DE102017003542A1 - Kollisionserkennungssystem für ein Fahrzeug - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Kollisionserkennungssystem (2) für ein Fahrzeug (1), mittels welchem eine potentielle Kollision des Fahrzeugs (1) mit einem in Bezug auf einen Untergrund des Fahrzeugs (1) erhabenen Objekt erkennbar ist, mit – einer in oder an der Fahrzeugtür (3) angeordneten Kamera (4) zur Erfassung einer Umgebung eines Fahrzeugs (1) und – eine mit der Kamera (4) gekoppelte Auswerteeinheit (6) zum Empfangen und Auswerten von Bilddaten der Kamera (4). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass – die Kamera (4) in oder an einem an der Fahrzeugtür (3) angebrachten Außenspiegel (3) angeordnet ist und ein Erfassungsbereich der Kamera (4) zumindest den Untergrund umfasst und – die Auswerteeinheit (6) zur Ermittlung einer Höhe des Untergrunds relativ zu einer Höhe eines Fahrbahnuntergrundes ausgebildet ist, wobei anhand einer rotatorischen Veränderung einer Kameraperspektive zwischen mindestens zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Bilddaten einer Bildsequenz eine Türöffnungsgeschwindigkeit ermittelbar ist, eine Höhe des Untergrunds relativ zum Fahrbahnuntergrund anhand von ermittelten Bewegungsvektoren der Bildsequenz zwischen den mindestens zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Bilddaten und der ermittelten Türöffnungsgeschwindigkeit ermittelbar ist, und eine potentielle Kollision der Fahrzeugtür (3) mit dem Untergrund erkannt wird, wenn die ermittelte Höhe des Untergrunds relativ zum Fahrbahnuntergrund mindestens einer Höhe einer dem Fahrbahnuntergrund zugewandten Kante der Fahrzeugtür (3) relativ zum Fahrbahnuntergrund entspricht.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Kollisionserkennungssystem für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Kollisionserkennungssysteme für Fahrzeuge sind aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise ist aus der
DE 10 2014 016 749 A1 ein Sensor zur Erfassung einer Fahrzeugumgebung bekannt. Der Sensor ist ein 3D-Sensor, welcher in einen Türgriff eines Fahrzeugs integriert ist. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Kollisionserkennungssystem für ein Fahrzeug anzugeben.
- Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
- Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
- Ein Kollisionserkennungssystem für ein Fahrzeug, mittels welchem eine potentielle Kollision des Fahrzeugs mit einem in Bezug auf einen Untergrund des Fahrzeugs erhabenen Objekt, z. B. mit einem Bordstein, erkennbar ist, umfasst eine in oder an der Fahrzeugtür angeordnete Kamera zur Erfassung einer Umgebung eines Fahrzeugs und eine mit der Kamera gekoppelte Auswerteeinheit zum Empfangen und Auswerten von Bilddaten der Kamera.
- Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Kamera in oder an einem an der Fahrzeugtür angebrachten Außenspiegel angeordnet ist und ein Erfassungsbereich der Kamera zumindest den Untergrund umfasst und dass die Auswerteeinheit zur Ermittlung einer Höhe des Untergrunds relativ zu einer Höhe eines Fahrbahnuntergrundes, auf welchem sich das Fahrzeug im Stillstand befindet, ausgebildet ist, wobei anhand einer rotatorischen Veränderung einer Kameraperspektive zwischen mindestens zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Bilddaten einer Bildsequenz eine Türöffnungsgeschwindigkeit ermittelbar ist, wobei eine Höhe des Untergrunds relativ zum Fahrbahnuntergrund anhand von ermittelten Bewegungsvektoren der Bildsequenz zwischen den mindestens zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Bilddaten und der ermittelten Türöffnungsgeschwindigkeit ermittelbar ist, und wobei eine potentielle Kollision der Fahrzeugtür mit dem Untergrund erkannt wird, wenn die ermittelte Höhe des Untergrunds relativ zum Fahrbahnuntergrund mindestens einer Höhe einer dem Fahrbahnuntergrund zugewandten Kante der Fahrzeugtür relativ zum Fahrbahnuntergrund entspricht.
- Mittels des Kollisionserkennungssystems kann während des Öffnens der Fahrzeugtür ermittelt werden, ob eine Kollision der Fahrzeugtür mit einem Bordstein droht, wenn diese weiter geöffnet wird. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn das Fahrzeug an einem Fahrbahnrand mit einem erhöhten Bordstein parkt. Wird eine potentielle Kollision erkannt, kann eine Warnung, z. B. ein akustisches Warnsignal, ausgegeben und/oder eine weitere Öffnungsbewegung der Fahrzeugtür blockiert werden. Damit können in vorteilhafter Weise Beschädigungen an der Fahrzeugtür beim öffnen derselben vermieden oder zumindest verringert werden.
- Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
- Dabei zeigt:
-
1 schematisch ein Fahrzeug mit einem Kollisionserkennungssystem für ein Fahrzeug. - Die einzige
1 zeigt schematisch ein Fahrzeug1 mit einem beispielhaften Kollisionserkennungssystem2 für das Fahrzeug1 . - Das Kollisionserkennungssystem
2 ist zum Erkennen einer potentiellen Kollision des Fahrzeugs1 mit einem in Bezug auf einen Untergrund des Fahrzeugs, insbesondere auf eine Fahrbahnoberfläche, erhabenen Objekt, z. B. mit einem Bordstein, beim öffnen einer Fahrzeugtür3 , z. B. einer Fahrertür, ausgebildet und umfasst eine Kamera4 zur Erfassung einer Fahrzeugumgebung. Die Kamera4 ist beispielsweise als eine Weitwinkelkamera ausgebildet und in oder an einem Außenspiegel5 des Fahrzeugs1 angeordnet, welcher fest mit der Fahrzeugtür4 verbunden ist. Die Kamera4 ist nach unten gerichtet und erfasst Bilddaten des Untergrunds. In Abhängigkeit eines Bildwinkels der Kamera4 kann diese zusätzlich eine seitliche Fahrzeugumgebung erfassen. Das Kollisionserkennungssystem2 umfasst weiterhin eine Auswerteeinheit6 , welche mit der Kamera4 gekoppelt ist. Die Auswerteeinheit6 empfängt Bilddaten von der Kamera4 und wertet diese anschließend aus. Insbesondere wird bei der Auswertung der Bilddaten eine Höhe des Untergrunds relativ zu einer Höhe eines Fahrbahnuntergrunds, auf welchem sich das Fahrzeug im Stillstand, z. B. in einem Parkmodus, befindet, ermittelt. Bei der Auswertung wird angenommen, dass eine Bahn der Kamera4 beim Öffnen und Schließen der Fahrzeugtür3 bekannt ist. Des Weiteren wird angenommen, dass eine Einbauposition der Kamera4 und zumindest eine sogenannte extrinsische Kamerakalibrierung bekannt sind. - Die Auswertung umfasst zwei Schritte, die jeweils mehrere Teilschritte umfassen. In einem ersten Auswerteschritt wird eine Bewegung der Kamera
4 ermittelt, welche aus einer Öffnungs- oder Schließbewegung der Fahrzeugtür3 resultiert. Insbesondere wird anhand einer rotatorischen Veränderung einer Kameraperspektive zwischen mindestens zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Bilddaten einer Bildsequenz eine Schwenkbewegung der Fahrzeugtür3 ermittelt. Dies erfolgt durch Auswertung der zeitlich aufeinanderfolgenden Bilddaten einer Bildsequenz, wobei die Bilddaten zeitlich nicht direkt aufeinander folgen müssen. - In einem ersten Teilschritt wird dazu in statischer Umgebung eine Rotation der Kameraperspektive zwischen den mindestens zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Bilddaten unabhängig von einer Einbauhöhe der Kamera
4 und somit unabhängig von variierenden Kamerahöhen relativ zum Untergrund ermittelt. Die Kamerahöhe relativ zum Untergrund kann beispielsweise folgendermaßen ermittelt werden:z(x, y) = zcam + Δz(x, y) (1), - z(x, y)
- = Kamerahöhe relativ zum Untergrund',
- zcam
- = Einbauhöhe der Kamera und
- Δz(x, y)
- = Höhe des Untergrunds relativ zum Fahrbahnuntergrund.
- In einem zweiten Teilschritt wird anhand der zuvor ermittelten Rotation der Kameraperspektive unter Berücksichtigung der bekannten Kamerabahn ein Türöffnungswinkel, d. h. der von Fahrzeugtür
3 beim Öffnen derselben überstrichene Winkel, ermittelt. Der Türöffnungswinkel kann dabei folgendermaßen ermittelt werden:αDoor|→|+1 = f(xcam(α)) (2), - αDoor|→|+1
- = Türöffnungswinkel zwischen zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Bilddaten
- |→| + 1
- = zeitlich aufeinanderfolgende Bilddaten und
- xcam
- = Bahn der Kamera beim Öffnen und Schließen der Fahrzeugtür
3 . - Anhand des ermittelten Türöffnungswinkels und einer Zeitdauer zwischen den mindestens zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Bilddaten wird in einem dritten Teilschritt eine Türöffnungsgeschwindigkeit ermittelt. Die Türöffnungsgeschwindigkeit wird beispielsweise als Winkelgeschwindigkeit des Türöffnungswinkels zwischen den mindestens zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Bilddaten ermittelt. Die beschriebenen Teilschritte können auch zu einem Schritt zusammengefasst werden.
- In einem zweiten Auswerteschritt wird die Höhe des Untergrunds relativ zur Höhe des Fahrbahnuntergrunds mittels eines Bildverarbeitungsverfahrens, z. B mittels eines resultierenden optischen Flusses zwischen den mindestens zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Bilddaten, und unter Berücksichtigung der im ersten Auswerteschritt ermittelten Größen geschätzt. Dazu werden in einem ersten Teilschritt Bewegungsvektoren für die Zeitdauer zwischen den mindestens zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Bilddaten in einer xy-Koordinatenebene mittels eines optischen Flussverfahrens ermittelt. Alternativ können die Bewegungsvektoren auch mittels ähnlicher Bildverarbeitungsverfahren ermittelt werden.
- In einem zweiten Teilschritt wird anhand der ermittelten Bewegungsvektoren und der Türöffnungsgeschwindigkeit ein Parameter eines Bildpunkts oder jeweils mehrerer Bildpunkte in den Bilddaten ermittelt, aus welchem die Höhe des Untergrunds relativ zum Fahrbahnuntergrund beispielsweise wie folgt ableitbar ist:
Δz(x, y) = f(u|→|+1) (3), - u|→|+1
- = Bewegungsvektoren und
- ω
- = Winkelgeschwindigkeit des Türöffnungswinkels.
- Entspricht die ermittelte Höhe des Untergrunds relativ zum Fahrbahnuntergrund mindestens einer Höhe einer unteren Kante der Fahrzeugtür
3 , d. h. eine dem Fahrbahnuntergrund zugewandte Kante der Fahrzeugtür3 , relativ zum Fahrbahnuntergrund, wird eine Kollision der Fahrzeugtür3 mit dem Untergrund, welcher hierbei beispielsweise ein Bordstein ist, bei einem weiteren Öffnen der Fahrzeugtür3 prädiziert. - Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass bei prädizierter Kollision der Fahrzeugtür
3 mit dem Untergrund ein Warnsignal akustisch ausgegeben wird. Alternativ oder zusätzlich kann bei prädizierter Kollision der Fahrzeugtür3 mit dem Untergrund eine Öffnungsbewegung der Fahrzeugtür3 automatisch blockiert oder erschwert werden. - Ferner kann mittels der Verwendung einer dichten Wahl der betrachteten Punkte, z. B. in Form eines Bildrasters, unter Einbeziehung einer Historie eines Ortes eine Kollisionserkennung weiter verbessert werden. Beispielsweise werden dazu bereits beim Anfahren des Ortes Höhen des Untergrunds relativ zum Fahrbahnuntergrund mittels Bildverarbeitungsverfahren ermittelt. Dazu können weitere im und/oder am Fahrzeug
1 angeordnete Kameras (hier nicht dargestellt) verwendet werden. Zudem kann die Ermittlung der Höhe des Untergrunds relativ zum Fahrbahnuntergrund sukzessiv während des gesamten Türöffnungsvorgangs erfolgen. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Fahrzeug
- 2
- Kollisionserkennungssystem
- 3
- Fahrzeugtür
- 4
- Kamera
- 5
- Außenspiegel
- 6
- Auswerteeinheit
- 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 Patentliteratur
-
- DE 102014016749 A1 [0002]
Claims (6)
- Kollisionserkennungssystem (
2 ) für ein Fahrzeug (1 ), mittels welchem eine potentielle Kollision des Fahrzeugs (1 ) mit einem in Bezug auf einen Untergrund des Fahrzeugs (1 ) erhabenen Objekt erkennbar ist, mit – einer in oder an einer Fahrzeugtür (3 ) angeordneten Kamera (4 ) zur Erfassung einer Umgebung eines Fahrzeugs (1 ) und – eine mit der Kamera (4 ) gekoppelte Auswerteeinheit (6 ) zum Empfangen und Auswerten von Bilddaten der Kamera (4 ), dadurch gekennzeichnet, dass – die Kamera (4 ) in oder an einem an der Fahrzeugtür (3 ) angebrachten Außenspiegel (5 ) angeordnet ist und ein Erfassungsbereich der Kamera (4 ) zumindest den Untergrund umfasst und – die Auswerteeinheit (6 ) zur Ermittlung einer Höhe des Untergrunds relativ zu einer Höhe eines Fahrbahnuntergrundes ausgebildet ist, wobei anhand einer rotatorischen Veränderung einer Kameraperspektive zwischen mindestens zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Bilddaten einer Bildsequenz eine Türöffnungsgeschwindigkeit ermittelbar ist, eine Höhe des Untergrunds relativ zum Fahrbahnuntergrund anhand von ermittelten Bewegungsvektoren der Bildsequenz zwischen den mindestens zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Bilddaten und der ermittelten Türöffnungsgeschwindigkeit ermittelbar ist, und eine potentielle Kollision der Fahrzeugtür (3 ) mit dem Untergrund erkannt wird, wenn die ermittelte Höhe des Untergrunds relativ zum Fahrbahnuntergrund mindestens einer Höhe einer dem Fahrbahnuntergrund zugewandten Kante der Fahrzeugtür (3 ) relativ zum Fahrbahnuntergrund entspricht. - Kollisionserkennungssystem (
2 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Türöffnungsgeschwindigkeit als Winkelgeschwindigkeit eines Türöffnungswinkels zwischen den mindestens zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Bilddaten der Bildsequenz ermittelbar ist, wobei der Türöffnungswinkel anhand einer mittels der rotatorischen Veränderung der Kameraperspektive ermittelten Schwenkbewegung der Fahrzeugtür (3 ) unter Berücksichtigung einer beim Öffnen und Schließen der Fahrzeugtür (3 ) bekannten Kamerabahn ermittelbar ist. - Kollisionserkennungssystem (
2 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsvektoren für die Zeitdauer zwischen den mindestens zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Bilddaten in einer den Untergrund umfassenden, horizontalen Koordinatenebene mittels eines optischen Flussverfahrens ermittelbar sind. - Kollisionserkennungssystem (
2 ) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der ermittelten Bewegungsvektoren und der Türöffnungsgeschwindigkeit ein Parameter eines jeden Bildpunkts in den Bilddaten ermittelbar ist, wobei anhand der Parameter die Höhe des Untergrunds relativ zum Fahrbahnuntergrund schätzbar ist. - Kollisionserkennungssystem (
2 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Türöffnungsgeschwindigkeit unabhängig von einer Einbauposition der Kamera (4 ) am Fahrzeug (1 ) ermittelbar ist. - Kollisionserkennungssystem (
2 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (6 ) mit einer Ausgabeeinheit zur Ausgabe einer Türkollisionsinformation gekoppelt ist.
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DE102017003542.3A DE102017003542A1 (de) | 2017-04-12 | 2017-04-12 | Kollisionserkennungssystem für ein Fahrzeug |
Applications Claiming Priority (1)
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DE102017003542.3A Withdrawn DE102017003542A1 (de) | 2017-04-12 | 2017-04-12 | Kollisionserkennungssystem für ein Fahrzeug |
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---|---|
DE (1) | DE102017003542A1 (de) |
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CN110641360A (zh) * | 2018-06-26 | 2020-01-03 | 比亚迪股份有限公司 | 提醒车门开启的方法和装置、存储介质和车辆 |
CN112389440A (zh) * | 2020-11-07 | 2021-02-23 | 吉林大学 | 一种基于车路作用机理的越野环境中车辆行驶风险预测方法 |
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-
2017
- 2017-04-12 DE DE102017003542.3A patent/DE102017003542A1/de not_active Withdrawn
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