bestimmt. Dies hat den Vorteil, dass keine zusätzlichen Sensoren, wie beispielsweise einem Drehwinkelmesser an dem Auflager für den Anhänger oder Gyroskope in beiden Abschnitten des Kraftfahrzeugs, vorhanden sein müssen. Das für die Adaption des Monitorbildes herangezogene Kamerabild entspricht bevorzugt dem Kamerabild an der kurveninneren Seite des Kraftfahrzeugs.
Das Monitorbild wird vorzugsweise derart angepasst, dass trotz des Knickwinkels und des damit verbundenen Hineinragens des Anhängers in die ursprünglich bei Geradeausfahrt gelieferten Monitorbilder ein ausreichendes Erkennen des Endes des Kraftfahrzeugs und der direkten Umgebung möglich ist. Im Idealfall wird so ein adaptiertes Monitorbild erzeugt, das der gesetzlichen Norm für das Sichtfeld II der Norm UNECE R46 entspricht. Dies soll insbesondere dazu beitragen, dass auch bei einer Kurvenfahrt ein ausreichendes rückwärtiges Fernsichtfeld gegeben ist.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das dem Fahrer angezeigte Monitorbild durch ein mechanisches Verschwenken der jeweiligen Kamera und damit des Aufnahmefeldes der Kamera adaptiert wird. Ein mechanisches Verschwenken der Kamera ist mit bekannten Mittel einfach zu erzeugen. Durch das Schwenken der Kamera weg vom Fahrzeug kann der Blickwinkel angepasst werden.
Auch ist es vorteilhaft, wenn das dem Fahrer angezeigte Monitorbild durch eine Anpassung des angezeigten Bildausschnitts des Kamerabildes adaptiert wird. Dies ist insbesondere vorteilhaft, da ein Verschwenken der Kamera nicht notwendig ist und somit die dazu benötigte Mechanik verzichtbar ist. Um eine Anpassung des Monitorbildes zu erreichen, wird lediglich der Bildausschnitt des Kamerabildes, welcher als Monitorbild im Kraftfahrzeug angezeigt wird, angepasst. Die Korrektur beziehungsweise Anpassung des Kamerabildes beziehungsweise des Monitorbildes erfolgt dabei ausschließlich digital durch die Verwendung von Rechen- und Steuergeräten und geeigneten Bildbearbeitungsprogrammen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmefeld der Kamera größer ausgebildet ist, als es zur Aufnahme eines Bildausschnitts mit einer gesetzlich vorgeschriebenen Mindestgröße benötigt wird.
Dies ist vorteilhaft, da dadurch ein wesentlich größeres Kamerabild zur Verfügung steht, als grundsätzlich notwendig. Durch das Auswählen eines anderen Bildausschnittes kann so das Monitorbild verändert beziehungsweise angepasst werden, ohne eine Veränderung des Kamerawinkels beziehungsweise der Anordnung der Kamera am Kraftfahrzeug vornehmen zu müssen.
Auch ist es zu bevorzugen, wenn der Bildausschnitt mit der gesetzlich vorgeschriebenen Mindestgröße dem in der Norm UNECE R46 definierten Sichtfeld II entspricht. Durch die Verwendung eines Bildausschnittes nach der im Jahr 2015 gültigen Norm UNECE R46 kann eine Konformität mit den gesetzlichen Anforderungen für kamerabasierte Systeme zur Erzeugung einer rückwärtigen Sicht erreicht werden. In alternativen Ausführungen kann der Bildausschnitt auch an andere Normen oder gesetzliche Bestimmungen angepasst werden, um eine Konformität mit weiteren Normen und Gesetzen zu erzeugen.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn das als Monitorbild angezeigte Bild durch Ausschneiden und/oder Zoomen des Kamerabildes erzeugt ist.
Dies ist besonders vorteilhaft, da das angezeigte Monitorbild vollständig durch eine digitale Bearbeitung des aufgenommenen Kamerabildes angepasst werden kann. Insbesondere wenn das ursprünglich von der Kamera aufgenommene Bild größer ist, insbesondere breiter, kann durch eine geeignete Auswahl des angezeigten Bildausschnitts oder durch ein zusätzliches Zoomen ein an eine Kurvenfahrt angepasstes Monitorbild erzeugt werden, das eine ausreichende rückwärtige Fernsicht bietet.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn abhängig von dem Knickwinkel ein passender Bildausschnitt aus dem Kamerabild ausgewählt wird und dem Fahrer als Monitorbild angezeigt wird.
Der Knickwinkel zwischen dem vorderen Abschnitt und dem hinteren Abschnitt des Kraftfahrzeugs ist ein maßgebliches Indiz für die Überdeckung des ursprünglichen Monitorbildes durch den hinteren Abschnitt des Kraftfahrzeugs. Ein höherer Knickwinkel weist auf eine stärkere Überdeckung durch den hinteren Abschnitt des Kraftfahrzeugs hin, so dass das angezeigte Monitorbild stärker angepasst werden muss. Mit stärker angepasst ist insbesondere gemeint, dass das Monitorbild einen Bereich abbilden muss, der im Vergleich zu einem Zustand ohne Knickwinkel einen weiter vom Kraftfahrzeug entfernten Bereich darstellen muss. Prinzipiell muss das in dem Monitorbild angezeigte Sichtfeld in die gleiche Richtung wie der auftretende Knickwinkel gedreht werden, um noch eine ausreichende Sicht auf die Umgebung des Endes des Kraftfahrzeugs zu gewährleisten. Die absolute Drehung des Sichtfeldes um die Hochachse kann dabei identisch mit dem Knickwinkel sein. Bevorzugt reicht jedoch die Drehung des Sichtfeldes um einen im Vergleich zum Knickwinkel kleineren Winkel. Das Sichtfeld beschreibt die jeweils durch das Monitorbild angezeigte rückwärtige Sicht.
Erfindungsgemäß erfolgt die Kompensation des Knickwinkels durch eine Erkennung eines Fixpunktes des hinteren Abschnitts des Kraftfahrzeugs im jeweiligen Kamerabild. Dies ist besonders vorteilhaft, da keine weiteren Sensoren, etwa eine Drehwinkelerkennung am Lagerpunkt des Anhängers, notwendig ist, um den Knickwinkel zu erfassen oder zumindest sicher auf diesen rückschließen zu können. Die Kompensation des Knickwinkels kann dabei rein digital durch die Anwendung von Bildbearbeitungsprogrammen und Rechenalgorithmen, wie beispielsweise einem Kantendetektoralgorithmus, erfolgen.
Erfindungsgemäß wird der Fixpunkt durch die hintere Fahrzeugkante des Kraftfahrzeuges gebildet. Die hintere Fahrzeugkante ist insbesondere bei Kraftfahrzeugen mit einer formstabilen Außenhülle und einem relativ geradlinigen Design ein gut zu erkennendes und in einem digitalen Abbild leicht zu erfassendes Merkmal. Anhänger von Lastkraftwagen sind oftmals quaderförmig ausgebildet, so dass diese eine im Wesentlichen senkrecht verlaufende hintere Abschlusskante aufweisen. Durch ein Erkennen dieser Kante und einer Anpassung des Monitorbildes derart, dass die Kante sich stets in einem definierten Bereich des angezeigten Monitorbildes befindet kann auf einfache Weise eine den Knickwinkel kompensierende Adaption des Monitorbildes erzielt werden. Hierzu können beispielsweise durch in einem Steuergerät hinterlegte Vorgaben Bereiche im Monitorbild definiert werden, in denen sich die detektierte Fahrzeugkante stets befinden muss.
Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn die hintere Fahrzeugkante durch einen Kantendetektoralgorithmus im Kamerabild erkannt wird. Ein Kantendetektoralgorithmus ist vorteilhaft, um im Rahmen der digitalen Bildverarbeitung eine sichere Erkennung der hinteren Fahrzeugkante zu gewährleisten. Wie bereits weiter oben beschrieben wurde, ist die hintere Fahrzeugkante sehr gut dazu geeignet den Knickwinkel beziehungsweise die mit dem Knickwinkel einhergehende Überlagerung des bei Geradeausfahrt angezeigten Sichtfeldes mit dem hinteren Abschnitt des Kraftfahrzeugs zu bestimmen. Unabhängig vom tatsächlichen Knickwinkel reicht es bereits aus, wenn lediglich die hintere Kante des Kraftfahrzeugs stets in einem vordefinierten Bereich des angezeigten Monitorbildes gehalten wird.
Außerdem ist es zu bevorzugen, wenn der Fixpunkt am hinteren Abschnitt des Kraftfahrzeuges durch ein in einem festen Verhältnis zur hinteren Fahrzeugkante stehendes Element des Kraftfahrzeugs oder eine in einem festen Verhältnis zur hinteren Fahrzeugkante stehende optische Markierung des Kraftfahrzeugs gebildet ist.
Sofern das Kraftfahrzeug keinen klaren definierten Abschluss aufweist, wie beispielsweise bei einem Tankfahrzeug oder einem Holztransporter, kann ein alternativer Fixpunkt gewählt werden, der in einem festen Verhältnis zum Fahrzeugende steht. Dies kann beispielsweise ein Element des Kraftfahrzeugs sein, etwa eine feststehende Strebe, oder eine optische Markierung, wie etwa eine festinstallierte Reflektorfolie. Alternativ kann beispielsweise auch eine fest am Kraftfahrzeug angebrachte Beschriftung herangezogen werden. Über geeignete Rechenalgorithmen kann durch die Erfassung des jeweiligen Fixpunktes stets auf die Position des tatsächlichen Fahrzeugendes geschlossen werden und eine entsprechend Anpassung des Monitorbildes vorgenommen werden.
Alternativ wird erfindungsgemäß der Fixpunkt durch zumindest ein Rad des Kraftfahrzeugs am hinteren Abschnitt gebildet, wobei durch die perspektivisch bedingte Exzentrizität der Ellipsenform des als Fixpunkt dienenden Rades der tatsächlichen Knickwinkel ermittelt wird.
Insbesondere die Räder eines Kraftfahrzeugs eignen sich gut als Fixpunkte zur Bestimmung des Fahrzeugendes. Diese sind bauartbedingt regelmäßig in einem fest definierten Abstand zum Fahrzeugende angeordnet. Zusätzlich kommt vorteilhaft hinzu, dass die grundsätzlich kreisrunden Außenkonturen eines Rades durch eine perspektivische Verzerrung bei einem schrägen Blickwinkel, wie er sich beim Vorliegen eines Knickwinkels zwangsweise ergibt, hin zu einer elliptischen Außenkontur verzerren. Über geeignete Rechenalgorithmen kann aus der aufgenommenen Ellipsenform auf den tatsächlichen Knickwinkel geschlossen werden. Hierbei kann also nicht nur der Knickwinkel geeignet kompensiert werden, sondern es kann auch der Knickwinkel durch eine entsprechende Berechnung exakt bestimmt werden.
Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn der Knickewinkel durch eine Kurvenfahrt des Kraftfahrzeugs erzeugt wird, wobei das Verfahren für das Kamera-Monitor-System auf der kurveninneren Seite des Kraftfahrzeugs und/oder für das Kamera-Monitor-System auf der kurvenäußeren Seite angewendet wird. Insbesondere die Anpassung des Monitorbildes auf der kurveninneren Seite ist vorteilhaft, da sich im Wesentlichen auf dieser Seite der hintere Abschnitt des Kraftfahrzeuges störend in das Sichtfeld des Fahrers schiebt.
Weiterhin ist Erkennungseinrichtung vorgesehen die zur automatischen Detektion des hinteren Abschnitts des Kraftfahrzeugs ausgestaltet ist. Die Erkennungseinrichtung durch eine Bilderkennungseinheit und/oder eine Bildverarbeitungseinheit gebildet, die das von der Kamera gelieferte Bild derart analysieren kann, dass es die unterschiedlichen möglichen hinteren Abschnitte des Kraftfahrzeugs, die durch unterschiedliche Anhänger und Aufbauten gebildet sind, erkennen und eindeutig zuordnen kann. So kann für jeden möglichen Anhänger oder Aufbau ein Fingerabdruck beziehungsweise ein Profil erstellt werden, das bei Bedarf wieder abgerufen werden kann.
Auch ist die Erkennungseinrichtung mit einer Datenbank gekoppelt wobei bereits bekannte hintere Abschnitte des Kraftfahrzeugs in Form eines den hinteren Abschnitt des Kraftfahrzeugs beschreibenden Profils aus dieser Datenbank geladen werden können. Hierdurch ist das Wechseln zwischen unterschiedlichen Anhängern und Aufbauten möglich, ohne eine Einlernung des Kamerasystems vornehmen zu müssen. Eine Einlernung findet vorzugsweise durch eine automatische Routine statt, die beispielsweise von dem Fahrer oder automatisch beim Start des Kraftfahrzeugs gestartet werden kann. Optional kann eine manuelle Korrekturmöglichkeit vorgesehen werden, wenn der Fahrer eine etwas stärker oder schwächer ausgeprägte Verstellung des Sichtfeldes im Betrieb wünscht.
Darüber hinaus ist es zweckmäßig, wenn die Erkennungseinrichtung neue bislang unbekannte hintere Abschnitte des Kraftfahrzeugs erfasst und ein den hinteren Abschnitt eindeutig beschreibendes Profil in der Datenbank ablegt. Durch das Ablegen der Profile kann zu einem späteren Zeitpunkt jederzeit wieder darauf zugegriffen werden, wodurch es ermöglicht wird zuvor benutze Anhänger und Aufbauten jederzeit zu nutzen, ohne das System anpassen zu müssen.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders gut für den Fall, dass das Kraftfahrzeug rückwärts bewegt wird. Insbesondere beim Rückwärtsfahren besteht bei Kraftfahrzeugen mit Anhängern oder bei Gliederzügen keine geeignete Korrelation zwischen dem Lenkwinkel der lenkbaren Räder und dem Knickwinkel zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger. Dies liegt darin begründet, dass zur Lenkung des Anhängers im Wesentlichen eine gegenläufige Lenkbewegung am Zugfahrzeug stattfinden muss. Herkömmliche Systeme, die den Lenkwinkel erfassen um eine Nachführung oder Anpassung des angezeigten Bildes zu erzeugen, sind hierfür ungeeignet.
Durch das Erfassen eines Fixpunktes des Kraftfahrzeugs, welcher eine genaue Aussage über das hintere Ende des Kraftfahrzeugs zulässt, kann in jeder Fahrsituation und bei jedem Lenkwinkel eine geeignete Anpassung des angezeigten Bildes vorgenommen werden. Diese Unabhängigkeit vom eigentlichen Lenkwinkel und dem tatsächlich auftretenden Knickwinkel vereinfacht die Anpassung des angezeigten Bildes wesentlich, da insbesondere eine zusätzliche Sensorik zum Erfassen des Lenkwinkels und/oder des Knickwinkels entfallen kann.
Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Figurenbeschreibung beschrieben.
Figurenliste
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

1 eine schematische Ansicht zur Verdeutlichung der durch die Norm UNECE R46 definierten Sichtfelder für Nutzfahrzeuge,
2 eine schematische Darstellung eines Kamera-Monitor-Systems für die rückwärtige Sicht,
3 eine schematische Aufsicht auf ein Nutzfahrzeug in Geradeausfahrt, wobei die Sichtfelder Klasse II und IV eingezeichnet sind,
4 eine schematische Aufsicht auf ein Nutzfahrzeug, wobei zwischen dem Zugfahrzeug und dem Auflieger ein Knickwinkel von 15° ausgebildet ist,
5 eine schematische Aufsicht auf ein Nutzfahrzeug, wobei zwischen dem Zugfahrzeug und dem Auflieger ein Knickwinkel von 30° ausgebildet ist,
6 eine schematische Aufsicht auf ein Nutzfahrzeug, wobei zwischen dem Zugfahrzeug und dem Auflieger ein Knickwinkel von 45° ausgebildet ist, und
7 eine schematische Darstellung der Sichtfelder nach Klasse II und IV, wie sie sich bei unterschiedlichen Knickwinkeln unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben.

Bevorzugte Ausführung der Erfindung
Die 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs 1 zur Verdeutlichung der durch die Norm UNECE R46 definierten Sichtfelder, die durch Kamera-Monitor-Systeme für die rückwärtige Sicht angezeigt werden müssen. Das Sichtfeld der Klasse II 2 (Class II) betrifft dabei die Fernsicht nach hinten (Main mirror (zoom)), während das Sichtfeld der Klasse IV 3 (Class IV) die Weitwinkelsicht betrifft (Wide-angle mirror) . Zusätzlich sind in 1 Abmaße und Ausbreitungswinkel zur Spezifizierung der Sichtfelder der Klassen II und IV dargestellt. Das Kraftfahrzeug 1 ist in 1 während der Geradeausfahrt dargestellt.
Die 2 zeigt eine schematische Ansicht eines Kamera-Monitor-Systems 4, wie es in Kraftfahrzeugen, insbesondere in Nutzfahrzeugen, zum Einsatz kommen kann. Die zentrale Recheneinheit 5 verarbeitet die durch die Kameras 6, 7 aufgenommenen Bilder und leitet diese an das Display 8 weiter. Das Display 8 kann aus einem einzigen digital getrennten Display 8 bestehen oder aus mehreren kleineren Displays zusammengesetzt sein. Die obere Kamera 6 dient zur Aufnahme der Weitwinkelsicht während die untere Kamera 7 zur Aufnahme der Fernsicht dient.
Die 3 zeigt eine Aufsicht auf das Kraftfahrzeug 1 in einer Geradeausfahrt. Zwischen dem Zugfahrzeug 9 und dem Anhänger 10 ist kein Knickwinkel um die Hochachse der Lagerstelle 11 ausgebildet. Für den linken Außenspiegel sind die Sichtfelder nach Klasse II 2 und Klasse IV 3 dargestellt. Es ist in der 3 deutlich zu erkennen, dass das Sichtfeld der Klasse II 2 einen schmaleren langgestreckten Bereich abdeckt, während das Sichtfeld der Klasse IV 3 insbesondere einen breiteren kürzeren Bereich abdeckt. Grundsätzlich erstreckt sich das Sichtfeld der Klasse IV 3 bis ins unendlich beziehungsweise bis zum Horizont. Da aber die zur Erfassung des Sichtfeldes der Klasse IV 3 eingesetzte Kamera eine geringere Auflösung pro Winkelgrad aufweist, ist eine scharfe Darstellung im Bereich des Sichtfeldes der Klasse IV 3 nur entlang einer kürzeren Erstreckung möglich als es bei dem Sichtfeld der Klasse II 2 ist.
Die 4 zeigt das Kraftfahrzeug 1 der 3, wobei zwischen dem Zugfahrzeug 9 und dem Anhänger 10 ein Knickwinkel α um die Hochachse der Lagerstelle 11 ausgebildet ist. Der dargestellte Knickwinkel α entspricht 15° und kann sich beispielsweise durch eine Kurvenfahrt oder während des Rangierens ergeben.
Das Sichtfeld der Klasse II 2, wie es bereits in 3 für die Geradeausfahrt dargestellt ist, ist in 4 ebenfalls unverändert dargestellt. Es ist zu erkennen, dass der Anhänger 10 durch den Knickwinkel α von 15° in das ursprüngliche Sichtfeld der Klasse II 2 hineinragt, wodurch die rückwärtige Sicht eingeschränkt wird. Insbesondere beim Rangieren kann es daher dazu kommen, dass Hindernisse und Personen eventuell zu spät wahrgenommen werden.
Zusätzlich ist in 4 ein Sichtfeld der Klasse II 12 dargestellt, welches sich durch eine Verdrehung des Sichtfeldes der Klasse II 2 um die Hochachse um den Winkel β, der 7° in 4 beträgt, ergibt. Es ist deutlich zu erkennen, dass durch das Verdrehen des Sichtfeldes der Klasse II 2 hin zum Sichtfeld der Klasse II 12 ein deutlich größerer Bereich des Sichtfeldes der Klasse II 12 nicht vom Anhänger überdeckt wird. Dadurch wird eine verbesserte rückwärtige Sicht für den Fahrer des Kraftfahrzeugs erzeugt.
Das Sichtfeld der Klasse IV 3 ist trotz des Knickwinkels α unverändert gegenüber der Geradeausfahrt.
5 zeigt eine weitere Darstellung des Kraftfahrzeugs 1, wobei zwischen dem Zugfahrzeug 9 und dem Anhänger 10 ein Knickwinkel α von 30° ausgebildet ist. Das Sichtfeld der Klasse II 13 ergibt sich durch eine Verdrehung des Sichtfeldes der Klasse II 2 um den Winkel β von 15°. Die Darstellung der 5 entspricht einer stärkeren Kurvenfahrt beziehungsweise einem Manövrieren mit höherem Lenkeinschlag. Wie auch in 4 ist das Sichtfeld der Klasse IV 3 unverändert zur Geradeausfahrt der 3 dargestellt.
6 zeigt schließlich eine Situation, in welcher zwischen dem Zugfahrzeug 9 und dem Anhänger 10 ein Knickwinkel von α 45° ausgebildet ist. Das korrigierte Sichtfeld der Klasse II 14 ergibt sich durch eine Verdrehung des Sichtfeldes der Klasse II 2 um den Winkel β von 25° um die Hochachse. Das Sichtfeld der Klasse IV 3 ist weiterhin unverändert dargestellt.
Der Winkel β ist insbesondere durch den Aufbau des spezifischen Kraftfahrzeugs beeinflusst. Insbesondere die Länge des Kraftfahrzeugs 1 beziehungsweise der Abstand der Kameras zur Drehachse der Lagerstelle 11 in Fahrtrichtung haben Einfluss auf die Größe des Korrekturwinkels β im Vergleich zum Knickwinkel α.
Wie in den 3 bis 6 zu erkennen ist, verändert sich die eigentliche Größe des Sichtfeldes der Klasse II grundsätzlich nicht. Insbesondere der Öffnungswinkel bleibt konstant während lediglich eine Verdrehung des Sichtfeldes der Klasse II um die Hochachse erfolgt.
7 zeigte eine Aneinanderreihung mehrerer schematischer Ansichten eines als Rückspiegel fungierenden Monitors. Das Rechteck 15 beschreibt hierbei das Gesamtsichtfeld, das hier beispielsweise dem Sichtfeld der Klasse IV entspricht, das in diesem Fall unabhängig vom sich einstellenden Knickwinkel ist. In alternativen Ausführungsformen kann das Sichtfeld der Klasse IV auch mit dem Knickwinkel angepasst werden.
Im Rechteck 15 ist im Wesentlichen der Anhänger 10 des im Übrigen nicht gezeigten Kraftfahrzeugs zu erkennen. Das durch das Rechteck 15 symbolisierte Sichtfeld entspricht dem Sichtfeld der Klasse IV 3 aus den vorangegangenen Figuren. Zusätzlich sind in den Rechtecken 15, von links nach rechts betrachtet, die unterschiedlichen durch eine Verdrehung erzeugten Sichtfelder der Klasse II 2, 12, 13 und 14 dargestellt.
Im linken Rechteck 15 ist die Ausgangssituation der 3 dargestellt. Der Knickwinkel ist 0° und das Sichtfeld der Klasse II 2 entspricht dem Sichtfeld bei Geradeausfahrt.
Rechts daneben ist das Sichtfeld der Klasse II 12 für einen Knickwinkel von 15° dargestellt, wobei das Sichtfeld der Klasse II 12 um 7° gegenüber dem Sichtfeld der Klasse II 2 verdreht ist.
Im zweiten Rechteck 15 von rechts ist das Sichtfeld der Klasse II 13 für einen Knickwinkel von 30° dargestellt. Schließlich ist im rechten Rechteck 15 das Sichtfeld der Klasse II 14 für einen Knickwinkel von 45° dargestellt.
Wie in den Abbildungen der 7 zu erkennen ist, ist stets das Fahrzeugende des Anhängers 10 zentral im jeweiligen Sichtfeld der Klasse II 2, 12, 13, und 14 zu erkennen. Die Sichtfelder der Klasse II 12, 13 und 14 werde hierzu derart gegenüber dem Sichtfeld der Klasse II 2 um die Hochachse verdreht, dass stets das Fahrzeugende zu erkennen ist.
Die 3 bis 7 sind lediglich beispielhaft und sollen die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens verdeutlichen. Das Verfahren kann insbesondere auch bei baulich abweichenden Kraftfahrzeugen eingesetzt werden. Auch kann das Verfahren sowohl auf der linken Seite als auch auf der rechten Seite eines Kraftfahrzeugs eingesetzt werden. Der Verdrehwinkel für das jeweilige Sichtfeld der Klasse II kann auch in einem anderen Verhältnis zum jeweils auftretenden Knickwinkel stehen. Eine Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist auch für die Korrektur des Sichtfeldes der Klasse IV möglich. Die 1 bis 7 weisen insbesondere keinen beschränkenden Charakter auf.

Claims

Verfahren zur Verbesserung der rückwärtigen Sicht in einem Kraftfahrzeug, wobei ein hinterer Abschnitt des Kraftfahrzeugs um die Hochachse relativ zu einem vorderen Abschnitt des Kraftfahrzeugs um einen Knickwinkel verdrehbar ist, wobei die rückwärtige Sicht durch zumindest je ein Kamera-Monitor-System je Fahrzeugseite sichergestellt wird, indem eine Kamera mit einem definierten Aufnahmefeld ein Kamerabild erzeugt und dieses Kamerabild vollständig oder teilweise auf einem Monitor als Monitorbild angezeigt wird, wobei das im jeweiligen Monitor angezeigte Monitorbild in Abhängigkeit von dem um die Hochachse erzeugten Knickwinkel adaptiert wird, wobei der jeweils vorherrschende Knickwinkel durch eine Auswertung des jeweils von einer Kamera aufgenommenen Kamerabildes bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensation des Knickwinkels durch eine Erkennung der hinteren Fahrzeugkante des Kraftfahrzeugs im jeweiligen Kamerabild erfolgt, wobei eine Erkennungseinrichtung vorgesehen ist, die zur automatischen Detektion des hinteren Abschnitts des Kraftfahrzeugs ausgestaltet ist, wobei die Erkennunqseinrichtunq durch eine Bilderkennungseinheit und/oder eine Bildverarbeitungseinheit gebildet ist, die dazu eingerichtet ist, das von der Kamera gelieferte Kamerabild derart zu analysieren, dass es die unterschiedlichen möglichen hinteren Abschnitte des Kraftfahrzeugs, die durch unterschiedliche Anhänger und Aufbauten gebildet sind, erkennt und eindeutig zuordnet, und die Erkennungseinrichtung mit einer Datenbank gekoppelt ist, wobei bereits bekannte hintere Abschnitte des Kraftfahrzeugs in Form eines den hinteren Abschnitt des Kraftfahrzeugs beschreibenden Profils aus dieser Datenbank ladbar sind.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die hintere Fahrzeugkante durch einen Kantendetektoralgorithmus im Kamerabild erkannt wird.
Verfahren zur Verbesserung der rückwärtigen Sicht in einem Kraftfahrzeug, wobei ein hinterer Abschnitt des Kraftfahrzeugs um die Hochachse relativ zu einem vorderen Abschnitt des Kraftfahrzeugs um einen Knickwinkel verdrehbar ist, wobei die rückwärtige Sicht durch zumindest je ein Kamera-Monitor-System je Fahrzeugseite sichergestellt wird, indem eine Kamera mit einem definierten Aufnahmefeld ein Kamerabild erzeugt und dieses Kamerabild vollständig oder teilweise auf einem Monitor als Monitorbild angezeigt wird, wobei das im jeweiligen Monitor angezeigte Monitorbild in Abhängigkeit von dem um die Hochachse erzeugten Knickwinkel adaptiert wird, wobei der jeweils vorherrschende Knickwinkel durch eine Auswertung des jeweils von einer Kamera aufgenommenen Kamerabildes bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensation des Knickwinkels durch eine Erkennung eines Rades des Kraftfahrzeugs am hinteren Abschnitt im jeweiligen Kamerabild erfolgt, wobei durch die perspektivisch bedingte Exzentrizität der Ellipsenform des Rades der tatsächliche Knickwinkel ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Erkennungseinrichtung vorgesehen ist, die zur automatischen Detektion des hinteren Abschnitts des Kraftfahrzeugs ausgestaltet ist.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Erkennungseinrichtung mit einer Datenbank gekoppelt ist, wobei bereits bekannte hintere Abschnitte des Kraftfahrzeugs in Form eines den hinteren Abschnitt des Kraftfahrzeugs beschreibenden Profils aus dieser Datenbank geladen werden können.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Erkennungseinrichtung neue bislang unbekannte hintere Abschnitte des Kraftfahrzeugs erfasst und ein den hinteren Abschnitt eindeutig beschreibendes Profil in der Datenbank ablegt.