DE102017212519B3 - Virtuelle Spiegelanordnung mit Einstellfunktion über Display-Bewegung und Verfahren zum Einstellen eines virtuellen Spiegels - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine virtuelle Spiegelanordnung, insbesondere für ein Fahrzeug, aufweisend mindestens einen in einem Fahrzeuginnenraum angeordneten Bildschirm zum Darstellen eines Erfassungsbereichs mindestens einer Kamera, wobei ein mit der Kamera verbundener Aktuator durch eine Bewegung des Displays ansteuerbar ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Einstellen eines virtuellen Spiegels.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine virtuelle Spiegelanordnung, insbesondere für ein Fahrzeug, aufweisend mindestens einen in einem Fahrzeuginnenraum angeordneten Bildschirm zum Darstellen eines Erfassungsbereichs mindestens einer Kamera, wobei ein mit der Kamera verbundener Aktuator durch eine Bewegung des Displays ansteuerbar ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Einstellen eines virtuellen Spiegels.
- Zur Optimierung eines aerodynamischen Verhaltens von Fahrzeugen können bevorzugt virtuelle Spiegel verwendet werden. Hierfür sind an einer äußeren Kontur des Fahrzeugs in die Karosserie Kameras eingebracht. Die jeweiligen Erfassungsbereiche der Kameras werden an einen oder mehrere im Fahrzeuginnenraum angeordnete Bildschirme übertragen, sodass anstelle konventioneller Spiegel Bildschirme beispielsweise eine Sicht hinter das Fahrzeug ermöglichen.
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DE 10 2012 004 640 A1 offenbart ein Kraftfahrzeug mit einem elektronischen Rückspiegel. Ein Touchscreen dient zur Darstellung des Rückspiegels und zur Verschwenkung einer Außenkamera. -
DE 10 2012 004 639 A1 offenbart ein Kraftfahrzeug mit einem elektronischen Rückspiegel. Ein Touchpad dient dabei zur Verkippung einer Außenkamera. -
DE 10 2015 209 187 B3 offenbart eine Überwachungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug. Aus einem Fahrzeuginnenraum ansteuerbare Aktoren dienen zum Verstellen einer Kameravorrichtung. - Die
JP 2009-100 180 A - Aus der
DE 10 2014 206 928 A1 geht eine Vorrichtung zum Beobachten einer rückwärtigen Umgebung eines Kraftfahrzeugs mit einer Anzeigeeinrichtung mit einer Spiegelfläche und einem Display hervor. An der Spiegelfläche wird ein Ausschnitt aus der rückwärtigen Umgebung des Fahrzeugs reflektiert. Das Display ist zur Wiedergabe eines Bildausschnitts der rückwärtigen Umgebung des Fahrzeugs ausgebildet. Ein Sensor am Gehäuse der Anzeigevorrichtung erfasst Kräfte und/oder Drehmomente, die durch den Fahrer auf das Gehäuse ausgeübt werden und eine Steuerungseinrichtung steuert in Abhängigkeit von den erfassten Kräften bzw. Drehmomenten den auf dem Display angezeigten Ausschnitt aus der Umgebung des Fahrzeugs. - Aus der US 2017 / 0 021 770 A1 ist eine Bildverarbeitungsvorrichtung bekannt, die Ausschnittvergrößerungen eines von einer Kamera erfassten Bildes berechnet und auf einem Display darstellt. Der Ausschnitt wird über einen Winkel des Displays eingestellt, der Vergrößerungsfaktor über eine auf das Display ausgeübte Druck- oder Zugkraft.
- Mit den bereits offenbarten Vorrichtungen kann ein Benutzer jedoch einen gewohnten, analogen Handlungsablauf beim Einstellen des Sichtbereiches eines virtuellen Spiegels bzw. einer Kamera, nicht wie gewohnt ausführen. Die Verwendung von Joysticks oder Kippschaltern zum Einstellen eines für den Insassen des Fahrzeugs angenehmen Sichtbereichs ist oft umständlich und teilweise schwer umsetzbar. Somit können die Vorteile der Digitalisierung nicht vollumfänglich genutzt werden.
- Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine intuitiv einstellbare virtuelle Spiegelanordnung vorzuschlagen.
- Zur Lösung der Aufgabe schlägt die vorliegende Erfindung eine virtuelle Spiegelanordnung für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vor, die mindestens einen in einem Fahrzeuginnenraum angeordneten Bildschirm zum Darstellen eines Erfassungsbereichs mindestens einer Kamera, mindestens einen Aktuator zum Ausrichten der mindestens einen Kamera und eine Steuereinheit zum Steuern des mindestens einen Aktuators aufweist. Der mindestens eine Bildschirm ist beweglich ausgeführt und durch mindestens eine Bewegung des Bildschirms ist der mindestens eine Aktuator ansteuerbar.
- Die Ausrichtung der Kamera erfolgt somit über eine mechanische Bewegung des Displays. Dabei bewegt der Fahrzeuginsasse bzw. ein Anwender das der Ausrichtung der Kamera entsprechende Display bzw. den Bildschirm, als wäre der Bildschirm selbst ein Spiegel. Das virtuelle Spiegelbild bzw. die Anzeige des Bildschirms verhält sich dabei analog zur Bewegung des Bildschirms, so als würde man einen analogen Spiegel bewegen.
- Die mindestens eine Kamera ist beispielsweise an einer Außenseite des Fahrzeugs angeordnet. Die mindestens eine Kamera kann auch in einen Innenbereich gerichtet sein. Die mindestens eine Kamera ist mit Servomotoren zur Einstellung der Kamera ausgestattet. Hierdurch kann die Kameraausrichtung und damit auch das Sichtfeld der Kamera im Bildschirm variiert werden.
- Der Nutzer kann seinen Gewohnheiten entsprechend den „Spiegel einstellen“, wobei er noch auf zusätzliche Funktionen, wie beispielsweise etwa eine Zoom-Funktion durch Ziehen und Schieben des Displays, zurückgreifen kann. Der intuitive Handlungsablauf analog zu einem Einstellvorgang eines konventionellen Spiegels kann so digital umgesetzt werden und die Bedienung bzw. die Einstellung einer virtuellen Spiegelanordnung für den Benutzer vereinfachen.
- Nach einer Ausführungsform ist die mindestens eine Bewegung des mindestens einen Bildschirms durch mindestens einen Sensor ermittelbar. Die Displays für die digitalen Außenspiegel können mit verschiedenen Sensoren zur Erkennung der Lage der jeweiligen Displays, wie beispielsweise durch optische Sensoren, Beschleunigungsmesser, Gyroskope, Dehnungsmessstreifen, Drehmomentsensoren, Potentiometer, Drucksensoren, Kontaktschalter, Kapazitätsmessung und dergleichen ausgerüstet sein. Hierdurch kann eine Ausrichtung oder Bewegung des Bildschirms präzise nachverfolgt und an die Steuereinheit übertragen werden.
- Nach einer weiteren Ausführungsform ist der mindestens eine Sensor mit der Steuereinheit verbunden. Der mindestens eine Sensor kann dabei kontinuierlich von der Steuereinheit ausgewertet werden. Insbesondere kann hierdurch eine Bewegung oder Auslenkung des Bildschirms interpretiert werden.
- Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist durch die Steuereinheit die durch den mindestens einen Sensor ermittelte Bewegung des Bildschirms in eine Ausrichtung der mindestens einen Kamera umsetzbar. Eine Steuereinheit übernimmt hierfür die Auswertung der Displaylagen und die Einstellung der Kameras, wie die Position und die Brennweite. Hierdurch kann die Steuereinheit basierend auf einem optischen Strahlengang konventioneller Spiegel die Aktuatoren abhängig von einer mechanischen Bewegung oder Auslenkung des Bildschirms ansteuern und eine bekannte und intuitive Einstellung eines virtuellen Spiegels ermöglichen.
- Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kehrt der mindestens eine Bildschirm nach einer Bewegung und/oder Auslenkung in eine Grundposition zurück. Die Bewegung des Displays wird direkt in eine Positions- und Brennweitenänderung der Kameras umgesetzt. Dabei muss die Position des Displays nicht zwangsläufig in der gewählten Position verbleiben. Vielmehr kann das Display als ein „Kippschalter“ funktionieren, so dass das Display nach der mechanischen Auslenkung wieder in seine Ursprungsposition zurückkehrt.
- Nach einer weiteren Ausführungsform behält der mindestens eine Bildschirm nach einer Bewegung und/oder Auslenkung seine Position bei. Zur Vereinfachung der Bedienung und zur Unterstützung der Kameraeinstellung kann das Display bzw. der Bildschirm in seiner eingestellten Position verbleiben. Hierdurch bleibt eine zuletzt eingestellte Position sichtbar für den Anwender bzw. Fahrer und kann leichter nachvollzogen werden.
- Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Einstellen mindestens eines virtuellen Spiegels einer virtuellen Spiegelanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 6, wobei mindestens eine Kamera entsprechend einer Bewegung und/oder Auslenkung mindestens eines Bildschirms ausgerichtet wird.
- Hierbei kann der Bildschirm zum Darstellen einer Abbildung einer Kamera als virtueller Spiegel zum Steuern und Einstellen der Kamera verwendet werden. Insbesondere kann sich eine mechanische Einwirkung auf den Bildschirm durch einen Anwender in einer direkten Bewegung bzw. Ausrichtung der Kamera und damit in der Bilddarstellung auf dem Bildschirm auswirken. Die Bedienung kann analog zu einer Einstellung eines konventionellen Rückspiegels erfolgen und ist somit besonders intuitiv ausführbar. Hierdurch kann dem Anwender eine einfach Bedienung bzw. Einstellung des virtuellen Spiegels ermöglicht werden.
- Erfindungsgemäß wird die mindestens eine Kamera durch mindestens eine horizontale Kippbewegung des mindestens einen Bildschirms horizontal geschwenkt. Wird beispielsweise das Display am rechten oder linken Bildschirmrand angefasst und vom Anwender weg gedrückt, bewegt sich die Kamera entsprechend dem Display und der Bildausschnitt wandert nach rechts oder links. Wird der Bildschirmrand an den Anwender herangezogen, wird der Erfassungsbereich der Kamera durch mindestens einen Aktuator in eine umgekehrte Richtung bewegt, sodass der im Bildschirm dargestellte Ausschnitt zurückbewegt wird.
- Erfindungsgemäß wird die mindestens eine Kamera durch mindestens eine vertikale Kippbewegung des mindestens einen Bildschirms vertikal geschwenkt. Analog zu einer vertikalen Ausrichtung der Kamera kann auch eine horizontale Auslenkung des virtuellen Spiegels durchgeführt werden. Wird der Bildschirm an einem oberen Rand oder einem unteren Rand gedrückt oder gezogen, verändert sich der Bildausschnitt bzw. der Erfassungsbereich horizontal durch eine vertikale Schwenkbewegung der Kamera.
- Erfindungsgemäß wird eine Brennweite der mindestens einen Kamera durch ein Schieben des mindestens einen Bildschirms verringert. Das Display kann dabei, anders als bei konventionellen Außenspiegeln, auch nach vorne geschoben werden. Wird das Display vorgeschoben, verändert sich der Bildausschnitt ähnlich einem sogenannten Zoomobjektiv. Hierdurch kann durch einen Aktuator eine Brennweite eines Objektivs der mindestens einen Kamera verringert werden, sodass ein größerer Erfassungsbereich durch die Kamera abgedeckt werden kann.
- Erfindungsgemäß wird eine Brennweite der mindestens einen Kamera durch ein Ziehen des mindestens einen Bildschirms vergrößert. Wird das Display herangezogen, wird die Brennweite der Kamera durch einen Aktuator vergrößert und es verändert sich der im Bildschirm gezeigte Bildausschnitt. Durch eine Vergrößerung der Brennweite kann ein Ausschnitt des Erfassungsbereichs der Kamera ähnlich einem Teleobjektiv vergrößert werden.
- Wird das Display seitlich bzw. nach oben oder unten verschoben, kann sich der Bildausschnitt ebenfalls mit einer parallelen Bewegung der Kamera verschieben.
- Erfindungsgemäß wird die mindestens eine Kamera durch ein Drehen des mindestens einen Bildschirms um eine optische Achse gedreht. Diese Bewegung kann einerseits mit einer Zoom-Funktion der Kamera belegt werden, andererseits kann der Bildausschnitt durch eine Drehung der Kamera entsprechend angepasst werden.
- Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen weiter beschrieben. Es zeigt:
-
1 in einer schematischen Darstellung eine virtuelle Spiegelanordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; -
2 in einer schematischen Darstellung verschiedene Bewegungsmöglichkeiten des Bildschirms zum Verdeutlichen des erfindungsgemäßen Verfahrens; a) Grundausrichtung; b) horizontale Kippbewegung; c) vertikale Kippbewegung; d) Schieben; e) Ziehen; f) Drehbewegung. - In den Figuren weisen dieselben konstruktiven Elemente jeweils dieselben Bezugsziffern auf.
-
1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine virtuelle Spiegelanordnung1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Die Anordnung1 weist einen Bildschirm bzw. Display2 auf. Das Display2 ist beweglich gelagert. Mit dem Display2 sind gemäß dem Ausführungsbeispiel zwei Sensoren4 ,5 mechanisch gekoppelt. - Die Sensoren
4 ,5 können ermitteln, wie das Display2 von einem Anwender bewegt wird. Die Sensoren4 ,5 sind hier mechanische Sensoren zum Ermitteln einer vertikalen und horizontalen Kippbewegung des Displays2 . Der Einfachheit halber werden weitere Sensoren nicht dargestellt. Die dargestellten Sensoren4 ,5 sind mit einer Steuereinheit6 verbunden. - Die Steuereinheit
6 kann die von den Sensoren4 ,5 ermittelten Sensormessdaten empfangen und auswerten. Die Bewegung des Displays2 dient als direkte Steuereingabe für mindestens eine Einstellung einer Kamera 8. Anhand der ausgewerteten Sensormessdaten der beiden Sensoren4 ,5 können an der Kamera8 angeordnete und durch die Steuereinheit6 gesteuerte Aktuatoren10 ,11 auf die Kamera8 einwirken. - Entsprechend der bereits erwähnten Vereinfachung sind zwei Aktuatoren
10 , 11 zum horizontalen und vertikalen Schwenken der Kamera8 gezeigt. Durch ein horizontales oder vertikales Schwenken der Kamera8 durch die beiden Aktuatoren10 ,11 kann ein Erfassungsbereich der Kamera8 verschoben werden. Der Erfassungsbereich der Kamera8 wird direkt auf dem Display2 dargestellt. Somit kann der im Display2 dargestellte Erfassungsbereich intuitiv analog zu einem konventionellen Spiegel verstellt werden. Abhängig von einer Stärke einer Kippbewegung des Displays2 kann das Steuergerät6 die Aktuatoren10 ,11 mit einer unterschiedlichen Spannung beaufschlagen und ein mechanisches Schwenken der Kamera8 schneller oder langsamer durchführen. -
2 zeigt in einer schematischen Darstellung verschiedene Bewegungsmöglichkeiten des Bildschirms2 bzw. Displays2 zum Verdeutlichen des erfindungsgemäßen Verfahrens12 . Insbesondere ist das Display2 in seiner ursprünglichen Position gestrichelt dargestellt zum Verdeutlichen mindestens einer Bewegung. Es ist ein Gegenstand14 im gepunktet dargestellten Erfassungsbereich16 der Kamera8 angeordnet, um einen Einfluss der jeweiligen Einstellungen des Displays2 und der Kamera8 aufzuzeigen. Die Pfeile in den jeweiligen Abbildungen veranschaulichen jeweilige Auslenkungen der Kamera8 und die daraus resultierenden Änderungen des Erfassungsbereichs16 . -
2a zeigt das Display2 in einer Grundeinstellung. Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist in der Grundeinstellung der Gegenstand14 im Erfassungsbereich16 der Kamera8 und auf dem Display2 mittig angeordnet. -
2b zeigt eine horizontale Kippbewegung des Displays2 . Es wurde das Display2 an einem rechten Rand des Displays2 von einem Anwender weggedrückt. Hierdurch kann die Kamera8 derart durch die Ansteuerung der Aktuatoren10 ,11 durch die Steuereinheit6 geschwenkt werden, dass der Erfassungsbereich16 nach rechts verschoben wird, wie durch Pfeil angedeutet. -
2c verdeutlicht eine vertikale Kippbewegung des Displays2 durch Drücken eines oberen Rands des Displays2 . Die Aktuatoren10 ,11 werden in diesem Fall derart durch die Steuereinheit6 angetrieben, dass die Kamera 8 nach oben geschwenkt und der Erfassungsbereich16 der Kamera8 , wie durch Pfeil angedeutet, ebenfalls nach oben verschoben wird. -
2d veranschaulicht ein Schieben des Displays2 vom Anwender weg. Hierdurch kann ein Aktuator in einem Objektiv der Kamera8 von der Steuereinheit6 angesteuert werden und eine Brennweite der Kamera8 verkleinern. Hierdurch wird ein sogenanntes „Herauszoomen“ des Erfassungsbereichs16 ermöglicht, durch welches ein Erfassungsbereich16 , wie durch Doppelpfeil angedeutet, vergrößert wird. -
2e zeigt ein Ziehen des Displays2 zum Anwender hin. Hierdurch wird ein gegenteiliger Effekt zum in2d gezeigten Ablauf ermöglicht. Durch ein Ziehen des Displays2 wird der Aktuator zum Variieren einer Brennweite der Kamera8 durch die Steuereinheit derart angetrieben, dass die Brennweite vergrößert wird. Durch ein Vergrößern der Brennweite kann ein sogenanntes „Hineinzoomen“ realisiert werden, wodurch der Erfassungsbereich16 der Kamera8 verkleinert wird und der Gegenstand14 , wie durch Doppelpfeil angedeutet, vergrößert wird. -
2e zeigt eine Drehbewegung des Displays2 , wodurch die Kamera8 durch einen Aktuator um eine optische Achse der Kamera8 gedreht wird. Dadurch wird der Erfassungsbereich16 , wie durch bogenförmigen Pfeil angedeutet, und das dargestellte Bild auf dem Display2 ebenfalls gedreht angezeigt. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- virtuelle Spiegelanordnung
- 2
- Bildschirm / Display
- 4
- erster Sensor
- 5
- zweiter Sensor
- 6
- Steuereinheit
- 8
- Kamera
- 10
- erster Aktuator
- 11
- zweiter Aktuator
- 12
- Verfahren
- 14
- Gegenstand
- 16
- Erfassungsbereich
Claims (6)
- Virtuelle Spiegelanordnung (1) für ein Fahrzeug, aufweisend mindestens einen in einem Fahrzeuginnenraum angeordneten Bildschirm (2) zum Darstellen eines Erfassungsbereichs (16) mindestens einer Kamera (8), aufweisend mindestens einen Aktuator (10, 11) zum Ausrichten der mindestens einen Kamera (8) und eine Steuereinheit (6) zum Steuern des mindestens einen Aktuators (10, 11), wobei der mindestens eine Bildschirm (2) beweglich ist und durch mindestens eine Bewegung des Bildschirms (2) der mindestens eine Aktuator (10, 11) ansteuerbar ist dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Bildschirm (2) dafür eingerichtet ist, horizontal gekippt, vertikal gekippt, gedreht und zu einem Anwender hin gezogen und von dem Anwender weg geschoben zu werden, und der mindestens eine Aktuator (10,11) dafür eingerichtet ist, bei einer horizontalen Kippbewegung des mindestens einen Bildschirms (2) die mindestens eine Kamera (8) horizontal zu schwenken; bei einer vertikalen Kippbewegung des mindestens einen Bildschirms (2) die mindestens eine Kamera (8) vertikal zu schwenken; bei einer Drehbewegung des mindestens einen Bildschirms (2) die mindestens eine Kamera (8) um eine optische Achse zu drehen; bei einem Schieben des mindestens einen Bildschirms (2) eine Brennweite der mindestens einen Kamera (8) zu verringern und bei einem Ziehen des mindestens einen Bildschirms (2) eine Brennweite der mindestens einen Kamera (8) zu vergrößern.
- Virtuelle Spiegelanordnung nach
Anspruch 1 , wobei die mindestens eine Bewegung des mindestens einen Bildschirms (2) durch mindestens einen Sensor (4, 5) ermittelbar ist. - Virtuelle Spiegelanordnung nach
Anspruch 2 , wobei der mindestens eine Sensor (4, 5) mit der Steuereinheit (6) zum Datenaustausch verbunden ist. - Virtuelle Spiegelanordnung nach einem der
Ansprüche 1 bis3 , wobei der mindestens eine Bildschirm (2) dazu ausgelegt ist, nach einer Bewegung und/oder Auslenkung in eine Grundposition zurückzukehren. - Virtuelle Spiegelanordnung nach einem der
Ansprüche 1 bis3 , wobei der mindestens eine Bildschirm (2) dazu ausgelegt ist, nach einer Bewegung und/oder Auslenkung seine Position beizubehalten. - Verfahren (12) zum Einstellen mindestens eines virtuellen Spiegels einer virtuellen Spiegelanordnung (1) nach einem der
Ansprüche 1 bis5 , wobei die mindestens eine Kamera (8) entsprechend einer Bewegung und/oder Auslenkung des mindestens einen Bildschirms (2) ausgerichtet wird, wobei die mindestens eine Kamera (8) durch mindestens eine horizontale Kippbewegung des mindestens einen Bildschirms (2) horizontal und durch mindestens eine vertikale Kippbewegung des mindestens einen Bildschirms (2) vertikal geschwenkt wird, eine Brennweite der mindestens einen Kamera (8) durch ein Schieben des mindestens einen Bildschirms (2) verringert und durch ein Ziehen des mindestens einen Bildschirms (2) vergrößert wird, und durch ein Drehen des mindestens einen Bildschirms (2) die mindestens eine Kamera (8) um eine optische Achse gedreht wird.
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