DE102016005245A1

DE102016005245A1 - Kamerasystem

Info

Publication number: DE102016005245A1
Application number: DE102016005245.7A
Authority: DE
Inventors: Werner Lang; Matthias Zink; Andreas Enz
Original assignee: Mekra Lang GmbH and Co KG
Current assignee: Mekra Lang GmbH and Co KG
Priority date: 2016-04-29
Filing date: 2016-04-29
Publication date: 2017-11-02

Abstract

Ein Kamerasystem für ein Fahrzeug (7) hat mindestens eine Aufnahmeeinheit (2) zur Aufnahme von Bilddaten einer Umgebung des Fahrzeugs (7); eine Verarbeitungseinheit (3) zur Verarbeitung der aufgenommenen Bilddaten in eine Darstellung eines Bilds, das von einem Benutzer des Fahrzeugs (7) wahrnehmbar ist; eine Wiedergabeeinheit (5) zur Wiedergabe der Darstellung des Bilds; und mindestens eine Einheit (4) zur Erfassung von Umgebungsinformation der Umgebung des Fahrzeugs (7), wobei die Darstellung des Bilds auf der Wiedergabeeinheit (5) gemäß der erfassten Umgebungsinformation angepasst ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kamerasystem für ein Fahrzeug, beispielsweise für einen PKW, einen LKW, einen Kleintransporter oder allgemein für ein Nutzfahrzeug zur fahrbedingten Anpassung einer Anzeige eines hinter dem Fahrzeug liegenden Bereichs.
Bei Fahrzeugen, insbesondere Nutzfahrzeugen oder Kleintransportern, die beispielsweise kein Heckfenster aufweisen oder wenn dieses vorübergehend versperrt ist, so dass eine direkte Sicht in den hinter dem Fahrzeug liegenden Bereich nicht möglich ist, werden gewöhnlicher Weise Spiegel seitlich am Fahrzeug derart vorgesehen, dass sie einen möglichst guten Einblick in den hinter dem Fahrzeug liegenden Bereich geben.
Allerdings ist die indirekte Sicht mittels Außenspiegel in den hinter dem Fahrzeug bzw. neben dem Fahrzeug liegenden Bereich bei Nutzfahrzeugen oftmals unzureichend, da tote Winkel gebildet werden.
Um den hinter dem Fahrzeug liegenden Bereich möglichst umfassend einsehbar zu machen, ist es bei Spiegelsystemen daher vorgeschrieben, die Spiegelgläser verstellen zu können, um die Sichtfelder für einen Fahrer des Fahrzeugs entsprechend anpassen zu können. Es können sich jedoch immer noch Situationen ergeben, bei denen es nicht möglich ist dem Fahrer eine gewisse (minimale) Distanz hinter dem Fahrzeug anzuzeigen.
Derartige Spiegelsysteme werden teilweise durch Kamerasysteme (Spiegelersatzsysteme) ersetzt, bei denen der Fahrer jedoch nur eingeschränkt oder gar nicht die Möglichkeit hat, das Sichtfeld anzupassen, da die Veränderung der Augenposition durch Kopfbewegung keinen Einfluss auf das dargestellte Bild hat bzw. sich das Kamerabild nicht verschieben lässt.
Insbesondere ist es wünschenswert, in Abhängigkeit von der Art der Umgebung des Fahrzeugs, beispielsweise Stadt, Land, Autobahn etc. die Darstellung eines beispielsweise hinter dem Fahrzeug liegenden Bereichs anzupassen, um dem Fahrer des Fahrzeugs bestmögliche Information zu liefern.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kamerasystem bereitzustellen, das unabhängig von einem Straßenverlauf bzw. Straßenhöhenverlauf eine gewisse Distanz hinter dem Fahrzeug bestmöglich anzeigt.
Die obige Aufgabe wird durch ein Kamerasystem für ein Fahrzeug mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 8 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Das erfindungsgemäße Kamerasystem für ein Fahrzeug weist mindestens eine Aufnahmeeinheit auf zur Aufnahme von Bilddaten einer Umgebung des Fahrzeugs, eine Verarbeitungseinheit zur Verarbeitung der aufgenommenen Bilddaten in eine Darstellung eines Bilds, das von einem Benutzer des Fahrzeugs wahrnehmbar ist, eine Wiedergabeeinheit zur Wiedergabe der Darstellung des Bilds und mindestens eine Einheit zur Erfassung von Umgebungsinformation des Fahrzeugs, wobei das Kamerasystem angepasst ist, die Darstellung des Bilds auf der Wiedergabeeinheit in Abhängigkeit von der erfassten Umgebungsinformation anzupassen.
Anstelle der Erfassung der Umgebungsinformation des Fahrzeugs und eines entsprechenden Anpassens der Darstellung des Bilds basierend auf dieser Umgebungsinformation kann zusätzlich oder alternativ der Beladezustand des Fahrzeugs erfasst und bei der Wiedergabe der Darstellung des Bilds berücksichtigt werden.
Auf diese Weise ist es möglich, einem Fahrer des Fahrzeugs einen hinter dem Fahrzeug liegenden Bereich bzw. hinter und seitlich vom Fahrzeug liegenden Bereich geeignet anzuzeigen, insbesondere eine vorbestimmte Mindestdistanz hinter dem Fahrzeug bestmöglich anzuzeigen, unabhängig von einem Straßenverlauf bzw. Straßenhöhenverlauf.
Gemäß einer Weiterentwicklung der Erfindung werden die aufgenommenen Bilddaten unter Verwendung der erfassten Umgebungsinformation bzw. des Beladezustands von der Verarbeitungseinheit derart verarbeitet, dass die Darstellung des Bilds auf der Wiedergabeeinheit in Abhängigkeit von der Umgebungsinformation bzw. dem Ladezustand angepasst ist.
Dadurch, dass die erfassten Umgebungsinformation bzw. der Beladezustand von der Verarbeitungseinheit des Kamerasystems verarbeitet werden, wird eine Montage insbesondere der Aufnahmeeinheit des Kamerasystems am Fahrzeug erleichtert, da diese Aufnahmeeinheit nicht schwenkbar am Fahrzeug montiert werden muss. Darüber hinaus kann durch ein derartiges elektronisches Anpassen der Darstellung des Bilds beispielsweise durch Verschieben, Zoomen, etc. des von der Aufnahmeeinheit aufgenommenen Bildbereichs eine an das Fahrzeug zu übertragende Datenmenge reduziert werden.
Gemäß einer alternativen Weiterentwicklung der Erfindung erfolgt die Anpassung der Darstellung des Bilds auf der Wiedergabeeinheit durch mechanisches Schwenken der Aufnahmeeinheit in Abhängigkeit von der erfassten Umgebungsinformation bzw. dem Beladezustand. Durch eine derartige mechanische Anpassung der Darstellung des Bilds ist es möglich, eine günstigere Verarbeitungseinheit für das Kamerasystem gemäß der Erfindung vorzusehen, da diese weniger Rechenkapazität haben muss.
Vorzugsweise wird jedoch gemäß der Erfindung mittels einer stationären Umgebungsinformation eine Messreihe beispielsweise in Echtzeit erstellt und mittels der Verarbeitungseinheit die Messreihe in Echtzeit verarbeitet, um dadurch die Darstellung auf der Wiedergabeeinheit dynamisch anzupassen.
Ferner wird gemäß der Erfindung vorzugsweise mittels der stationären Umgebungsinformation eine vorab erfasste Datenmenge bereitgestellt, und mittels der Verarbeitungseinheit die Datenmenge verarbeitet, um dadurch die Darstellung auf der Wiedergabeeinheit anzupassen.
Die beispielsweise in Echtzeit erfasste Messreihe und die vorab erfasste Datenmenge können beispielsweise in der Einheit zur Erfassung der Umgebungsinformation, in der Verarbeitungseinheit, in einem externen Speicher, etc. gespeichert werden.
Gemäß einer Weiterentwicklung der Erfindung wird die Umgebungsinformation des Fahrzeugs von einer digitalen Karte erhalten. Die oben genannte Einheit zur Erfassung der Umgebungsinformation des Fahrzeugs kann beispielsweise die digitale Karte selbst sein, oder kann beispielsweise ausgebildet sein, um die in der digitalen Karte enthaltene Information auszulesen. Diese Information umfasst zumindest Höheninformation oder Höhenprofile der Umgebung des Fahrzeugs. Beispielsweise kann abhängig von der Fahrzeugposition, z. B. erfasst durch GPS Daten, ein entsprechender Eintrag der digitalen Karte ausgelesen werden. Die digitale Karte kann beispielsweise in einem herkömmlichen Speicher gespeichert sein, wie beispielweise ROM, CD, DVD, Speicherkarte, etc. und von dort erfasst oder in die Einheit eingelesen werden.
Dadurch ist es möglich, Höheninformation bzw. Höhenprofile eines Straßenverlaufs, die sich im Allgemeinen nur wenig im Laufe der Zeit ändern, vorab in dem Kamerasystem abzuspeichern, so dass diese Information nicht durch eine entsprechende Verarbeitung der aufgenommenen Bilddaten extrahiert oder durch separate Sensoren anderweitig erfasst werden muss.
Die in der digitalen Karte gespeicherte Umgebungsinformation ist dabei im Allgemeinen stationär, bleibt also im Wesentlichen im Laufe der Zeit unverändert. Der ausgelesene Bereich verändert sich in Abhängigkeit von der Fahrzeugposition. Zur Berücksichtigung bei der Anpassung der Darstellung des Bilds auf der Wiedergabeeinheit kann jedoch auch dynamische Umgebungsinformation verwendet werden, also Umgebungsinformation, die sich im Laufe der Zeit ändert. Derartige dynamische Umgebungsinformation kann beispielsweise aus den von der Aufnahmeeinheit aufgenommenen Bilddaten extrahiert werden. Alternativ oder zusätzlich kann eine oder können mehrere Sensoreinheiten vorgesehen werden, um stationäre bzw. dynamische Umgebungsinformation zu erfassen, so dass diese bei der Darstellung des Bilds auf der Wiedergabeeinheit ebenfalls berücksichtigt werden können. Als Sensoreinheit kann beispielsweise ein Ultraschallsensor, Infrarotsensor oder ein anderer allgemein bekannter Sensor verwendet werden, mit dem es möglich ist Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs zu detektieren. Stationäre bzw. dynamische Umgebungsinformation umfasst dabei beispielsweise GPS-Ortsdaten, Gebäude, Schilder, Bäume, Personen, andere Verkehrsteilnehmer, etc.
Zusätzlich zu der obengenannten Umgebungsinformation bzw. dem Beladezustand des Fahrzeugs kann ein am Fahrzeug angebrachter Sensor eine Lage des Fahrzeugs relativ zu der Umgebung des Fahrzeugs erfassen, wobei die Darstellung des Bilds auf der Wiedergabeeinheit in Abhängigkeit von der Umgebungsinformation und der Lage des Fahrzeugs angepasst werden kann, um dem Fahrer des Fahrzeugs eine vorbestimmte, dem Straßenverlauf folgende Distanz hinter dem Fahrzeug bestmöglich anzuzeigen. Die Lage des Fahrzeugs ist dabei beispielsweise definiert als der Winkel zwischen der Längsachse des Fahrzeugs und der Horizontalen (Neigungswinkel). Alternativ kann die Lage definiert sein als der Winkel des Fahrzeugs um die vertikale Fahrzeugachse (Gierachse).
Die Lage des Fahrzeugs kann beispielsweise auch verwendet werden, um zu erkennen, ob das Fahrzeug bergauf oder bergab fährt, oder ob das Fahrzeug eine Kurve fährt. Ferner kann eine Änderung der Fahrzeugorientierung, also beispielsweise eine Änderung des Neigungswinkels des Fahrzeugs auch zur Erfassung des Beladezustands des Fahrzeugs verwendet werden kann. Andere Möglichkeiten zur Erfassung des Beladezustands des Fahrzeugs sind denkbar, beispielsweise Sensoren, die an der Fahrzeugfederung des Fahrzeugs angebracht sind, Vergleich von Bilddaten des Fahrzeugs und/oder der Fahrzeugumgebung, die einen unbeladenen Zustand darstellen, und Bilddaten des Fahrzeugs und/oder der Fahrzeugumgebung, die einen beladenen Zustand darstellen, etc.
Gemäß der Erfindung kann die Lage des Fahrzeugs beispielsweise auch mittels Beschleunigungssensoren, piezoelektrischen Sensoren, MES (Mikroelectro-Mechanical-System), Höheninformation (Barometer) und/oder GPS-Information ermittelt werden.
Gemäß der Erfindung wird die Darstellung eines hinter dem Fahrzeug liegenden Bereichs auf der Wiedergabeeinheit derart angepasst, dass eine vorbestimmte Distanz dem Fahrverlauf folgend hinter dem Fahrzeug auf der Wiedergabeeinheit angezeigt wird. Die tatsächliche bzw. sichtbare Distanz wird dabei beispielsweise mittels Geschwindigkeit, GPS-Information und/oder Radumdrehungen (z. B. ABS-Sensoren) ermittelt. Die anzuzeigende bzw. die vorbestimmte Distanz kann fahrsituationsunabhängig sein, oder sie kann in Abhängigkeit von der Fahrsituation, z. B. der aktuellen Fahrtgeschwindigkeit, variabel sein. Ferner kann die anzuzeigende Distanz auch von der Art der Umgebung, beispielsweise Stadt, Land, Autobahn, Tunnel, etc. abhängen.
Gemäß der Erfindung wird beispielsweise in Abhängigkeit von der Zeit und/oder der vom Fahrzeug zurückgelegten Distanz eine Messreihe gespeichert, die der Umgebungsinformation entspricht. Wie oben erwähnt wird diese Messreihe von der Verarbeitungseinheit verwendet zur Anpassung der Darstellung auf der Wiedergabeeinheit.
Gemäß der Erfindung kann die Lage- und die Distanzinformation auch mit einer digitalen Karte, die die Höheninformation bzw. Höhenprofile und GPS Daten aufweist, ermittelt werden. Abhängig von der aktuellen Fahrzeugposition, z. B. erfasst durch aktuelle GPS Daten, kann ein entsprechender Eintrag aus der digitalen Karte ausgelesen werden.
Gemäß der Erfindung werden bei der Anpassung der Darstellung auf der Wiedergabeeinheit beispielsweise auch die Anbauhöhe der Aufnahmeeinheit am Fahrzeug, ein Öffnungswinkel der Aufnahmeeinheit, eine räumliche Orientierung der Aufnahmeeinheit in Bezug zum Fahrzeug, sowie die bevorzugte Distanz (Sichtdistanz) dem Fahrbahnverlauf folgend hinter dem Fahrzeug berücksichtigt.
Gemäß der Erfindung kann die Anpassung der Darstellung auf der Wiedergabeeinheit dynamisch erfolgen, beispielsweise durch Verschiebung und/oder Größenänderung, Stauchung/Streckung des von der Aufnahmeeinheit ausgelesenen Bereichs, bzw. durch zusätzliches Einblenden in ein vorhandenes Wiedergabebild. Die Anpassung der Darstellung auf der Wiedergabeeinheit kann ebenso in vertikaler und/oder horizontaler Richtung erfolgen, beispielsweise bei einer Kurvenfahrt am Hang, einer Linkskurve bzw. Rechtskurve.
Gemäß der Erfindung erfolgt die Anpassung der Darstellung des Bilds auf der Wiedergabeeinheit beispielsweise dynamisch unter Berücksichtigung eines Schwellenwerts, so dass die Darstellung des Bilds nur angepasst wird, wenn sich beispielsweise die Lage des Fahrzeugs um mehr als diesen Schwellenwert geändert hat. Auf diese Weise ist es möglich eine Anpassung der Darstellung des Bilds aufgrund von beispielsweise geringen Ausweichmanövern oder aufgrund von Schlaglöchern in der Fahrbahn zu vermeiden, um den Fahrer nicht unnötig abzulenken.
Die Anpassung der Darstellung des Bilds erfolgt beispielsweis automatisch, jedoch ist es auch denkbar, dass der Fahrer manuell eingreift, um die Darstellung des Bilds nach seinen Wünschen anzupassen. Beispielsweise kann der Fahrer des Fahrzeugs die vorbestimmte Distanz dem Fahrverlauf folgend hinter dem Fahrzeug, das Ausmaß einer Verschiebung des erfassten Bildbereichs, einen Zoomfaktor, etc. nach seinen Bedürfnissen einstellen.
Das erfindungsgemäße Kamerasystem kann auch verwendet werden zur Ausgabe eines Warnsignals in Abhängigkeit von der Umgebungsinformation des Fahrzeugs. Dadurch kann in bestimmten Fahrsituationen, beispielsweise bei einem Anhalten hinter einer Bergkuppe oder scharfen Kurve, ein optisches und/oder akustisches Warnsignal ausgegeben werden, das dem Fahrer mitteilt, dass eine gefährliche Verkehrssituation vorliegt. Ein solches Warnsignal kann insbesondere dann ausgegeben werden, wenn eine vorgegebene darstellbare Mindestdistanz über einen bestimmten Zeitraum unterschritten wird.
Das erfindungsgemäße Kamerasystem kann beispielsweise als digitaler Seitenspiegel oder Rückspiegel und/oder als ein Spiegelersatzsystem verwendet werden, das wenigstens ein gesetzlich vorgeschriebenes Sichtfeld nach ECE R46 darstellt.
Speziell kann das Kamerasystem gemäß der Erfindung in einem autonomen Fahrsystem verwendet werden.
Im Folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Für gleiche bzw. entsprechende Komponenten werden dabei identische Bezugszeichen verwendet. Es zeigen:
1 eine schematische Blockdarstellung des Kamerasystems gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 eine beispielhafte Darstellung zur Erklärung einer Sichtfeldanpassung für einen PKW;
3 eine beispielhafte Darstellung zur Erklärung einer Sichtfeldanpassung für einen LKW;
4 eine beispielhafte Darstellung zur Erklärung einer Sichtfeldanpassung bei einer vorbestimmten Fahrsituation;
5 eine Darstellung eines Sichtfelds auf der Wiedergabeeinheit der in 4 gezeigten Fahrsituation;
6 eine Darstellung eines angepassten Sichtfelds auf der Wiedergabeeinheit für die in 4 gezeigte Fahrsituation;
7 eine Darstellung zur Erklärung einer Sichtfeldanpassung gemäß der Erfindung;
8 eine Darstellung zur Erklärung einer Sichtfeldanpassung gemäß der Erfindung;
9 eine Darstellung eines Sichtfelds auf der Wiedergabeeinheit für die in 8 gezeigte Fahrsituation;
10 eine Darstellung eines angepassten Sichtfelds auf der Wiedergabeeinheit für die in 8 gezeigte Fahrsituation;
11 eine alternative Darstellung eines angepassten Sichtfelds auf der Wiedergabeeinheit für die in 8 gezeigte Fahrsituation; und
12 eine Darstellung zur Erklärung einer gefährlichen Fahrsituation.
1 zeigt ein Kamerasystem 1 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Das in 1 gezeigte Kamerasystem 1 weist mindestens eine Aufnahmeeinheit 2 auf, die Bilddaten einer Umgebung eines Fahrzeugs (nicht gezeigt) aufnimmt. Die Aufnahmeeinheit 2 ist dabei vorzugsweise außen am Fahrzeug angebracht, beispielsweise seitlich am Fahrzeug oder am Heck des Fahrzeugs, so dass die von der Aufnahmeeinheit 2 aufgenommenen Sichtfelder als Ersatz für Seitenspiegel bzw. Rückspiegel verwendet werden können. Die Aufnahmeeinheit 2 kann dabei schwenkbar bzw. drehbar oder starr am Fahrzeug befestigt sein.
Wie in 1 gezeigt, weist das Kamerasystem 1 gemäß der Erfindung ferner eine Verarbeitungseinheit 3 auf, die mit der Aufnahmeeinheit 2 derart gekoppelt ist, dass sie die von der Aufnahmeeinheit 2 aufgenommenen Bilddaten empfangen und verarbeiten kann.
Die Verarbeitungseinheit 3 verarbeitet die von der Aufnahmeeinheit 2 aufgenommenen Bilddaten in eine Darstellung eines Bilds, das von einem Benutzer des Fahrzeugs wahrgenommen werden kann.
Wie in 1 gezeigt, weist das Kamerasystem 1 gemäß der Erfindung ferner mindestens eine Einheit 4 auf, die vorzugsweise als Sensor ausgebildet ist zur Erfassung von Umgebungsinformation des Fahrzeugs.
Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel erfasst die Einheit 4 stationäre und/oder dynamische Umgebungsinformation des Fahrzeugs und stellt diese der Verarbeitungseinheit 3 zur Verfügung, so dass die Verarbeitungseinheit 3 eine Darstellung des Bilds, das von einem Benutzer des Fahrzeugs wahrnehmbar ist, basierend auf der erfassten Umgebungsinformation derart anpassen kann, dass eine bevorzugte Distanz dem Fahrbahnverlauf folgend hinter dem Fahrzeug angezeigt wird.
Wie in 1 gezeigt, weist das Kamerasystem 1 gemäß der Erfindung ferner eine Wiedergabeeinheit 5 auf, auf der ein für den Benutzer des Fahrzeugs wahrnehmbares Bild dargestellt wird. Die Wiedergabeeinheit 5 ist beispielsweise ein Monitor, der vorzugsweise im Fahrzeuginneren derart angeordnet ist, dass er von dem Benutzer des Fahrzeugs leicht einsehbar ist.
Wie in 1 gezeigt, weist das Kamerasystem 1 gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ferner einen Sensor 6 auf, der einen Beladezustand des Fahrzeugs ermittelt. Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die von dem Sensor 6 ermittelten Daten von der Berechnungseinheit 3 verwendet zur Anpassung der Darstellung des Bilds auf der Wiedergabeeinheit 5 derart, dass eine bevorzugte Distanz dem Fahrbahnverlauf folgend hinter dem Fahrzeug dauerhaft angezeigt werden kann, wie nachfolgend beschrieben.
2 zeigt eine beispielhafte Darstellung eines Sichtbereichs hinter einem Fahrzeug 7, der von der Aufnahmeeinheit 2 aufgenommen wird. Wie in 2 gezeigt, ist dabei die Aufnahmeeinheit 2 an der oberen Heckkante des Fahrzeugs 7 angebracht. Obwohl in 2 das Fahrzeug 7 als PKW dargestellt ist, kann das in 1 gezeigte Kamerasystem 1 auch in einem Nutzfahrzeug wie beispielsweise in einem LKW oder Kleintransporter erfindungsgemäß verwendet werden.
Wie in 2 gezeigt, ist die Aufnahmeeinheit 2 in der Lage ein Sichtfeld 8 hinter dem Fahrzeug 7 aufzunehmen. Dem Benutzer des Fahrzeugs 7 kann dadurch ein Bereich auf der Wiedergabeeinheit 5 angezeigt werden, der sich vom Heck des Fahrzeugs 7 bis zu einem Punkt P eine vorbestimmte Distanz hinter dem Fahrzeug 7 auf der Fahrbahnoberfläche erstreckt.
Gemäß der Erfindung wird in Abhängigkeit von erfasster Ortsinformation der Umgebung des Fahrzeugs 7 dieses Sichtfeld 8 derart angepasst, dass eine größere Distanz dem Fahrbahnverlauf folgend hinter dem Fahrzeug 7 angezeigt werden kann. Dieses angepasste Sichtfeld 9, wie in 2 gezeigt, wird gemäß der Erfindung vorzugsweise von der Verarbeitungseinheit 3 berechnet, insbesondere aus einer Messreihe von Umgebungsinformation, die von der Einheit 4 erfasst werden. Diese Messreihe wird dabei beispielsweise in Abhängigkeit von der Zeit und/oder der vom Fahrzeug 7 zurückgelegten Distanz gespeichert und von der Verarbeitungseinheit 3 berücksichtigt bei der Berechnung einer angepassten Darstellung des Bereichs hinter dem Fahrzeug 7 auf der Wiedergabeeinheit 5.
Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Einheit 4 zur Erfassung der Umgebungsinformation in der Aufnahmeeinheit 2 zur Aufnahme der Bilddaten integriert ausgebildet. Alternativ ist es auch möglich, dass erfindungsgemäß die Aufnahmeeinheit 2 und die Einheit 4 als separate Komponenten in dem Kamerasystem 1 vorgesehen werden.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann die Einheit 4, die als Sensor ausgebildet ist, der am Fahrzeug 7 angebracht ist, weggelassen werden, und stattdessen kann die Umgebungsinformation von einem vorab in dem Kamerasystem 1 vorgesehenen Speicher (nicht gezeigt) bereitgestellt werden, insbesondere in Form einer digitalen Karte, die beispielsweise Höheninformation, Höhenprofile, etc. aufweist. Diese Information kann beispielsweise auch zusammen mit GPS-Information abgespeichert sein, so dass mit Hilfe von erfasster Positionsinformation des Fahrzeugs jederzeit ein Rückschluss auf den Fahrbahnverlauf hinter dem Fahrzeug 7 möglich ist.
Obwohl oben beschrieben wurde, dass die Verarbeitungseinheit 3 eine Messreihe von Umgebungsinformation verarbeitet zur Anpassung der Darstellung auf der Wiedergabeeinheit 5, kann die in 2 gezeigte Aufnahmeeinheit 2 auch schwenkbar ausgebildet sein, so dass durch Schwenken bzw. Drehen basierend auf der erfassten Umgebungsinformation der Sichtbereich 8 in den angepassten Sichtbereich 9 geändert werden kann.
3 zeigt eine ähnliche Ansicht wie 2 für einen LKW. 3 unterscheidet sich von 2 im Wesentlichen dadurch, dass die Aufnahmeeinheit 2 außen an einer Fahrerkabine des LKW derart montiert ist, dass das von der Aufnahmeeinheit 2 aufgenommene Sichtfeld 8 als Ersatz für einen Seitenspiegel verwendet werden kann.
Gemäß der in 3 gezeigten Darstellung kann das Kamerasystem 1 gemäß der Erfindung somit ein Sichtfeld 8 aufnehmen, das einen Bereich seitlich neben dem Fahrzeug 7 anzeigt, der sich bis hinter das Fahrzeug 7 erstreckt. Ähnlich wie unter Bezugnahme auf 2 beschrieben, kann das Sichtfeld 8 in Abhängigkeit von erfasster Umgebungsinformation in ein angepasstes Sichtfeld 9 geändert werden, das dem Fahrer des Fahrzeugs 7 auf der Wiedergabeeinheit 5 angezeigt wird.
4 zeigt eine beispielhafte Fahrsituation, bei der es wünschenswert ist, die Darstellung auf der Wiedergabeeinheit 5 derart zu ändern, dass einem Benutzer des Fahrzeugs 7 eine größere bevorzugte zurückgelegte Distanz dem Fahrbahnverlauf folgend hinter dem Fahrzeug 7 angezeigt wird als bei ebenen Geradeausfahrt.
Wie in 4 gezeigt, befindet sich das Fahrzeug 7 hinter einer Kuppe K und hat beispielsweise die Distanz X zurückgelegt. 4 zeigt ferner ein von der Aufnahmeeinheit 2 aufgenommene Sichtfeld 8 und ein von der Verarbeitungseinheit 3 entsprechend angepasstes Sichtfeld 9.
5 zeigt für die in 4 gezeigte Fahrsituation eine Darstellung eines Bilds auf der Wiedergabeeinheit 5, das von dem Benutzer des Fahrzeugs 7 wahrgenommen wird. Das in 5 gezeigte Bild entspricht dabei insbesondere dem Sichtfeld 8 gemäß 4.
Wie aus 5 deutlich wird, ist eine dargestellte Distanz dem Fahrbahnverlauf folgend hinter dem Fahrzeug kürzer als die tatsächlich zurückgelegte Distanz X, wie in 4 gezeigt. Bei einer derartigen Fahrsituation wird gemäß der Erfindung aufgrund von Umgebungsinformation und/oder Lageinformation des Fahrzeugs 7 erkannt, dass das Fahrzeug 7 über eine Kuppe K gefahren ist, und in Abhängigkeit von dieser Umgebungsinformation bzw. der Lageinformation des Fahrzeugs 7 wird das in 5 gezeigte Bild, das dem in 4 gezeigten Sichtfeld 8 entspricht, angepasst, um die vom Fahrzeug 7 tatsächlich zurückgelegte Distanz X auf der Wiedergabeeinheit 5 einem Benutzer des Fahrzeugs 7 anzuzeigen, wie in 6 gezeigt.
Speziell zeigt 6, dass in der angepassten Darstellung, die dem angepassten Sichtfeld 9 der 4 entspricht, der Benutzer des Fahrzeugs 7 nun den in 4 gezeigten Baum B erkennen kann.
Wie in den 5 und 6 gezeigt, wird zur besseren Orientierung dem Benutzer des Fahrzeugs beispielsweise auch der hintere seitliche Bereich 10 des Fahrzeugs 7 angezeigt.
7 zeigt eine Darstellung einer anderen Fahrsituation, bei der das Fahrzeug 7 eine Linkskurve fährt. Wie in 7 gezeigt, hat das Fahrzeug 7 eine Distanz X zurückgelegt, wobei gemäß 7 sich die zurückgelegte Distanz X entlang der gekrümmten Fahrbahn 11 erstreckt.
Wie in 7 gezeigt, wird ähnlich wie in 3 ein von der Aufnahmeeinheit 2 aufgenommenes Sichtfeld 8 seitlich neben dem Fahrzeug 7 und sich bis hinter das Fahrzeug 7 erstreckend aufgenommen. Wie aus 7 zu erkennen ist, kann nicht die gesamte von dem Fahrzeug 7 zurückgelegte Distanz auf der Wiedergabeeinheit 5 angezeigt werden, da der Anfangspunkt der zurückgelegten Distanz X außerhalb des Sichtfelds 8 liegt.
Wie oben erwähnt, wird eine derartige Kurvenfahrt beispielsweise durch Erfassung von Umgebungsinformation und/oder der Lage des Fahrzeugs 7 erkannt und das Sichtfeld 8 entsprechend in das angepasste Sichtfeld 9 geändert. Eine derartige Anpassung erfolgt gemäß der Erfindung vorzugsweise durch die Verarbeitungseinheit 3, die eine während der Zurücklegung der Distanz X aufgenommene Messreihe verwendet zur Anpassung der Darstellung des Bilds auf der Wiedergabeeinheit 5 für den Benutzer des Fahrzeugs 7.
Wie in 7 gezeigt, liegt nun der Anfang der von dem Fahrzeug 7 zurückgelegten Distanz X innerhalb des angepassten Sichtfelds 9 und kann von einem Benutzer des Fahrzeugs 7 auf der Wiedergabeeinheit 5 wahrgenommen werden.
8 zeigt eine ähnliche Fahrsituation wie in 7 für ein Fahrzeug 7, das ein PKW ist. Im Gegensatz zu 7 befindet sich in diesem Fall die Aufnahmeeinheit 2 am Heck des Fahrzeugs 7. Ähnlich wie in 8 wird gemäß der Erfindung durch die Verarbeitungseinheit 3 des Kamerasystems 1 ein von der Aufnahmeeinheit 2 erfasster Sichtbereich 8 in einen angepassten Sichtbereich 9 geändert. Wie in 8 gezeigt, wird beispielsweise das Sichtfeld derart geändert, dass ein Öffnungswinkel der Aufnahmeeinheit 2 gleich bleibt und das Sichtfeld seitlich verschoben wird. In diesem Fall ist also α gleich α'. Alternativ ist es möglich, den Aufnahmewinkel des angepassten Sichtfelds 9 derart zu vergrößern, dass dem Benutzer des Fahrzeugs 7 ein Bild auf der Wiedergabeeinheit 5 angezeigt wird, das einem Sichtfeld entspricht mit einem Öffnungswinkel α' + β, wie in 8 gezeigt.
Die 9 bis 11 zeigen eine Darstellung eines von der Aufnahmeeinheit 2 aufgenommenen Bilds auf der Wiedergabeeinheit 5 bei einer Fahrsituation, die einer Rechtskurve entspricht.
Speziell zeigt 9 eine Darstellung, die einem nicht angepassten Sichtfeld entspricht, bei dem lediglich ein erster Baum B1 dem Benutzer auf der Wiedergabeeinheit 5 angezeigt wird. Gemäß der Erfindung wird eine derartige Fahrsituation basierend auf erfasster Umgebungsinformation bzw. der Lage des Fahrzeugs erkannt und die in 9 gezeigte Darstellung angepasst, wie in 10 gezeigt.
In der in 10 gezeigten, angepassten Darstellung ist für den Benutzer des Fahrzeugs zusätzlich zu dem ersten Baum B1 ein zweiter Baum B2 zu erkennen. Ähnlich wie unter Bezugnahme auf 8 beschrieben, ist also das von der Aufnahmeeinheit 2 aufgenommene Sichtfeld aufgeweitet, so dass der Benutzer des Fahrzeugs eine angepasste Darstellung auf der Wiedergabeeinheit 5 erhält, die es ihm erlaubt eine größere Distanz dem Fahrbahnverlauf folgend hinter dem Fahrzeug zu erkennen.
11 zeigt eine weitere angepasste Darstellung auf der Wiedergabeeinheit 5, bei der die Anpassung dadurch erfolgt, dass der linke dargestellte Bereich ab der gestrichelten vertikalen Linie verzerrt wird. Auf diese Weise ist es möglich, ein breiteres Sichtfeld bereitzustellen.
12 zeigt eine ähnliche Fahrsituation wie 4. Wie in 12 gezeigt, hat das Fahrzeug 7 eine Distanz X zurückgelegt und ist über die Kuppe K gefahren. Das Kamerasystem 1 gemäß der Erfindung kann nicht nur dazu verwendet werden ein einem Benutzer des Fahrzeugs 7 angezeigtes Bild entsprechend der erfassten Umgebungsinformation anzupassen, sondern auch dazu, den Fahrer des Fahrzeugs 7 zu warnen, falls sich das Fahrzeug 7 in nicht einsehbaren Bereichen befindet.
Wie in 12 gezeigt, steht das Fahrzeug 7 hinter der Kuppe K und kann von einem zweiten Fahrzeug 7', das sich vor der Kuppe K befindet, nicht gesehen werden. Aufgrund der während der Zurücklegung der Distanz X gesammelten Messreihe kann das Kamerasystem gemäß der Erfindung eine derartige Gefahrensituation erkennen und den Fahrer des Fahrzeugs 7 entsprechend warnen. Fahrzeuge, die sich beispielsweise schnell von hinten dem Fahrzeug 7 nähern, können gemäß der Erfindung vom Fahrer oder beispielweise einem autonomen Fahrsystem, das das erfindungsgemäße Kamerasystem verwendet, erkannt werden. Ohne die erfindungsgemäße Verwendung der Umgebungsinformation wäre ein derartiges Erkennen nicht möglich.
Gemäß der Erfindung wird nur die nötigste Bilddatenmenge in normalen geraden/ebenen Fahrsituationen verarbeitet und wiedergegeben, und ein dem Fahrer dargestelltes Bild wird nur in gewissen Situationen, wie oben beschrieben, angepasst bzw. erweitert. Dadurch können Datenmenge und Rechenleistung bei normalen Fahrsituationen reduziert und nur bei gewissen Situationen ergänzt werden.
Gemäß der Erfindung wird nur die nötigste Bildinformation einem Fahrer größtmöglich und auf der vorhandenen und begrenzten Bildschirmgröße dargestellt.
Wie oben beschrieben, ist es gemäß der Erfindung möglich, in gewissen Fahrsituationen wichtige Bildwiedergabeinformation auf der Wiedergabeeinheit bereitzustellen, obwohl sich das Fahrzeug beispielsweise in einer Kurvenfahrt befindet und dadurch die gewünschte Distanz dem Fahrbahnverlauf folgend hinter dem Fahrzeug situationsbedingt nur noch teilweise einsehbar ist.
Obwohl im Vorangegangenen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel für ein Kamerasystem gemäß der Erfindung beschrieben wurde, ist es selbstverständlich, dass Abwandlungen und Änderungen der genannten Komponenten möglich sind, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Speziell kann das erfindungsgemäße Kamerasystem als Spiegelersatzsystem in Fahrzeugen verwendet werden oder als eine unterstützende Komponente für ein autonomes Fahrsystem.
Unter den im Vorangegangenen verwendeten Begriff Umgebungsinformation fallen nicht nur die genannten Begriffe GPS-Information, Gebäude, Schilder, Bäume, Personen, andere Verkehrsteilnehmer, etc., sondern jegliche Information in der Umgebung des Fahrzeugs, die für die Anpassung einer Darstellung auf der Wiedergabeeinheit von Bedeutung sein kann.
Bezugszeichenliste

1: Kamerasystem
2: Aufnahmeeinheit
3: Verarbeitungseinheit
4: Einheit
5: Wiedergabeeinheit
6: Sensor
7: Fahrzeug
8: Sichtfeld
9: angepasstes Sichtfeld
10: hinterer seitlicher Fahrzeugbereich
11: Fahrbahn
P: vorbestimmter Punkt
AS: Anfang der Steigung
K: Kuppe
X: Distanz
B: Baum
B1: erster Baum
B2: zweiter Baum

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

ECE R46 [0032]

Claims

Kamerasystem für ein Fahrzeug (7), mit mindestens einer Aufnahmeeinheit (2) zur Aufnahme von Bilddaten einer Umgebung des Fahrzeugs (7); einer Verarbeitungseinheit (3) zur Verarbeitung der aufgenommenen Bilddaten in eine Darstellung eines Bilds, das von einem Benutzer des Fahrzeugs (7) wahrnehmbar ist; einer Wiedergabeeinheit (5) zur Wiedergabe der Darstellung des Bilds; und mindestens einer Einheit (4) zur Erfassung von Umgebungsinformation des Fahrzeugs (7), wobei das Kamerasystem angepasst ist, die Darstellung des Bilds auf der Wiedergabeeinheit (5) in Abhängigkeit von der erfassten Umgebungsinformation anzupassen.
Kamerasystem nach Anspruch 1, bei dem die Verarbeitungseinheit (3) die aufgenommenen Bilddaten unter Verwendung der erfassten Umgebungsinformation derart verarbeitet, dass die Darstellung des Bilds auf der Wiedergabeeinheit (5) in Abhängigkeit von der Umgebungsinformation angepasst ist.
Kamerasystem nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Anpassung der Darstellung des Bilds auf der Wiedergabeeinheit (5) durch Schwenken der Aufnahmeeinheit (2) in Abhängigkeit von der erfassten Umgebungsinformation erfolgt.
Kamerasystem nach einem der vorangegangenen Ansprüchen, bei dem die Einheit (4) Umgebungsinformation des Fahrzeugs mit Hilfe von erfasster Positionsinformation des Fahrzeugs von einer digitalen Karte erhält, die zumindest Höheninformation oder Höhenprofile der Umgebung des Fahrzeugs (7) aufweist.
Kamerasystem nach einem der vorangegangenen Ansprüchen, bei dem die Einheit (4) als mindestens ein am Fahrzeug (7) angebrachter Sensor (6) ausgebildet ist, der die Umgebungsinformation des Fahrzeugs (7) erfasst.
Kamerasystem nach Anspruch 5, bei dem der Sensor (6) eine Lage und/oder Orientierung des Fahrzeugs relativ zu der Umgebung des Fahrzeugs erfasst und das Kamerasystem (1) angepasst ist, die Darstellung des Bilds auf der Wiedergabeeinheit (5) in Abhängigkeit von der Umgebungsinformation und der Lage und/oder Orientierung des Fahrzeugs anzupassen.
Kamerasystem nach einem der vorangegangenen Ansprüchen, bei dem die Verarbeitungseinheit (3) angepasst ist, die Umgebungsinformation des Fahrzeugs (7) aus den von der Aufnahmeeinheit (2) aufgenommenen Bilddaten zu extrahieren.
Kamerasystem für ein Fahrzeug (7), mit mindestens einer Aufnahmeeinheit (2) zur Aufnahme von Bilddaten einer Umgebung des Fahrzeugs (7); einer Verarbeitungseinheit (3) zur Verarbeitung der aufgenommenen Bilddaten in eine Darstellung eines Bilds, das von einem Benutzer des Fahrzeugs (7) wahrnehmbar ist; mindestens einer Erfassungseinheit (4) zur Erfassung eines Beladezustand des Fahrzeug, und einer Wiedergabeeinheit (5) zur Wiedergabe der Darstellung des Bilds in Abhängigkeit von dem Beladezustand.
Kamerasystem nach Anspruch 8, bei dem die Verarbeitungseinheit (3) die aufgenommenen Bilddaten unter Verwendung des erfassten Beladezustands derart verarbeitet, dass die Wiedergabe der Darstellung des Bilds in Abhängigkeit von dem Beladezustand angepasst ist.
Kamerasystem nach Anspruch 8 oder 9, bei dem die Anpassung der Darstellung des Bilds auf der Wiedergabeeinheit (5) durch Schwenken der Aufnahmeeinheit (2) in Abhängigkeit von dem Beladezustand erfolgt.
Kamerasystem nach einem der Ansprüche 8 bis 10, mit mindestens einem Sensor (6), der zur Erfassung des Beladezustands des Fahrzeugs eine Änderung der Fahrzeugorientierung ermittelt.
Kamerasystem nach einem der vorangegangenen Ansprüchen, bei dem die Anpassung der Darstellung derart ist, dass eine vorbestimmte Distanz dem Fahrverlauf folgend hinter dem Fahrzeug auf der Wiedergabeeinheit (5) angezeigt wird.
Kamerasystem nach einem der vorangegangenen Ansprüchen, bei dem die Wiedergabeeinheit (5) angepasst ist zur akustischen oder visuellen Ausgabe eines Warnsignals in Abhängigkeit von der erfassten Umgebungsinformation des Fahrzeugs (7).
Spiegelersatzsystem mit einem Kamerasystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche.
Autonomes Fahrsystem mit einem Kamerasystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13.