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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen eines Umgebungsbereiches eines Kraftfahrzeugs, bei welchem von einer Sendeeinrichtung durch eine Kamera aus dem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs erfasste Daten zu einer Empfangseinrichtung zum Anzeigen der übertragenen Daten für einen Fahrer des Kraftfahrzeugs auf einer Anzeigeeinrichtung drahtlos übertragen werden. Die Erfindung betrifft außerdem ein Kamera-Monitor-System sowie ein Gespann mit einem Kraftfahrzeug, einem an das Kraftfahrzeug angekoppelten Anhänger und einem Kamera-Monitor-System.
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Es ist bereits aus dem Stand der Technik bekannt, einen Umgebungsbereich eines Kraftfahrzeugs zu überwachen, indem der Umgebungsbereich von einer Kamera erfasst wird und die von der Kamera erfassten Bilder auf einer Anzeigeeinrichtung angezeigt werden. Insbesondere kann dabei ein für den Fahrer schlecht einsehbarer Bereich des Umgebungsbereiches von der Kamera erfasst werden und dieser Bereich auf der Anzeigeeinrichtung angezeigt werden. Ein solcher schlecht einsehbarer Bereich kann beispielsweise der Umgebungsbereich hinter einem an das Kraftfahrzeug angekoppelten Anhänger sein. Dabei kann es, wie beispielsweise in der
WO 2015/110135 A1 beschrieben, vorgesehen sein, dass ein Gespann mit einem Fahrzeug und einem Anhänger von einem Fahrer gesteuert werden kann, indem ein Bild eines Teils des Gespanns auf einer mobilen Anzeigeeinheit, beispielsweise einem Smartphone, dargestellt wird. Die Anzeigeeinheit steht mit dem Fahrzeug über eine Drahtlosverbindung in Kontakt. Eine Kamera zum Erstellen des Bildes kann beispielsweise an dem Fahrzeug angeordnet sein.
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Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Kamera beispielsweise an einem Heckbereich des Anhängers angeordnet ist, um Bilddaten aus dem Umgebungsbereich hinter dem Anhänger zu erfassen. Diese von der Kamera erfassten Bilddaten können dann auf einer fahrzeugseitigen Anzeigeeinrichtung, beispielsweise einem Monitor in einer Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs, angezeigt werden. Wenn eine solche Kamera beispielsweise nicht zur Standardausstattung des Anhängers gehört, kann diese üblicherweise nachgerüstet werden. Bei dieser nachträglichen Implementierung der Kamera nutzt die anhängerseitige Kamera zur Übertragung der Bilddaten an die fahrzeugseitige Anzeigeeinrichtung üblicherweise eine 2,4 Gigahertz Bandbreite, welche Interferenzen ausgesetzt sein kann und somit eine unsichere Verbindung zwischen der Kamera und der Anzeigeeinrichtung bereitstellt. Dadurch können die Daten von der anhängerseitigen Kamera nicht zuverlässig an das Kraftfahrzeug übertragen werden.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung bereitzustellen, wie Daten aus einem Umgebungsbereich eines Kraftfahrzeugs zwischen einer Kamera und einer Anzeigeeinrichtung besonders zuverlässig und sicher übertragen werden können und damit der Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs besonders zuverlässig überwacht werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren, ein Kamera-Monitor-System sowie ein Gespann gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung sowie der Figuren.
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Bei einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Überwachen eines Umgebungsbereiches eines Kraftfahrzeugs können von einer Sendeeinrichtung durch eine Kamera aus dem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs erfasste Daten zu einer Empfangseinrichtung zum Anzeigen der übertragenen Daten für einen Fahrer des Kraftfahrzeugs auf einer Anzeigeeinrichtung drahtlos übertragen werden. Insbesondere wird bei Erkennen einer Abnahme einer für die drahtlose Übertragung zur Verfügung stehenden Übertragungsleistung eine Datengröße und/oder Datenrate der von der Sendeeinrichtung zu der Empfangseinrichtung zu übertragenden Daten zur Aufrechterhaltung der Anzeige der Daten auf der Anzeigeeinrichtung stufenweise reduziert.
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Bevorzugt werden bei einem Verfahren zum Überwachen eines Umgebungsbereiches eines Kraftfahrzeugs von einer Sendeeinrichtung durch eine Kamera aus dem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs erfasste Daten zu einer Empfangseinrichtung zum Anzeigen der übertragenen Daten für einen Fahrer des Kraftfahrzeugs auf einer Anzeigeeinrichtung drahtlos übertragen. Darüber hinaus wird bei Erkennen einer Abnahme einer für die drahtlose Übertragung zur Verfügung stehenden Übertragungsleistung eine Datengröße und/oder Datenrate der von der Sendeeinrichtung zu der Empfangseinrichtung zu übertragenden Daten zur Aufrechterhaltung der Anzeige der Daten auf der Anzeigeeinrichtung stufenweise reduziert.
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Das Verfahren dient insbesondere zum Betreiben eines Kamera-Monitor-Systems, welches dazu dient, den Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs zu überwachen. Das Kamera-Monitor-System ist dabei im vorliegenden Fall insbesondere ein räumlich verteiltes System, bei welchem die Kamera und die Sendeeinrichtung beabstandet zu der Anzeigeeinrichtung und der Empfangseinrichtung angeordnet sind. Die Sendeeinrichtung kann dabei in die Kamera integriert sein. Die Sendeeinrichtung und die Empfangseinrichtung bilden dabei eine Übertragungsvorrichtung des Kamera-Monitor-Systems und können dabei jeweils als Sendeempfänger beziehungsweise Transceiver ausgebildet sein. Dazu können die Sendeeinrichtung und die Empfangseinrichtung beispielsweise in Form von Antennen ausgestaltet sein. Die Daten werden dabei beispielsweise über eine Distanz von insbesondere zumindest 2 Metern drahtlos, beispielsweise über Funk, übertragen. Die Daten werden dabei insbesondere kontinuierlich beziehungsweise zu vorbestimmten Sendezeitpunkten von der Sendeeinrichtung an die Empfangseinrichtung übertragen, sodass auf der Anzeigeeinrichtung aktuelle Daten aus dem Umgebungsbereich für den Fahrer des Kraftfahrzeugs angezeigt werden können. Solche aktuellen Daten können beispielsweise eine von der zumindest einen Kamera erfasste Videosequenz beziehungsweise Livebilder des Umgebungsbereiches sein.
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Bei optimalen Übertragungsbedingungen beziehungsweise bei optimaler Signalqualität steht eine maximale Übertragungsleistung zur Verfügung und es kann eine maximale Datengröße und/oder eine maximale Datengröße pro Zeiteinheit beziehungsweise Datenrate übertragen werden. Sobald jedoch die Übertragungsleistung abnimmt, wird eine auf Stabilität und Sicherheit gerichtete Reaktion des Kamera-Monitor-Systems durchgeführt. Dazu kann beispielsweise von einer Steuereinrichtung des Kamera-Monitor-Systems die zu versendende Datengröße und/oder Datenrate reduziert werden. Es werden also nach wie vor aktuelle Daten übertragen, sodass dem Fahrer auch bei reduzierter Übertragungsleistung aktuelle Informationen aus dem Umgebungsbereich bereitgestellt werden können. Somit kann gewährleistet werden, dass ein Betrieb des Kamera-Monitor-Systems so weit wie möglich aufrechterhalten wird und eine Funktionalität des Kamera-Monitor-Systems erhalten bleibt. Dies wird auch als „Graceful Degradation“ beziehungsweise Teilausfall bezeichnet und kann einen Totalausfall des Kamera-Monitor-Systems verhindern. Dem Fahrer werden also auf der Anzeigeeinrichtung nach wie vor aktuelle Umgebungsdaten angezeigt, wobei beispielsweise eine Qualität der angezeigten Daten aufgrund der reduzierten Datengröße und/oder Datenrate verschlechtert wird. Somit kann bei Abnahme der zur Verfügung stehenden Übertragungsleistung, also auch bei verschlechterten Übertragungsbedingungen, gewährleistet werden, dass der Fahrer des Kraftfahrzeugs den Umgebungsbereich zuverlässig überwachen kann.
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Besonders bevorzugt werden bei dem Verfahren die Daten zwischen der Sendeeinrichtung, welche an einem an das Kraftfahrzeug angekoppelten Anhänger angeordnet ist, und der Empfangseinrichtung, welche an dem Kraftfahrzeug angeordnet ist, übertragen. Gemäß dieser Ausführungsform wird mittels des Kamera-Monitor-Systems der Umgebungsbereich eines Gespanns überwacht. Das Gespann weist das Kraftfahrzeug und den an das Kraftfahrzeug angekoppelten Anhänger auf. Die Kamera ist dabei insbesondere gemeinsam mit der Sendeeinrichtung an einem Heckbereich des Anhängers angeordnet und dient dazu, den Umgebungsbereich hinter dem Anhänger zu überwachen. Der Umgebungsbereich hinter dem Anhänger kann beispielsweise als Videosequenz auf der Anzeigeeinrichtung angezeigt werden, sodass der Fahrer beim Rangieren des Gespanns, insbesondere beim Rückwärtsfahren mit dem Gespann, unterstützt werden kann. Die Anzeigeeinrichtung und die Empfangseinrichtung sind insbesondere am Kraftfahrzeug angeordnet. Die Anzeigeeinrichtung kann beispielsweise ein Monitor in einem Armaturenbrett des Kraftfahrzeugs und/oder in einem Innenspiegel des Kraftfahrzeugs sein. Um nun auch bei verringerter Übertragungsleistung eine Überwachung des Umgebungsbereiches des Gespanns für den Fahrer zu ermöglichen, wird die Datengröße und/oder Datenrate bei Abnahme der zur Verfügung stehenden Übertragungsleistung verringert.
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Alternativ oder zusätzlich zu der Datenübertragung zwischen einer anhängerseitigen Kamera mit einer anhängerseitigen Sendeeinrichtung und einer fahrzeugseitigen Anzeigeeinrichtung mit einer fahrzeugseitigen Empfangseinrichtung können die Daten auch zwischen einer fahrzeugseitigen Kamera mit einer fahrzeugseitigen Sendeeinrichtung und einem mobilen Endgerät, beispielsweise einem Smartphone, und/oder zwischen dem mobilen Endgerät und einer fahrzeugseitigen Anzeigeeinrichtung mit einer fahrzeugseitigen Empfangseinrichtung drahtlos übertragen werden. Auch kann das Kamera-Monitor-System und damit die Übertragungsvorrichtung vollständig am Kraftfahrzeug angeordnet sein, sodass die Daten zwischen einer fahrzeugseitigen Sendeeinrichtung und einer fahrzeugseitigen Empfangseinrichtung drahtlos übertragen werden.
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Es erweist sich als vorteilhaft, wenn in Abhängigkeit von der zur Verfügung stehenden Übertragungsleistung zumindest zwei Übertragungsmodi bereitgestellt werden, wobei in einem ersten Übertragungsmodus als die Daten eine von der Kamera erfasste Videosequenz von der Sendeeinrichtung zu der Empfangseinrichtung übertragen wird und in einem zweiten Übertragungsmodus als die Daten anhand der erfassten Videosequenz bestimmte Objektinformationen, welche den Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs objektbasiert beschreiben, von der Sendeeinrichtung zu der Empfangseinrichtung übertragen werden. In dem ersten Betriebsmodus kann eine besonders hohe Datenrate und/oder Datengröße bei der Übertragung bereitgestellt werden, sodass die von der Kamera, insbesondere der anhängerseitigen Kamera, erfasste Videosequenz von der Sendeeinrichtung zu der Empfangseinrichtung übertragen werden kann und die erfasste Videosequenz auf der Anzeigeeinrichtung angezeigt werden kann. Die Videosequenz wird dabei in Form von Einzelbildern, sogenannten Videoframes, übertragen, wobei durch die hohe Datenrate beziehungsweise Bitrate eine Vielzahl von Einzelbildern pro Zeiteinheit übertragen werden kann. Sobald die Übertragungsleistung abnimmt, also sobald die Übertragungsleistung einen vorbestimmten Schwellwert unterschreitet, wird nicht mehr die Videosequenz, sondern die Objektinformationen von der Sendeeinrichtung an die Empfangseinrichtung übertragen.
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Die Objektinformationen können beispielsweise von einer kameraseitigen Bildverarbeitungseinrichtung durch Analysieren der von der Kamera erfassten Bilddaten bestimmt werden und somit eine objektbasierte Beschreibung des Umgebungsbereiches liefern. Dabei können beispielsweise als die Objektinformationen Hindernisse hinter dem Anhänger, Straßenmarkierungen, andere Fahrzeuge und/oder Fußgänger detektiert werden. Auch kann eine dreidimensionale Beschreibung der Umgebung aus den Bildern extrahiert werden. Diese Objektinformationen stellen besonders relevante Informationen, sogenannte Schlüsselinformationen, für den Fahrer dar und können mit einer besonders niedrigen Datenrate und/oder Datengröße übertragen werden. Somit können während des zweiten Übertragungsmodus zumindest diese relevanten Objektinformationen auf der Anzeigeeinrichtung dargestellt werden, sodass der Fahrer auch während des zweiten Übertragungsmodus aktuelle und für ihn wichtige Informationen aus dem Umgebungsbereich erhält.
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Dabei kann vorgesehen sein, dass die Objektinformationen zusätzlich anhand von Abstandssensordaten einer Abstandssensoreinrichtung bestimmt werden. Eine solche Abstandssensoreinrichtung kann beispielsweise einen Ultraschallsensor und/oder einen Radarsensor umfassen und beispielsweise an dem Kraftfahrzeug angeordnet sein. Die Abstandssensordaten können beispielsweise von der als Sendeempfänger ausgestalteten Empfangseinrichtung über die bidirektionale Drahtlosverbindung an die ebenfalls als Sendeempfänger ausgestaltete Sendeeinrichtung übertragen werden. Dadurch kann die kameraseitige Bildverarbeitungseinrichtung die anhand der Kameradaten bestimmten Objektinformationen verifizieren. Das Verfahren ist somit besonders zuverlässig gestaltet.
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Vorzugsweise wird ein dritter Übertragungsmodus bereitgestellt, in welchem als die Daten zumindest ein durch Verringern einer Auflösung der erfassten Videosequenz erzeugtes, niedrig auflösendes Bild von der Sendeeinrichtung an die Empfangseinrichtung übertragen wird. Gemäß dieser Ausführungsform kann also die Auflösung der Einzelbilder der Videosequenz verringert werden und damit eine Qualität der Bilder verschlechtert werden, wodurch eine Größe der zu versendenden Daten der zu versendenden Daten verringert wird. Auch können weniger dieser niedrig auflösenden Bilder pro Zeiteinheit versendet werden, sodass dadurch ebenfalls die Datenrate reduziert wird. Durch das Bereitstellen der verschiedenen Übertragungsmodi kann somit das Kamera-Monitor-System schrittweise beziehungsweise graduell an die aktuell zur Verfügung stehende Übertragungsleistung angepasst werden, sodass die Funktionalität in jedem Übertragungsmodus zumindest eingeschränkt aufrechterhalten bleibt. Dazu werden die Daten vor dem Versenden an die in dem jeweiligen Übertragungsmodus maximal zu Verfügung stehende Datenrate und/oder Datengröße angepasst werden, sodass in jedem Übertragungsmodus Daten mit maximal möglichem Informationsgehalt übertragen werden.
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Bevorzugt wird der erste Übertragungsmodus bereitgestellt, wenn die Übertragungsleistung einen ersten Schwellwert überschreitet. Der dritte Übertragungsmodus wird bereitgestellt, wenn die Übertragungsleistung den ersten Schwellwert zumindest unterschreitet und einen im Vergleich zu dem ersten Schwellwert kleineren zweiten Schwellwert überschreitet. Der zweite Übertragungsmodus wird bereitgestellt, wenn die Übertragungsleistung den zweiten Schwellwert zumindest unterschreitet. Die Datenrate und/oder die Datengröße werden also stufenweise reduziert, sodass bei optimalen Übertragungsbedingungen, also wenn die Übertragungsleistung den ersten Schwellwert überschreitet, die Videosequenz übertragen werden kann. Sobald die Übertragungsleistung abnimmt und innerhalb eines Intervalls zwischen dem ersten Schwellwert und dem zweiten Schwellwert liegt, so können zumindest die Bilder mit der geringen Auflösung übertragen werden. Wenn die Übertragungsleistung weiter abnimmt, also den zweiten Schwellwert unterschreitet, so werden lediglich die Objektinformationen aus dem Umgebungsbereich übertragen, welche den Fahrer aber dennoch zuverlässig über aktuelle Umgebungsbedingungen informieren können.
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In einer Weiterbildung der Erfindung werden die Daten in dem ersten Übertragungsmodus über Wi-Fi übertragen und in dem zweiten und dritten Übertragungsmodus über Bluetooth übertragen. Bluetooth eignet sich insbesondere für niedrige Bandbreiten und kurze Übertragungswege, während die gleiche Hardware beziehungsweise Architektur verwendet werden kann wie zur Übertragung der Daten über Wi-Fi. Die Sendeeinrichtung und die Empfangseinrichtung sind beispielsweise als Antennen ausgebildet, wobei Daten bidirektional zwischen der Sendeeinrichtung und der Empfangseinrichtung über Wi-Fi und/oder Bluetooth übertragen werden können. Die Daten können dabei in dem zweiten und dem dritten Betriebsmodus über Wi-Fi und/oder über Bluetooth übertragen werden.
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Es erweist sich als vorteilhaft, wenn in dem ersten und/oder dem dritten Übertragungsmodus zusätzlich die Objektinformationen übertragen werden. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass in dem ersten Übertragungsmodus die Videosequenz und die objektbasierten Informationen übertragen werden und in dem dritten Übertragungsmodus die niedrig auflösenden Bilder sowie die Objektinformationen übertragen werden. In dem zweiten Übertragungsmodus werden nur die Objektinformationen übertragen. Diese Ausführungsform ist besonders vorteilhaft, da die Kamera üblicherweise mit einer Bildverarbeitungseinrichtung ausgestattet ist, sodass die Objektinformationen bereits kameraseitig aus den erfassten Daten bestimmt werden können. Wenn diese Objektinformationen, welche eine geringe Datengröße aufweisen, zusätzlich zur Videosequenz und den niedrig auflösenden Bildern übertragen werden, kann dem Fahrer eine Vielzahl von aktuellen Informationen aus dem Umgebungsbereich bereitgestellt werden.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden in dem ersten Übertragungsmodus die übertragene Videosequenz und Objektinformationen auf der Anzeigeeinrichtung angezeigt. Ferner wird in dem zweiten und dem dritten Übertragungsmodus anhand der übertragenen Daten und/oder anhand von historischen, zeitlich zuvor übermittelten und abgespeicherten Daten eine Videosequenz erzeugt, welche gemeinsam mit den Objektinformationen auf der Anzeigeeinrichtung angezeigt wird. In dem ersten Übertragungsmodus wird somit die von der Kamera erfasste Videosequenz auf der Anzeigeeinrichtung angezeigt. Zusätzlich werden die Objektinformationen, beispielsweise in Form von Einblendungen beziehungsweise Overlays und/oder einer Markierung, in die Videosequenz eingefügt und gemeinsam mit der Videosequenz auf der Anzeigeeinrichtung dargestellt. In dem zweiten und dem dritten Betriebsmodus kann die Videosequenz des Umgebungsbereiches beispielsweise künstlich erzeugt beziehungsweise gerendered werden. Dazu kann die Videosequenz beispielsweise aus den übertragenen Objektinformationen und historischen Bildern, welche beispielsweise zeitlich zuvor übertragen und in einer Speichereinrichtung hinterlegt sind, und/oder Bildern von anderen Kameras des Kraftfahrzeugs erzeugt beziehungsweise bestimmt werden. Diese künstlich erstellte Videosequenz kann dem Nutzer beispielsweise angezeigt werden, wenn der erste Übertragungsmodus nicht mehr bereitgestellt werden kann und daher die Videosequenz nicht mehr direkt übertragen und angezeigt werden kann. Insbesondere wird die künstlich erstellte Videosequenz bei einem Übergang von dem ersten Übertragungsmodus in den zweiten oder dritten Übertragungsmodus übergangslos beziehungsweise nahtlos bereitgestellt und angezeigt, sodass der Fahrer die Abnahme der Übertragungsleistung nicht oder nur kaum bemerkt.
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In einer Ausführungsform der Erfindung wird die aktuell zur Verfügung stehende Übertragungsleistung in Abhängigkeit von einer Position der Sendeeinrichtung und einer Position der Empfangseinrichtung bestimmt. Die Positionen der Sendeeinrichtung und der Empfangseinrichtung sind extrinsische Parameter, welche sich global und/oder relativ zueinander ändern können. Dazu kann beispielsweise ein globaler Aufenthaltsort des Kraftfahrzeugs beziehungsweise des Gespanns bestimmt werden, durch welchen die globalen Positionen der Sendeeinrichtung und der Empfangseinrichtung festgelegt sind. Dieser aktuelle Aufenthaltsort des Kraftfahrzeugs kann beispielsweise mittels eines GPS-Geräts des Kraftfahrzeugs bestimmt werden. Dann kann erfasst werden, ob Informationen betreffend die Übertragungsleistung an diesem Aufenthaltsort vorliegen. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn sich das Kraftfahrzeug bereits zu einem früheren Zeitpunkt an diesem Aufenthaltsort befunden hat und erfasst wurde, dass eine Übertragung der Daten in dem ersten Übertragungsmodus nicht oder nur schlecht möglich war. Dies kann beispielsweise an einem Aufenthaltsort vorkommen, bei welchem die Übertragung durch elektromagnetische Interferenzen gestört ist. Diese Information betreffend die geringe Übertragungsleistung kann beispielsweise gemeinsam mit dem Aufenthaltsort in einer den Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs beschreibenden Umgebungskarte hinterlegt sein. Wenn nun erfasst wird, dass sich das Kraftfahrzeug wieder an diesem Aufenthaltsort befindet oder sich zeitnah an diesem Aufenthaltsort befinden wird, so kann anhand der Umgebungskarte die verringerte Übertragungsleistung erfasst werden und das Kamera-Monitor-System sicher und zuverlässig in den zweiten oder dritten Übertragungsmodus überführt werden. Dann können zumindest die mit diesem Aufenthaltsort korrespondierenden und von der Kamera erfassten aktuellen Objektinformationen von der Sendeeinrichtung an die Empfangseinrichtung übertragen werden.
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Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die relative Lage der Positionen der Sendeeinrichtung und der Empfangseinrichtung zueinander bestimmt wird. Dies ist insbesondere bei der Ausführungsform der anhängerseitigen Sendeeinrichtung und der fahrzeugseitigen Empfangseinrichtung relevant. So kann sich durch Ausschwenken des Anhängers die relative Lage der Sendeeinrichtung zu der Empfangseinrichtung verändern. Diese relative Lage kann beispielsweise durch Erfassung einer dynamischen Position der anhängerseitigen Sendeeinrichtung zur fahrzeugseitigen Empfangseinrichtung erfasst werden. Beispielsweise kann sich während Wendemanövern, bei einer Fahrt über unebene Oberflächen, bei Änderungen in der Beladung des Anhängers oder durch das Anbringen des Anhängers am Kraftfahrzeug die relative Lage der Positionen beziehungsweise der Anbringungsorte der Sendeeinrichtung und der Empfangseinrichtung zueinander verändern. Dies kann bei der Bestimmung der aktuellen Übertragungsleistung berücksichtigt werden. Insbesondere kann dabei die Steuereinrichtung, welche das Kamera-Monitor-System in die unterschiedlichen Übertragungsmodi überführt, angelernt werden. Dazu kann erfasst werden, wenn bei bestimmten Schwenkwinkeln zwischen dem Anhänger und dem Kraftfahrzeug die Übertragungsleistung, beispielsweise aufgrund von durch das Ausschwenken hervorgerufenen Interferenzen, abnimmt. Dazu kann beispielsweise in einer fahrzeugseitigen Speichereinrichtung eine Liste abgelegt werden, in welcher verschiedenen Schwenkwinkeln jeweilige Werte der Übertragungsleistung zugeordnet sind. Anhand der Liste kann dann die mit dem aktuell erfassten Schwenkwinkel korrespondierende Übertragungsleistung bestimmt werden. Somit kann eine besonders schnelle Reaktion der Steuereinrichtung zur Überführung des Kamera-Monitor-Systems in die unterschiedlichen Übertragungsmodi erfolgen.
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Auch kann vorgesehen sein, dass die aktuell zur Verfügung stehende Übertragungsleistung in Abhängigkeit von einer Übertragungscharakteristik zwischen der Sendeeinrichtung und der Empfangseinrichtung bestimmt wird. Eine solche Übertragungscharakteristik kann ein intrinsischer Parameter sein, welcher durch die Konstruktion der Sendeeinrichtung und der Empfangseinrichtung festgelegt ist. Die Übertragungscharakteristik kann beispielsweise durch eine Richtwirkung der als Antennen ausgebildeten Sendeeinrichtung und Empfangseinrichtung vorgegeben sein. Die Übertragungscharakteristik kann aber auch, beispielsweise durch die globalen und relativen Positionen der Sendeeinrichtung und der Empfangseinrichtung, verändert werden. Beispielsweise kann es zu einem Mehrwegempfang kommen, welcher an der Empfangseinrichtung auftritt, wenn das von der Sendeeinrichtung ausgesendete Signal, beispielsweise die elektromagnetischen Wellen abgelenkt werden. Ursachen für den Mehrwegempfang können Reflexionen des Signals, eine Brechung und/oder eine Streuung des Signals sein. Dies kann in vorteilhafter Weise ebenfalls bei der Bestimmung der aktuell zur Verfügung stehenden Übertragungsleistung berücksichtigt werden.
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In einer Weiterbildung der Erfindung wird die aktuell zur Verfügung stehende Übertragungsleistung in Abhängigkeit von zumindest einer geometrischen Abmessung des Anhängers und/oder einem Material des Anhängers und/oder einem Anbringungsort der Sendeeinrichtung am Anhänger bestimmt. Die geometrische Abmessung kann beispielsweise eine Länge des Anhängers sein, welche in einer fahrzeugseitigen Speichereinrichtung hinterlegt sein kann. Je länger der Anhänger ist, desto weiter ist die an einer Heckseite des Anhängers angebrachte Sendeeinrichtung von der Empfangseinrichtung am Kraftfahrzeug entfernt. Dies kann bei der Bestimmung der Übertragungsleistung berücksichtigt werden. Auch kann ein Konstruktionsmaterial des Anhängers berücksichtigt werden, durch welches das von der Sendeeinrichtung zur Übertragung der Daten ausgesendete Signal reflektiert oder abgelenkt werden kann. Die Anhängerdaten stellen insbesondere intrinsische Parameter dar, durch welche die maximal zur Verfügung stehende Übertragungsleistung in den jeweiligen Übertragungsmodi festgelegt wird.
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Durch Berücksichtigung der extrinsischen und intrinsischen Parameter kann in vorteilhafter Weise ein optimales und kontrolliertes Fahrerlebnis bereitgestellt werden, sodass Reaktionen des Kamera-Monitor-Systems intuitiv und eindeutig für den Fahrer des Kraftfahrzeugs sind.
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Die Erfindung betrifft außerdem ein Kamera-Monitor-System zum Überwachen eines Umgebungsbereiches eines Kraftfahrzeugs. In einer Ausführungsform des Kamera-Monitor-Systems weist dieses insbesondere eine Kamera zum Erfassen von Daten aus dem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs, eine Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen der Daten für einen Fahrer des Kraftfahrzeugs, eine kameraseitige Sendeeinrichtung zum Versenden der Daten und eine anzeigeeinrichtungsseitige Empfangseinrichtung zum Empfangen der übertragenen Daten auf. Darüber hinaus kann eine Steuereinrichtung des Kamera-Monitor-Systems dazu ausgelegt sein, bei Erkennen einer Abnahme einer für die drahtlose Übertragung zur Verfügung stehenden Übertragungsleistung eine Datengröße und/oder Datenrate der von der Sendeeinrichtung zu der Empfangseinrichtung zu übertragenden Daten zur Aufrechterhaltung der Anzeige der Daten auf der Anzeigeeinrichtung stufenweise zu reduzieren. Bevorzugt weist das Kamera-Monitor-System eine Kamera zum Erfassen von Daten aus dem Umgebungsbereich, eine Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen der Daten für einen Fahrer des Kraftfahrzeugs, eine kameraseitige Sendeeinrichtung zum Versenden der Daten und eine anzeigeeinrichtungsseitige Empfangseinrichtung zum Empfangen der Daten auf. Eine Steuereinrichtung des Kamera-Monitor-Systems ist dazu ausgelegt, bei Erkennen einer Abnahme einer für die drahtlose Übertragung zur Verfügung stehenden Übertragungsleistung eine Datengröße und/oder Datenrate der von der Sendeeinrichtung zu der Empfangseinrichtung zu übertragenden Daten zur Aufrechterhaltung der Anzeige der Daten auf der Anzeigeeinrichtung stufenweise zu reduzieren.
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Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Gespann mit einem Kraftfahrzeug, einem an das Kraftfahrzeug angekoppelten Anhänger und einem Kamera-Monitor-System, wobei die Kamera und die Sendeeinrichtung an dem Anhänger angeordnet sind und die Anzeigeeinrichtung und die Empfangseinrichtung an dem Kraftfahrzeug angeordnet sind.
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Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für das erfindungsgemäße Kamera-Monitor-System sowie für das erfindungsgemäße Gespann.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen. Es sind darüber hinaus Ausführungen und Merkmalskombinationen, insbesondere durch die oben dargelegten Ausführungen, als offenbart anzusehen, die über die in den Rückbezügen der Ansprüche dargelegten Merkmalskombinationen hinausgehen oder abweichen.
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Die Erfindung wird nun anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gespanns;
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2 eine schematische Darstellung eines anhängerseitigen Teils einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kamera-Monitor-Systems;
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3 eine schematische Darstellung eines fahrzeugseitigen Teils des Kamera-Monitor-Systems;
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4 eine schematische Darstellung von Übertragungsmodi und deren zugehörigen Datenraten;
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5 eine schematische Darstellung von Zuständen einer Ausführungsform eines Kamera-Monitor-Systems anhand eines Zustandsautomaten; und
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6 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kamera-Monitor-Systems.
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In den Figuren sind gleiche sowie funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt ein Gespann 1 gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Gespann 1 weist ein Kraftfahrzeug 2 sowie einen an das Kraftfahrzeug 2 angekoppelten Anhänger 3 auf. Das Gespann 1 weist außerdem ein Kamera-Monitor-System 4 auf, welches zum Überwachen eines Umgebungsbereiches 5 des Gespanns 1 dient. Das Kamera-Monitor-System 4 weist hier einen anhängerseitigen Teil 6 sowie einen fahrzeugseitigen Teil 7 auf. Der anhängerseitige Teil 6 des Kamera-Monitor-Systems 4 umfasst eine Kamera 8, welche im vorliegenden Fall an einem Heckbereich 9 des Anhängers 3 angeordnet ist. Außerdem weist der anhängerseitige Teil 6 eine Sendeeinrichtung 10 auf, welche hier ebenfalls an dem Heckbereich 9 des Anhängers 3 angeordnet ist. Der fahrzeugseitige Teil 7 des Kamera-Monitor-Systems 4 weist eine Empfangseinrichtung 11 auf sowie eine Anzeigeeinrichtung 13 (siehe 3) auf. Die Anzeigeeinrichtung 13 kann beispielsweise in einem Innenraum des Kraftfahrzeugs 2 angeordnet sein und als ein Monitor in einem Innenspiegel und/oder in einem Armaturenbrett des Kraftfahrzeugs 2 ausgebildet sein.
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Die Sendeeinrichtung 10 und die Empfangseinrichtung 11 bilden eine Übertragungsvorrichtung für das Kamera-Monitor-System 4 aus und können über eine Drahtlosverbindung 12 miteinander kommunizieren. Die Sendeeinrichtung 10 und die Empfangseinrichtung 11 können beispielsweise zur bidirektionalen Kommunikation über die Drahtlosverbindung 12 ausgebildet sein und als Antennen ausgestaltet sein. Die Drahtlosverbindung 12 kann beispielsweise eine Wi-Fi-Verbindung und/oder eine Bluetooth-Verbindung sein. Über die Drahtlosverbindung 12 werden dabei insbesondere von der Kamera 8 aus dem Umgebungsbereich 5 erfasste Daten übertragen, sodass diese für einen Fahrer des Kraftfahrzeugs 2 auf der fahrzeugseitigen Anzeigeeinrichtung 13 angezeigt werden können. Insbesondere wird von der Kamera 8 eine Videosequenz erfasst, welche auf der Anzeigeeinrichtung 13 angezeigt werden soll.
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Die Übertragung der Videosequenz zwischen dem anhängerseitigen Teil 6 des Kamera-Monitor-Systems 4 und dem kraftfahrzeugseitigen Teil 7 des Kamera-Monitor-Systems 4 ist anhand der 2 und 3 gezeigt. In 2 ist der anhängerseitige Teil 6 des Kamera-Monitor-Systems 4 gezeigt. Zum Erfassen der Videosequenz beziehungsweise des Videostreams wird Licht aus dem Umgebungsbereich 5 über eine Linse 15 der Kamera 8 auf einen Bildsensor 16 der Kamera 8 projiziert, welcher das Licht als Videodaten erfasst. Diese Videodaten werden beispielsweise von einer Bildverarbeitungseinrichtung der Kamera 8 komprimiert, sodass komprimierte Daten 17 vorliegen. Die Daten können beispielsweise mittels MJPEG, H.264 oder H.265 komprimiert werden. Die Daten können somit drahtlos über ein standardisiertes Protokoll übertragen werden, um Kosten für die Implementierung von Hardware, Software und Sicherheitsmaßnahmen zu reduzieren. Außerdem können von der Bildverarbeitungseinrichtung die von der Kamera 8 erfassten Daten analysiert werden und aus den Daten Objektinformationen 18 extrahiert werden. Solche Objektinformationen 18 beschreiben den Umgebungsbereich 5 objektbasiert und können beispielsweise erkannte Objekte in dem Umgebungsbereich 5 des Kraftfahrzeugs 2 beschreiben. Solche Objekte können beispielsweise Fahrbahnmarkierungen, Fußgänger oder andere Fahrzeuge sein. Die komprimierten Daten 17 und die Objektinformationen 18 können in einem sogenannten Netzwerkstapel 19 angeordnet werden, welcher an die Sendeeinrichtung 10 übertragen wird. Die Sendeeinrichtung 10 überträgt den Netzwerkstapel 19 dann über die Drahtlosverbindung 12 an den fahrzeugseitigen Teil 7, welcher in 3 gezeigt ist. Die Sendeeinrichtung 10 kann die Daten dabei über eine standardisierte Drahtlosschnittstelle übertragen, sodass die Daten nicht nur an den fahrzeugseitigen Teil 7, sondern auch an fahrzeugexterne Geräte, beispielsweise ein Smartphone oder ein Tablet, übertragen und dort angezeigt werden können.
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Der Netzwerkstapel 19 wird von der Empfangseinrichtung 11 über die Drahtlosverbindung 12 empfangen. Nach dem Empfangen des Netzwerkstapels 19 können die komprimierten Daten 17 wieder dekomprimiert werden. Die dekomprimierten Videodaten 20 können dann weiterverarbeitet werden. Beispielsweise können aus den dekomprimierten Daten 20 von einer fahrzeugseitigen Bildverarbeitungseinrichtung weitere Umgebungsinformationen extrahiert werden und/oder Korrekturen der Videodaten 20 durchgeführt werden. Beispielsweise können perspektivische Verzerrungen und/oder durch ein Fischaugenobjektiv der Kamera 8 hervorgerufene Verzerrungen korrigiert werden. Die Videodaten 20 können dann der Anzeigeeinrichtung 13 zur Anzeige zugeführt werden. Außerdem können anhand der parallel übertragenen Objektinformationen 18 Einblendungen 21 bestimmt werden, welche beispielsweise in Form von Overlays oder Markierungen, auf der Anzeigeeinrichtung 13 angezeigt werden. Durch diese Einblendungen 21 können relevante Informationen für den Fahrer optisch hervorgehoben werden.
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Dabei kann es nun vorkommen, dass eine Übertragung zwischen der Sendeeinrichtung 10 und der Empfangseinrichtung 11 durch Interferenzen gestört wird und damit eine für die Übertragung der Daten zur Verfügung stehende Übertragungsleistung abnehmen kann. Die Übertragungsleistung ist insbesondere abhängig von extrinsischen Parametern, beispielsweise Umgebungsbedingungen, einem Aufenthaltsort des Gespanns 1 und einer Lage der Sendeeinrichtung 10 zu der Empfangseinrichtung 11, und intrinsischen Parametern, beispielsweise einer Ausgestaltung des Anhängers 3. Beispielsweise kann die Übertragungsleistung durch eine Länge 14 des Anhängers 3, ein Material des Anhängers 3 und einen Anbringungsort der Sendeeinrichtung 10 am Anhänger 3 beeinflusst werden. Wenn die maximale Übertragungsleistung zur Verfügung steht, so wird über die Drahtlosverbindung 12 als die Daten die Videosequenz beziehungsweise Livebilder des Umgebungsbereiches 5 übertragen, sodass auf der Anzeigeeinrichtung 13 die Videosequenz angezeigt werden kann. Durch Anzeigen der Videosequenz, in welcher beispielsweise der Umgebungsbereich 5 hinter dem Anhänger 3 dargestellt wird, kann der Fahrer des Gespanns 1 beim Rangieren des Gespanns 1, insbesondere beim Rückwärtsfahren mit dem Gespann 1, unterstützt werden. Wenn nun die zur Verfügung stehende Übertragungsleistung abnimmt, so kann aufgrund der zu großen Datenrate und/oder Datengröße der Videosequenz diese nicht mehr übertragen werden. Die Abnahme der Übertragungsleistung beziehungsweise Übertragungsqualität kann beispielsweise durch Erfassen der extrinsischen und intrinsischen Parameter vorhergesagt werden. Um nun zu verhindern, dass das Kamera-Monitor-System 4 vollständig ausfällt und funktionsuntüchtig wird, kann die Datenrate und/oder die Datengröße der zu übertragenden Daten kontrolliert und stufenweise reduziert werden, sodass das Kamera-Monitor-System 4 nach wie vor funktionstüchtig bleibt. Es wird also ein Teilausfall des Kamera-Monitor-Systems 4 initiiert. Bei diesem Teilausfall werden dem Fahrer nach wie vor relevante Informationen aus dem Umgebungsbereich 5, beispielsweise in Form von den Objektinformationen 18, bereitgestellt und beispielsweise als Markierungen auf der Anzeigeeinrichtung 13 dargestellt.
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Dabei können in Abhängigkeit von der aktuell zur Verfügung stehenden Übertragungsleistung verschiedene Übertragungsmodi 22, 23, 24 bereitgestellt werden, welche in 4 gezeigt sind. Die in den verschiedenen Übertragungsmodi 22, 23, 24 übertragenen Daten unterscheiden sich dabei in hier in ihrer Datenrate B beziehungsweise Bitrate. In einem ersten Übertragungsmodus 22 werden die Daten mit einer sehr hohen, maximalen Bitrate B1 übertragen. Dadurch können als die Daten die Videosequenz in Form von Einzelbildern beziehungsweise Videoframes 25 sowie zusätzlich die Objektinformationen 18 übertragen werden. In einem zweiten Übertragungsmodus 23 steht eine gegenüber der maximalen Bitrate B1 verringerte Bitrate B2 zur Verfügung, sodass als die Daten hier niedrig auflösende Bilder 26 sowie zusätzliche die Objektdaten 18 übertragen werden. In einem dritten Übertragungsmodus 24 steht nur noch eine sehr geringe, minimale Bitrate B3 zur Verfügung, sodass als die Daten lediglich die Objektinformationen 18 übertragen werden. In dem ersten Übertragungsmodus 22 können die Daten beispielsweise über Wi-Fi übertragen werden. In dem zweiten und/oder dritten Übertragungsmodus 23, 24 können die Daten beispielsweise über Bluetooth übertragen werden, wodurch die Übertragung von Informationen mit einer niedrigen Bandbreite übertragen werden können, jedoch mit derselben Übertragungsvorrichtung beziehungsweise Hardware übertragen werden können. Insbesondere wenn die anhängerseitige Kamera über eine leistungsstarke Bildverarbeitungseinrichtung verfügt, welche die Situation in dem Umgebungsbereich 5 objektbasiert beschreiben kann, können diese Objektinformationen 18 mit einer niedrigen Bitrate B3 übertragen werden. Damit können dem Fahrer auch dann Schlüsselinformationen über den Umgebungsbereich 5 bereitgestellt werden, wenn der komplette Videostream nicht verfügbar ist. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass in dem zweite und dem dritten Übertragungsmodus 23, 24 eine Videosequenz basierend auf den Objektinformationen, historischen und abgespeicherten Videodaten und den Daten anderer fahrzeugseitiger Kameras erstellt beziehungsweise rekonstruiert werden kann. Der Umgebungsbereich 5 wird also dreidimensional und fotorealistisch gerendert, sodass dem Fahrer eine übergangslose Darstellung der Umgebungssituation sowie Schlüsselinformationen aus dem Umgebungsbereich 5 bereitgestellt werden können.
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In 5 sind anhand eines Zustandsautomaten verschiedene Zustände S1, S2, S3 des Kamera-Monitor-Systems 4 gezeigt, welche mit den unterschiedlichen Übertragungsmodi 22, 23, 24 sowie Bitraten B1, B2, B3 korrespondieren. In einem ersten Zustand S1 wird das Kamera-Monitor-System 4 in dem ersten Übertragungsmodus 22 betrieben, sodass die Daten, insbesondere die Einzelbilder 25 und die Objektinformationen 18, mit der ersten Bitrate B1 übertragen werden können. In dem zweiten Zustand S2 wird das Kamera-Monitor-System 4 in dem zweiten Übertragungsmodus 23 betrieben, in welchem die Daten, insbesondere die niedrig auflösenden Bilder 26 und die Objektinformationen 18, mit der zweiten Bitrate B2 übertragen. In dem dritten Zustand S3 werden die Daten, insbesondere nur die Objektinformationen 18, mit der dritten Bitrate B3 übertragen.
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Bei Vorliegen einer ersten Bedingung C1 wird das Kamera-Monitor-System 4 von dem ersten Zustand S1 in den zweiten Zustand S2 überführt. Die erste Bedingung C1 beinhaltet, dass die Übertragungsleistung und somit eine Signalqualität kleiner als ein erster Schwellwert ist. Wenn sich das Kamera-Monitor-System 4 in dem zweiten Zustand S2 befindet, so kann es wieder in den ersten Zustand S2 überführt werden, wenn eine zweite Bedingung C2 erfüllt ist, nämlich wenn die Übertragungsleistung den ersten Schwellwert wieder überschreitet. Wenn sich das Kamera-Monitor-System 4 in dem zweiten Zustand S2 befindet, die Übertragungsleistung weiter absinkt und dabei als eine dritte Bedingung C3 einen zweiten Schwellwert unterschreitet, so wird das Kamera-Monitor-System 4 in den dritten Zustand S3 überführt. Wenn sich das Kamera-Monitor-System 4 in dem dritten Zustand S3 befindet und eine vierte Bedingung C4 erfüllt ist, welche umfasst, dass die Signalqualität den zweiten Schwellwert wieder überschreitet, so wird das Kamera-Monitor-System 4 von dem dritten Zustand S3 zurück in den zweiten Zustand S2 überführt. Es kann aber auch sein, dass das Kamera-Monitor-System 4 von dem ersten Zustand S1 sofort in den dritten Zustand S3 überführt wird, wenn erfasst wird, dass eine fünfte Bedingung C5 erfüllt ist, nämlich die Übertragungsleistung den zweiten Schwellwert unterschreitet. In diesem Fall sinkt die Übertragungsleistung abrupt ab, sodass anstelle der Einzelbilder 25 für die Videosequenz nur noch die Objektinformationen 18 übertragen werden.
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In 6 ist eine weitere Ausführungsform des Kamera-Monitor-Systems 4 gezeigt, welches hier vollständig an einem Kraftfahrzeug 27 angeordnet ist. Dazu ist die Kamera 8 hier an einem Heckbereich 28 des Kraftfahrzeugs 27 angeordnet. Auch die Sendeeinrichtung 10 ist an dem Heckbereich 28 des Kraftfahrzeugs 27 angeordnet. Die Empfangseinrichtung 11 ist hier an einem Frontbereich 29 des Kraftfahrzeugs 27 angeordnet, sodass die Daten über die Drahtlosverbindung 12 zwischen der heckseitigen Sendeeinrichtung 10 und der frontseitigen Empfangseinrichtung 11 übertragen werden. Alternativ dazu kann beispielsweise die Kamera 8 auch am Kraftfahrzeug 27 angeordnet sein und die Empfangseinrichtung 11 mit der Anzeigeeinrichtung 13 an einem mobilen Endgerät, beispielsweise einem Tablet oder Smartphone, angeordnet sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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