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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft Systeme für den Außen- und Innenspiegelersatz.
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Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung einer Spiegelersatz-Kamera für ein Kraftfahrzeug.
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Technischer Hintergrund
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Außen- und Innenspiegel werden zunehmend durch Kamera-Monitor-System ersetzbar.
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Neben Vorteilen bei der Aerodynamik und damit dem reduzierten Verbrauch gibt es auch technische Verbesserungen, die erst durch den Kameraeinsatz möglich sind.
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So lassen sich Bilder mehrerer Kameras zu einer Rundumsicht-Anlage montieren, störende Verzerrungen oder Bildeinflüsse herausrechnen und ein Blenden des Autofahrers vermeiden.
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In Verbindung mit Fahrassistenzsystemen könnte mit dem Kamera-Monitor-System vor Autos gewarnt werden, die sich schnell von hinten nähern.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Kamera-Monitor-System breitzustellen.
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Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen und Ausführungsformen sind den abhängigen Patentansprüchen, der Beschreibung und den Figuren der Zeichnungen zu entnehmen.
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Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung einer Spiegelersatz-Kamera für ein Kraftfahrzeug.
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Die Vorrichtung umfasst eine Sensoreinrichtung, welche einen Touchscreen umfasst und welche dazu ausgebildet ist, eine Berührung von einem Teil eines auf dem Touchscreen angezeigten Bildes als eine Befehlseingabe zu erfassen.
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Die Vorrichtung umfasst ferner eine Steuerungseinrichtung, welche mit der Spiegelersatz-Kamera gekoppelt ist und welche dazu ausgebildet ist, basierend auf der erfassten Befehlseingabe eine Blickrichtung der Spiegelersatz-Kamera zu justieren.
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Die Vorrichtung umfasst ferner eine Ausgabeeinrichtung, welche den Touchscreen umfasst und welche dazu ausgebildet ist, von der Spiegelersatz-Kamera erzeugte Bilddaten auf dem Touchscreen auszugeben.
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Die vorliegende Erfindung ermöglicht vorteilhafterweise ein technisches System und ein Verfahren bereitzustellen, um eine Spiegelersatz-Kamera, auch „Mirror-Replacement Kamera“ genannt oder dessen Sichtfeld intuitiv zu justieren.
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Dabei bedeutet intuitiv zu justieren, dass die Justierung bzw. die Justage des Touchscreens in der Art erfolgt, als ob der Touchscreen ein Spiegel wäre, d.h. ein Verkippen in eine Richtung eine entsprechende Bildänderung des Spiegelersatz-Kamera-Monitor-System bewirkt, als ob ein Spiegel bewegt worden wäre.
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Im Falle einer statischen, nicht beweglichen Kamera kann auch nicht das gesamte aufgenommen Bild der Kamera auf dem Monitor bzw. dem Touchscreen gezeigt werden, und daher kann und ein navigieren durch dargestellte Teilbereiche des aufgenommenen Bildes bzw. Gesamtsichtfeldes erfolgen.
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Die vorliegende Erfindung ermöglicht vorteilhafterweise, die Spiegelkamera bzw. das Sichtfeld durch eine intuitive Touchscreen-Bedienung zu steuern.
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Dabei kann das Display so bedient werden, als ob Spiegel direkt justiert wird.
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Die vorliegende Erfindung ermöglicht vorteilhafterweise, ein Spiegelersatzsystem, auch Mirror-Replacement genannt, bereitzustellen, bei dem die funktionale Sicherheit von Bedeutung ist.
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Die vorgeschlagenen Verfahren und Methoden ermöglichen es, die Sicherheit des Gesamtsystems durch eine schnelle Adaptierung zu verbessern bei gleichzeitiger Erhöhung des Bedienkomforts. Dies führt zu einer Verbesserung der Akzeptanz dieser digitalen Systems.
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Die vorliegende Erfindung ermöglicht vorteilhaft, die Sicherheit der bildgebenden Kamerasysteme zu erhöhen, denen eine immer größer werdende Bedeutung im Automobil bevorsteht. Die vorliegende Erfindung ist übertragbar auf andere bildgebende Systeme im Fahrzeug.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Steuerungseinrichtung dazu ausgebildet ist, die Blickrichtung der Spiegelersatz-Kamera zu justieren, etwa entsprechend zu Bildänderungen, wie sie die ausgeführte Berührung des Touchscreens auf einem Spiegel verursacht.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Steuerungseinrichtung mit der Spiegelersatz-Kamera über eine Videoleitung gekoppelt ist und/oder die Steuerungseinrichtung dazu ausgebildet ist, einen Rückkanal der Videoleitung für an die Spiegelersatz-Kamera zu sendende Steuerdaten zu verwenden.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Sensoreinrichtung dazu ausgebildet ist, die Befehlseingabe basierend auf einer Bewegung des Touchscreens und/oder basierend auf einem Berühren eines Teilbereiches des auf dem Touchscreen angezeigten Bildes zu erfassen.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Sensoreinrichtung dazu ausgebildet ist, bei der Befehlseingabe durch Berühren, einen Abstand der berührten Fläche bzw. des berührten Teilbereiches zur Mitte des Touchscreens zu erfassen.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Steuerungseinrichtung dazu ausgebildet ist, basierend auf dem erfassten Abstand eine Winkeländerungsgeschwindigkeit der Spiegelersatz-Kamera beim Justieren der Spiegelersatz-Kamera zu ändern.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Sensoreinrichtung dazu ausgebildet ist, bei der Befehlseingabe den Touchscreen in folgenden Bereiche zu unterteilen und entsprechende Befehlseingaben zu erfassen:
- - oben;
- - links;
- - Mitte;
- - rechts; und
- - unten.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Ausgabeeinrichtung dazu ausgebildet ist, wenn ein maximaler Schwenkbereich der Kamera erreicht wird, einen entsprechenden Hinweis auszugeben.
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Der maximale Schwenkbereich der Kamera kann dabei durch Parameter der Kamera gegeben sein, das heißt eine Mechanik der Kamera kann einen maximalen Schwenkbereich aufweisen.
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Ebenso kann der maximale Schwenkbereich der Kamera an Kamera-externe Parameter geknüpft sein, so kann ein Hochschwenken der Kamera in Richtung Zenit oder Himmel durch einen maximalen Schwenkbereich begrenzt werden, für den Fall, dass beispielsweise das Sichtfeld schon mit Himmel ausgefüllt ist, ein weiteres nach oben schwenken somit keine weiteren brauchbaren Informationen zu Verkehrsteilnehmern/Verkehrsschildern mehr liefert.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Ausgabeeinrichtung dazu ausgebildet ist, den Hinweis durch ein farbiges Aufleuchten oder durch eine Vibration oder durch ein akustisches Signal auszugeben.
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Die beschriebenen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich beliebig miteinander kombinieren.
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Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der vorliegenden Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsformen beschriebenen Merkmale der vorliegenden Erfindung.
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Die beiliegenden Zeichnungen sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vermitteln.
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Die beiliegenden Zeichnungen veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Konzepten der vorliegenden Erfindung.
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Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Figuren der Zeichnungen. Die dargestellten Elemente der Figuren der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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Es zeigen:
- 1: eine schematische Darstellung einer Funktionsweise eines Außenspiegels zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung;
- 2: eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Spiegelersatz-Kamera zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung;
- 3: eine schematische Darstellung eines dargestellten Sichtfeldes der Spiegelersatz-Kamera im Vergleich zu einem aufgenommenen Sichtfeld der Kamera gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- 4: eine schematische Darstellung einer beispielhaften Einteilung des Bildschirms in verschiedene Touchscreen-Bereiche gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- 5: eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausrichtung der Kamera gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- 6: eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausrichtung der Spiegelersatz-Kamera in eine Standartposition gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- 7: eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausrichtung der Spiegelersatz-Kamera auf eine maximale Position eines Schwenkbereiches gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- 8: eine schematische Darstellung eines Ablaufdiagramms zur Ausrichtung der Spiegelersatz-Kamera gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- 9: eine schematische Darstellung eines Ablaufdiagramms zur Use-Case spezifische Ausrichtung der Kamera gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- 10: eine schematische Darstellung eines Ablaufdiagramms zur Use-Case spezifische Ausrichtung der Kamera gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- 11: eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausrichtung der Spiegelersatz-Kamera auf eine maximale Position eines Schwenkbereiches gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- 12: eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Steuerung einer Spiegelersatz-Kamera für ein Kraftfahrzeug gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
- 13: eine schematische Darstellung eines Flussdiagramms eines Verfahrens zur Steuerung einer Spiegelersatz-Kamera für ein Kraftfahrzeug gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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In den Figuren der Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Elemente, Bauteile, Komponenten oder Verfahrensschritte, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
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Bei dem Kraftfahrzeug bzw. Fahrzeug handelt es sich beispielsweise um ein Kraftfahrzeug oder um ein Hybridfahrzeug, beispielsweise ein Hybridfahrzeug mit Segelfunktion, beispielsweise ein Motorrad, ein Bus oder ein Lastkraftwagen oder ein Fahrrad.
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Die 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Funktionsweise eines Außenspiegels zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung.
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Darstellung des Spiegels hängt vom hängt vom Blickwinkel des Fahrers ab.
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Wenn der Fahrer den Kopf nach rechts bewegt, ergibt sich das rechts dargestellte Spiegelbild, wenn der der Fahrer den Kopf nach links bewegt, ergibt sich für den Fahrer im Spiegel das Abbild wie links dargestellt.
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Die 2 zeigt eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Spiegelersatz-Kamera zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung.
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Wenn der Fahrer den Kopf nach rechts bewegt und auf das Display schaut, ergibt sich das rechts dargestellte Bild in dem Kamera-Monitor-System.
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Wenn der Fahrer den Kopf nach links bewegt und auf das Display schaut, ergibt sich das links dargestellte Bild in dem Kamera-Monitor-System.
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Die Darstellung des Videos des Kamera-Monitor-Systems mit einer elektronischen, digitalen Spiegelersatz-Kamera hängt nicht mehr von der Kopf- oder Blickposition des Betrachters ab und muss daher über andere Steuerungsmöglichkeiten eingestellt werden.
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Die 3 zeigt eine schematische Darstellung eines dargestellten Sichtfeldes der Spiegelersatz-Kamera im Vergleich zu einem aufgenommenen Sichtfeld der Kamera gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Das Sichtfeld der Kamera ist größer als die für den Fahrer aufbereitete Darstellung auf dem Display, d.h. es erfolgte eine Anpassung und somit werden bestimmte, fehlende (Bild-)Informationen nicht mehr dargestellt.
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Die 4 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften Einteilung des Bildschirms in verschiedene Touchscreen-Bereiche gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Es werden die Teilbereiche:
- - oben;
- - links;
- - Mitte;
- - rechts; und
- - unten.
in Form von Rechtecken dargestellt. Die Teilbereiche können dabei beispielsweise zwischen 10% und 70% des Gesamtbildes umfassen. Beispielsweise 4 Teilbereiche mit 10% und ein Teilbereich mit 60%.
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Dabei kann ferner durch Drücken der jeweiligen Bereiche die Kamera - oder auch nur das dargestellte Bild auf dem Display - dementsprechend ausgerichtet werden bzw. die tatsächliche Kamerabewegung oder eine Scroll-Bewegung des dargestellten Abbildes in dieser Richtung fortsetzt werden.
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Dabei kann auch die jeweilige Entfernung der berührten Fläche auf dem Touchscreen zur Bildmitte oder zu einem sonstigen Bezugs- oder Fixpunkt zur Anwendung kommen - d.h. der relative Abstand zur Mitte des Bildschirmes bestimmt die Geschwindigkeit bzw. die Winkeländerung der Kamera bzw. die Scroll-Geschwindigkeit des Bildes, wie durch zwei Berührungspunkte in der 4 dargestellt.
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Dabei kann bei dem äußeren Punkt eine Bewegung der Kamera um 2 Grad pro Sekunde und bei einer Berührung an der Position des weiter innen liegenden Punktes eine Bewegung der Kamera mit lediglich 0,2 Grad pro Sekunde erfolgen.
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Die 5 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausrichtung der Kamera gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Eine Berührung des Touchscreens in Form von einem Klick auf die linke Seite des Displays bewirkt beispielsweise, dass das Bild nach links verschoben wird, d.h. in die Richtung in der auf das Display gedrückt wird. Dies ermöglicht eine intuitive Bedingung des Spiegelersatz-Kamera-Monitor-Systems, als ob ein richtiger Spiegel - d.h. kein elektronisches Spiegelersatzsystem - vorhanden wäre.
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Falls die Kamera beweglich ist, kann eine Bewegung der Kamera erfolgen, falls die Kamera nicht beweglich ist, kann auch nur ein navigieren durch das aufgenommene Sichtfeld der Kamera erfolgen, d.h. der Teilbereich der dargestellt wird auf dem Monitor, wird verändert.
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Die 6 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausrichtung der Spiegelersatz-Kamera in eine Standartposition gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Bei einem Klick auf die Mitte des Displays, etwa für den Fall, dass die Ansicht gezoomt - d.h. vergrößerte Darstellung - war und weit nach links verschoben war, wird durch die Befehlseingabe das Bild bzw. die Spiegelersatz-Kamera auf eine Standardposition ausgerichtet.
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Die 7 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausrichtung der Spiegelersatz-Kamera auf eine maximale Position eines Schwenkbereiches gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Die Ausrichtung der Spiegelersatz-Kamerazeigt beispielhaft eine erweitere Funktion dieses vorgestellten Verfahrens.
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Wenn die maximale Bewegung der Kamera des Bildes erreicht ist, dann kann an die Kontrollinstanz, Touchscreen und Bildschirm, auch direkt ein Fehler bzw. Hinweis gegeben werden.
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Zum Beispiel kann das Bild farbig aufleuchten oder durch Vibration des Displays darauf hingewiesen werden, dass keine weitere Navigation in diese Richtung mehr möglich ist.
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Zusätzlich könnte auf weitere Fehler bei der Ausrichtung hingewiesen werden als auch Use-Case spezifisch Rückmeldung geben. Beispielsweise kann bei der aktuellen Ausrichtung der Use-Case BlindSpot nicht mehr erfüllt werden.
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Oder beim Parken kann die Grundlinie auf dem Boden nicht mehr erkannt werden, wenn die Kamera weiter nach oben bewegt wird. Dies ist auch im folgenden Ablaufdiagramm dargestellt.
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Die 8 zeigt eine schematische Darstellung eines Ablaufdiagramms zur Ausrichtung der Spiegelersatz-Kamera gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Die 9 zeigt eine schematische Darstellung eines Ablaufdiagramms zur Use-Case spezifische Ausrichtung der Kamera gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Die 10 zeigt eine schematische Darstellung eines Ablaufdiagramms zur Use-Case spezifische Ausrichtung der Kamera gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Die 9 und 10 zeigen weitere Funktionen des Verfahrens, wobei die Kamera durch den Bildschirm auch Use-Case spezifisch ausgerichtet werden kann bzw. eine Rückmeldung gegeben wird, wenn ein Use-Case nicht mehr bedient werden kann.
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Dies kann eine sinnvolle Prüfung und eine entsprechende Rückmeldung an das Fahrzeug und/oder den Fahrer ergeben beispielsweise, dass die gewählte oder eingestellte Stellung für gewisse Use-Cases außerhalb des notwendigen Sichtbereiches liegt.
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Dies kann auch vorgenommen werden, wenn eine Zoomfunktion zur Verfügung steht und dann beispielsweise digital soweit gezoomt wird, dass zwar die Kamera noch einen ausreichenden Sichtbereich hat, aber das Display den Use-Case nicht anzeigen kann - z. B. eine Linie beim Parken.
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Diese Art der Rückmeldung wäre bei einer typischen Steuerknopfbedienung nicht möglich.
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Die 11 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausrichtung der Spiegelersatz-Kamera auf eine maximale Position eines Schwenkbereiches gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Die 12 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Steuerung einer Spiegelersatz-Kamera für ein Kraftfahrzeug gemäß einem weiteren Ausführungs-beispiel der vorliegenden Erfindung.
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Die Vorrichtung 1 zur Steuerung einer Spiegelersatz-Kamera für ein Kraftfahrzeug umfasst eine Sensoreinrichtung 10, eine Steuerungseinrichtung 20 und eine Ausgabeeinrichtung 30.
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Die Sensoreinrichtung 10 umfasst beispielweise einen Touchscreen und ist dazu ausgebildet, eine Berührung von einem Teil eines auf dem Touchscreen angezeigten Bildes als eine Befehlseingabe zu erfassen.
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Die Steuerungseinrichtung 20 ist mit der Spiegelersatz-Kamera gekoppelt und dazu ausgebildet, basierend auf der erfassten Befehlseingabe eine Blickrichtung der Spiegelersatz-Kamera zu justieren.
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Die Ausgabeeinrichtung 30 umfasst ebenfalls den Touchscreen und ist dazu ausgebildet, von der Spiegelersatz-Kamera erzeugte Bilddaten auf dem Touchscreen auszugeben.
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Die 13 zeigt eine schematische Darstellung eines Flussdiagramms eines Verfahrens zur Steuerung einer Spiegelersatz-Kamera für ein Kraftfahrzeug gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Das Verfahren zur Steuerung einer Spiegelersatz-Kamera für ein Kraftfahrzeug umfasst die folgenden Verfahrensschritte:
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Als ein erster Verfahrensschritt erfolgt ein Erfassen S1 einer Berührung von einem Teil eines auf dem Touchscreen angezeigten Bildes als eine Befehlseingabe mittels einer Sensoreinrichtung 10.
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Als ein zweiter Verfahrensschritt erfolgt ein Justieren S2 einer Blickrichtung der Spiegelersatz-Kamera basierend auf der erfassten Befehlseingabe mittels einer Steuerungseinrichtung 20.
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Als ein dritter Verfahrensschritt erfolgt ein Ausgeben S3 von Bilddaten auf dem Touchscreen mittels einer Ausgabeeinrichtung 30.
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Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Insbesondere lässt sich die Erfindung in mannigfaltiger Weise verändern oder modifizieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.
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Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass „umfassend“ und „aufweisend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließt.
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Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.
