DE102018006758B4

DE102018006758B4 - Fahrzeugkamerasystem und Verfahren zum Aufnehmen von Bildern vor einem Fahrzeug

Info

Publication number: DE102018006758B4
Application number: DE102018006758.1A
Authority: DE
Inventors: Thomas E. Blake; Anthony L. Rivas
Original assignee: ZF Active Safety and Electronics US LLC
Current assignee: ZF Active Safety and Electronics US LLC
Priority date: 2017-09-13
Filing date: 2018-08-27
Publication date: 2022-05-12
Anticipated expiration: 2038-08-28
Also published as: US20190082096A1; CN109484300B; US10356307B2; DE102018006758A1; CN109484300A

Abstract

Kamerasystem (10) für ein Fahrzeug (20), das umfasst:
- eine erste Linse (50), die mit dem Fahrzeug (20) verbunden ist und ein sich vor dem Fahrzeug (20) erstreckendes erstes Sichtfeld (52) hat, in dem Bilder aufgenommen werden,
- eine zweite Linse (60), die mit dem Fahrzeug (20) verbunden ist und ein sich vor dem Fahrzeug (20) erstreckendes zweites Sichtfeld (62) hat, in dem Bilder aufgenommen werden und das sich vom ersten Sichtfeld (52) unterscheidet,
- einen Sensor (70) zum Messen einer Fahrzeugnickbewegung und
- eine Steuereinrichtung (80), die mit dem Sensor (70) verbunden ist und sich zum Aufnehmen von Bildern ausschließlich auf die erste Linse (50) stützt, wenn die Fahrzeugnickbewegung unterhalb eines vorgegebenen Schwellenwerts liegt, und sich zum Aufnehmen von Bildern ausschließlich auf die zweite Linse (60) stützt, wenn die Fahrzeugnickbewegung oberhalb des vorgegebenen Schwellenwerts liegt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Kamerasysteme und im Besonderen ein Fahrzeugkamerasystem, das in Antwort auf eine Fahrzeugnickbewegung zwischen Linsen umschaltet.
Hintergrund
Kameras in Nutzfahrzeugen liefern dem Fahrer eine Echtzeit-Visualisierung von vor dem und um das Fahrzeug herum befindlichen Objekten. Wenn das Fahrzeug nickt, kann sich jedoch das Sichtfeld der Kameralinsen so verschieben, dass sich unerwünschte tote Winkel bilden. Dies macht eine genaue Abbildung der Fahrzeugumgebung schwierig und beeinträchtigt die Fähigkeit von Fahrzeugsystemen, auf diese zu reagieren. Beispielsweise offenbart die DE 10 2014 100 683 A1 eine Vorrichtung, bei der der Belichtungsbereich einer Kamera abhängig von Parametern, wie der erfassten Fortbewegungsgeschwindigkeit, einem Lenkwinkel oder einem Nickwinkel, verändert wird. Ferner betrifft die DE 10 2014 018 040 A1 ein Sichtsystem für ein Fahrzeug, bei der ein in Anhängigkeit von der Fahrsituation skaliertes Bild in einem Wiedergabebereich angezeigt wird. Das Sichtsystem kann dabei im Heckbereich eine Aufnahmeeinheit mit verschiedenen vertikalen Bildwinkeln aufweisen. Des Weiteren ist aus der US 2006/0204037 A1 ein Fahrzeugumgebungsüberwachungsapparat bekannt, bei dem durch eine Montierwinkelberechnungseinheit die Schwenk- und Nickwinkel zwischen zwei Kameras berechnet und korrigiert werden können.
Zusammenfassung
Gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung umfasst ein Kamerasystem für ein Fahrzeug eine erste Linse, die mit dem Fahrzeug verbunden ist. Die erste Linse hat ein sich vor dem Fahrzeug erstreckendes erstes Sichtfeld, in dem Bilder aufgenommen werden. Eine zweite Linse ist mit dem Fahrzeug verbunden und hat ein zweites Sichtfeld, in dem Bilder aufgenommen werden und das sich vom ersten Sichtfeld unterscheidet. Das zweite Sichtfeld erstreckt sich vor dem Fahrzeug. Es ist ein Sensor zum Messen einer Fahrzeugnickbewegung bereitgestellt. Eine Steuereinrichtung ist mit dem Sensor verbunden und stützt sich zum Aufnehmen von Bildern ausschließlich auf die erste Linse, wenn die Fahrzeugnickbewegung unterhalb eines vorgegebenen Schwellenwerts liegt. Die Steuereinrichtung stützt sich zum Aufnehmen von Bildern ausschließlich auf die zweite Linse, wenn die Fahrzeugnickbewegung oberhalb des vorgegebenen Schwellenwerts liegt.
Bei einem anderen Beispiel umfasst ein Verfahren zum Aufnehmen von Bildern vor einem Fahrzeug das Verbinden einer ersten Linse mit dem Fahrzeug, die ein sich vor dem Fahrzeug erstreckendes erstes Sichtfeld hat, in dem Bilder aufgenommen werden. Eine zweite Linse wird mit dem Fahrzeug verbunden und hat ein sich vor dem Fahrzeug erstreckendes zweites Sichtfeld, in dem Bilder aufgenommen werden und das sich vom ersten Sichtfeld unterscheidet. Eine Fahrzeugnickbewegung wird erfasst. Bilder werden ausschließlich unter Stützung auf die erste Linse aufgenommen, wenn die Fahrzeugnickbewegung unterhalb eines vorgegebenen Schwellenwerts liegt. Bilder werden ausschließlich unter Stützung auf die zweite Linse aufgenommen, wenn die Fahrzeugnickbewegung oberhalb des vorgegebenen Schwellenwerts liegt.
Bei einem anderen Beispiel umfasst ein Verfahren zum Aufnehmen von Bildern vor einem Fahrzeug das Verbinden einer ersten Linse mit dem Fahrzeug, die ein sich vor dem Fahrzeug erstreckendes erstes Sichtfeld hat, in dem Bilder aufgenommen werden. Eine zweite Linse wird mit dem Fahrzeug verbunden und hat ein sich vor dem Fahrzeug erstreckendes zweites Sichtfeld, in dem Bilder aufgenommen werden und das sich vom ersten Sichtfeld unterscheidet. Eine Fahrzeugnickbewegung wird erfasst. Bilder werden sowohl mit der ersten als auch der zweiten Linse aufgenommen, wenn die Fahrzeugnickbewegung unterhalb eines vorgegebenen Schwellenwerts liegt. Bilder werden ausschließlich unter Stützung auf die erste Linse oder die zweite Linse aufgenommen, wenn die Fahrzeugnickbewegung oberhalb des vorgegebenen Schwellenwerts liegt.
Andere Ziele und Vorteile sowie ein besseres Verständnis der Erfindung gehen aus der folgenden genauen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen hervor.
Figurenliste

1 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, das ein Kamerasystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst.
2 ist eine vergrößerte Vorderansicht eines Abschnitts von 1.
3 ist eine Seitenansicht des Fahrzeugs aus 1, die Sichtfelder von Linsen des Kamerasystems darstellt.
4A ist eine Seitenansicht eines ersten Zustands des Kamerasystems, wenn das Fahrzeug um weniger als einen vorgegebenen Betrag nach vorne nickt.
4B ist eine Seitenansicht eines zweiten Zustands des Kamerasystems, wenn das Fahrzeug um weniger als einen vorgegebenen Betrag nach hinten nickt.
5A ist eine Seitenansicht eines ersten Zustands des Kamerasystems, wenn das Fahrzeug um mehr als den vorgegebenen Betrag nach vorne nickt.
5B ist eine Seitenansicht eines zweiten Zustands des Kamerasystems, wenn das Fahrzeug um mehr als den vorgegebenen Betrag nach hinten nickt.

Genaue Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Kamerasysteme und im Besonderen ein Fahrzeugkamerasystem, das in Antwort auf eine Fahrzeugnickbewegung zwischen Linsen umschaltet. 1 zeigt ein Kamerasystem 10 eines Fahrzeugs 20 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei einem Beispiel ist das Fahrzeug 20 ein Nutzfahrzeug, z.B. ein Sattelschlepper, obgleich auch andere Fahrzeugtypen in Betracht kommen. Das Fahrzeug 20 erstreckt sich von einem vorderen Ende 22 zu einem hinteren Ende 24. Das Fahrzeug 20 umfasst ein Fahrerhaus 30 und einen mit dem Fahrerhaus verbundenen Auflieger 38. Das Fahrerhaus 30 umfasst eine Windschutzscheibe 32, durch die der Fahrer blickt, während er das Fahrzeug 20 in Fahrtrichtung T längs einer Oberfläche, z.B. einer befestigten Straße 36, fährt. Das Fahrerhaus 30 umfasst außerdem ein Dach 26 und eine zur Straße 36 benachbarte vordere Stoßstange 28.
Die Sichtlinie des Fahrers durch die Windschutzscheibe 32 in Fahrtrichtung T ist allgemein durch die Linie H angezeigt. Wenn die Straße 36 im Wesentlichen eben ist, entspricht die Sichtlinie H im Allgemeinen dem Horizont, der den Himmel von der Erde trennt. Wenn die Straße 36 ansteigt, erstreckt sich die Sichtlinie H über dem Horizont. Wenn die Straße 36 abfällt, erstreckt sich die Sichtlinie H unter dem Horizont. Somit ist ein Bereich oberhalb der Sichtlinie H mit 54 bezeichnet und umfasst mehr Himmel, wenn die Straße 36 ansteigt. Ein Bereich unterhalb der Sichtlinie H ist mit 56 bezeichnet und umfasst mehr Erde, wenn die Straße 36 abfällt.
Bezug nehmend auf 2 umfasst das Kamerasystem 10 eine Mehrzahl Linsen zum Aufnehmen von Bildern (Stand- und/oder Bewegtbilder) von Objekten vor dem Fahrzeug 20. Das Kamerasystem 10 umfasst eine erste und eine zweite Linse 50, 60, könnte jedoch alternativ auch weitere Linsen umfassen. Die Linsen 50, 60 können Teil einer einzelnen Kamera oder separate Kameras (nicht gezeigt) sein. Die erste und zweite Linse 50, 60 sind in einem Gehäuse 40 bereitgestellt und erstrecken sich durch dieses hindurch. Das Gehäuse 40 umfasst eine Halterung 42, die mit jeder Linse 50, 60 verrastet ist. Die Halterung 42 ist beispielsweise mittels eines Haftmittels benachbart zum Dach 26 des Fahrerhauses 30 innen an der Windschutzscheibe 32 befestigt. Wie gezeigt, befinden sich die Linsen 50, 60 am Fahrerhaus 30 auf gleicher Höhe über der Straße 36, obgleich auch andere Linsenpositionen am Fahrzeug 20 in Betracht kommen.
Wie in 3 gezeigt, sind die Linsen 50, 60 dazu eingerichtet, vor das Fahrzeug 20 gerichtete Sichtfelder aufzuweisen, um in Fahrtrichtung T des Fahrzeugs Bilder von Objekten aufzunehmen. Die erste Linse 50 hat ein konisches Sichtfeld 52 mit einem Abdeckungsbereich, der hauptsächlich in dem Bereich 56 unterhalb der Sichtlinie H liegt, sich jedoch auch in den Bereich 54 oberhalb der Sichtlinie erstreckt. Das Sichtfeld 52 erstreckt sich über einen Winkelbereich α₁. Das Sichtfeld 52 schneidet die Straße 36 erstmals vor dem Fahrzeug 20 an einer Stelle 53, die sich unter einem Längsabstand D₁ zur ersten Linse 50 befindet. Der Winkelbereich α₁ und der Abstand D₁ werden so gewählt, dass sich das Sichtfeld 52 über Objekte erstreckt, z.B. andere Fahrzeuge, Fußgänger oder Bautrommeln, die sich während der Fahrt in die Richtung T normalerweise vor dem Fahrzeug 20 befinden.
Die zweite Linse 60 hat ein konisches Sichtfeld 62 mit einem Abdeckungsbereich, der sich oberhalb und unterhalb der Sichtlinie H erstreckt. Das Sichtfeld 62 erstreckt sich über einen Winkelbereich α₂, der größer ist als der Winkelbereich α₁ des Sichtfelds 52. Wie gezeigt, erstreckt sich das Sichtfeld 62 sowohl oberhalb als auch unterhalb des Sichtfelds 52. Es versteht sich, dass sich die Sichtfelder 52, 62 über den gleichen Winkelbereich erstrecken und voneinander weg geneigt (nicht gezeigt) sein könnten, so dass sich das Sichtfeld 62 unterhalb des Sichtfelds 52, d.h. näher zur vorderen Stoßstange 28 und zur Straße 36, aber nicht oberhalb des Sichtfelds 52 erstreckt. In jedem Fall schneidet das Sichtfeld 62 die Straße 36 erstmals vor dem Fahrzeug 20 an einer Stelle 63, die sich unter einem Längsabstand D₂ zur zweiten Linse 60 befindet. Der Abstand D₂ ist geringer als der Abstand D₁.
Obgleich die Sichtfelder 52, 62 so dargestellt sind, dass sie vor dem Fahrzeug 20 eine definitive Tiefe aufweisen, versteht es sich, dass die dargestellte Tiefe dem Abschnitt des gesamten Sichtfeldes entspricht, der für den Fahrer und das Kamerasystem 10 zweckdienlich ist. Mit anderen Worten, für die Zwecke der Erfindung ist die über die dargestellte Tiefe hinausgehende zusätzliche Tiefe der Sichtfelder 52, 62 für den Betrieb des Kamerasystems 10 nicht relevant. Folglich bezieht sich jede nachfolgende Bezugnahme auf die Sichtfelder 52, 62 auf die dargestellten zweckdienlichen Abschnitte der Sichtfelder und nicht auf die gesamten Sichtfelder.
Wie gezeigt, überlappen sich die Sichtfelder 52, 62 in einem schraffierten Bereich 64 längs der Sichtlinie H und auf deren entgegengesetzten Seiten. Es versteht sich, dass sich die Sichtfelder 52, 62 und der Überlappungsbereich 64 von den in 3 gezeigten unterscheiden können. Jedes Sichtfeld 52, 62 variiert abhängig von mehreren Faktoren, z.B. der Höhe der Linsen 50, 60 über der Straße 36, dem Linsensichtfeld, der Geometrie des vorderen Endes 22 des Fahrzeugs 20 und wie nahe/weit vor dem Fahrzeug die Linsen 50, 60 Bilder aufnehmen, wie durch den Originalhersteller, Lieferanten und/oder Technikanbieter festgelegt.
Bezug nehmend auf 3 wird die Linse 50 als Primär- oder Standardbeobachtungseinrichtung des Kamerasystems 10 verwendet und somit werden in dem dargestellten normalen Fahrzustand Bilder primär innerhalb des Sichtfelds 52 aufgenommen. Das Kamerasystem 10 stützt sich zum Aufnehmen von Bildern anfangs nicht auf die Linse 60 oder verarbeitet von dieser stammende Bilder. Wenn das Fahrzeug 20 in die Richtung T fährt, nimmt die Kamera 50 innerhalb des Sichtfelds 52 laufend Bilder des Bereichs vor dem Fahrzeug auf und schließt daher beide Bereiche 54, 56 ein. Die Bilder (oder diese angebenden Signale) werden an eine am Fahrzeug 20 befindliche Steuereinrichtung 80 gesendet. Die Steuereinrichtung 80 bewertet die Bilder und kommuniziert basierend auf der Bewertung mit anderen Fahrzeugsystemen. Die Steuereinrichtung 80 kann beispielsweise basierend auf den empfangenen Bildern einen Fahrzeugfolgeabstand, eine Kollisionsvermeidung, ein Verlassen der Spur und eine Überrollstabilität überwachen und bewerten und in Antwort auf die Bewertungen ein oder mehrere Fahrzeugsysteme betätigen.
Wenn das Fahrzeug 20 in die Richtung T fährt, bewirken abrupte Änderungen der Fahrzeuggeschwindigkeit aufgrund einer Beschleunigung oder Bremsung, dass das Fahrzeug, d.h. das Fahrerhaus 30, um eine Achse 100 nickt, die sich seitlich durch das Fahrzeug durch dessen Schwerpunkt erstreckt (siehe 4A-4B). Ein Sensor 70, z.B. ein Beschleunigungsmesser, am Fahrzeug 20 erfasst Änderungen der Fahrzeugnickbewegung um die Achse 100. Jede Änderung der Nickbewegung ist relativ zu einem statischen oder normalen Zustand des Fahrzeugs 20, in dem sich das vordere Ende 22 im Allgemeinen parallel zur Straße 36 erstreckt (siehe 3). Üblicherweise hat eine Vorwärtsnickbewegung in die Richtung P₁ ( 4A) einen negativen Wert. Eine Rückwärtsnickbewegung in die Richtung P₂ (4B) hat einen positiven Wert. Der statische nickfreie Zustand hat daher einen Wert von null.
Die Linsen 50, 60 sind am Fahrerhaus 30 befestigt und somit misst eine Messung der Fahrerhausnickbewegung ebenso die Nickbewegung jeder Linse. Der Beschleunigungsmesser 70 kann mit dem Gehäuse 42 verbunden sein, könnte jedoch alternativ auch mit dem Fahrerhaus 30 an einer Stelle verbunden sein, die sich unter Abstand zum Gehäuse befindet. Die Linsen 50, 60 und der Beschleunigungsmesser 70 sind elektrisch mit der Steuereinrichtung 80 verbunden. Die Steuereinrichtung 80 empfängt Signale vom Beschleunigungsmesser 70, um die Nickbewegung des Fahrerhauses 30 zu überwachen. Die Steuereinrichtung 80 verwendet einen Algorithmus, um basierend auf den vom Beschleunigungsmesser 70 empfangenen Signalen zu bestimmen, welche Linse 50, 60 besser dafür geeignet ist, vor dem Fahrzeug 20 Bilder aufzunehmen. Bei einem Beispiel verwendet die Steuereinrichtung 80 einen vorgegebenen Schwellenwert, z.B. eine Nickbewegung von +/- 5° bis 10° aus dem nickfreien Zustand, um zwischen den Linsen 50 oder 60 umzuschalten. Es können auch andere Nickschwellenwerte verwendet werden und relativ zum nickfreien Zustand symmetrisch oder asymmetrisch sein, z.B. ein Vorwärtsnickschwellenwert von 5° und ein Rückwärtsnickschwellenwert von 10°.
4A-4B zeigen Fälle, in denen das Fahrerhaus 30 des Fahrzeugs 20 nickt, die erfasste Nickbewegung den vorgegebenen Schwellenwert jedoch nicht übersteigt. In 4A bewirkt eine Verzögerung des Fahrzeugs 20, dass das Fahrerhaus 30 um weniger als den vorgegebenen Schwellenwert nach vorne P₁ um die Achse 100 nickt. Die Verzögerung kann durch eine Bremsung verursacht werden und zwingt das vordere Ende 22 des Fahrzeugs 20 dazu, sich nach unten zur Straße 36 zu neigen.
Der Beschleunigungsmesser 70 erfasst die Vorwärtsnickbewegung P₁ und sendet Signale, die diese angeben, an die Steuereinrichtung 80. Da die erfasste Nickbewegung P₁ kleiner als der vorgegebene Schwellenwert ist, verwendet die Steuereinrichtung 80 weiterhin die erste Standardlinse 50, um innerhalb des Sichtfelds 52 Bilder vor dem Fahrzeug 20 aufzunehmen. Aufgrund der Vorwärtsnickbewegung P₁ des Fahrerhauses 30 nickt auch die Linse 50 nach vorne, was bewirkt, dass das Sichtfeld 52 im Vergleich zu seiner Ausrichtung in dem in 3 gezeigten normalen Fahrzustand nach unten zur Straße 36 schwenkt.
Dadurch bewegt sich der Schnittpunkt zwischen dem Sichtfeld 52 und der Straße 36 (unter 53' dargestellt) näher zur Vorderseite 22 des Fahrzeugs 20. Mit anderen Worten, der Schnittpunkt 53' befindet sich unter einem Längsabstand D₃ zur Linse 50, der kleiner ist als der Abstand D₁. Da sich der Winkelbereich α₁ des Sichtfeldes 52 nicht ändert, deckt das verschwenkte Sichtfeld im Vergleich zu seiner Ausrichtung im normalen Fahrzustand einen geringeren Teil des Bereichs 54 ab. Somit nimmt die Linse 50 innerhalb des verschwenkten Sichtfeldes 52 vor dem Fahrzeug 20 Bilder auf und sendet die Bilder, wie vorstehend besprochen, zur Bewertung an die Steuereinrichtung 80. Ein oder mehrere Fahrzeugsysteme können in Antwort auf die Bewertungen betrieben werden. In dem in 4A gezeigten Zustand des Fahrzeugs 20 stützt sich das Kamerasystem 10 zum Aufnehmen von Bildern nicht auf die Linse 60 oder verarbeitet von dieser stammende Bilder.
In 4B bewirkt eine Beschleunigung des Fahrzeugs 20, dass das Fahrerhaus 30 um weniger als den vorgegebenen Schwellenwert nach hinten P₂ um die Achse 100 nickt. Dies zwingt das vordere Ende 22 des Fahrzeugs 20 dazu, sich von der Straße 36 weg nach oben zu neigen. Der Beschleunigungsmesser 70 erfasst die Rückwärtsnickbewegung P₂ und sendet Signale, die diese angeben, an die Steuereinrichtung 80. Da die erfasste Fahrzeugnickbewegung P₂ kleiner als der vorgegebene Schwellenwert ist, verwendet die Steuereinrichtung 80 weiterhin die erste Standardlinse 50, um innerhalb des Sichtfelds 52 Bilder vor dem Fahrzeug 20 aufzunehmen. Aufgrund der Rückwärtsnickbewegung P₂ des Fahrerhauses 30 nickt auch die Linse 50 nach hinten, was bewirkt, dass das Sichtfeld 52 im Vergleich zu seiner Ausrichtung im normalen Fahrzustand von der Straße 36 weg nach oben schwenkt. Dadurch schwenkt das Sichtfeld 52 in eine Position, in der es die Straße 36 nicht schneidet. Da sich der Winkelbereich α₁ des Sichtfeldes 52 nicht ändert, deckt das verschwenkte Sichtfeld im Vergleich zu seiner Ausrichtung im normalen Fahrzustand einen größeren Teil des Bereichs 54 ab.
Es versteht sich, dass die nach hinten geschwenkte Position des Sichtfelds 52 abhängig von seiner Ausrichtung im normalen Fahrzustand die Straße 36 schneiden könnte (nicht gezeigt). In einem solchen Fall befände sich der zur Vorderseite 22 des Fahrzeugs 20 nächstgelegene Schnittpunkt zwischen dem Sichtfeld 52 und der Straße 36 unter einem Längsabstand zur Linse 50, der größer ist als der Abstand D₂. In jedem Fall nimmt die Linse 50 innerhalb des verschwenkten Sichtfeldes 52 vor dem Fahrzeug 20 Bilder auf und sendet die Bilder, wie vorstehend besprochen, zur Bewertung an die Steuereinrichtung 80. Ein oder mehrere Fahrzeugsysteme können in Antwort auf die Bewertungen betrieben werden. In dem in 4B gezeigten Zustand des Fahrzeugs 20 stützt sich das Kamerasystem 10 zum Aufnehmen von Bildern nicht auf die Linse 60 oder verarbeitet von dieser stammende Bilder.
5A-5B zeigen Fälle, in denen das Fahrerhaus 30 um einen Betrag nickt, der den vorgegebenen Schwellenwert übersteigt. In 5A bewirkt eine schnelle Verzögerung des Fahrzeugs 20, dass das Fahrerhaus 30 um mehr als den vorgegebenen Schwellenwert nach vorne P₁ nickt. Der Beschleunigungsmesser 70 erfasst die Vorwärtsnickbewegung P₁ und sendet Signale, die diese angeben, an die Steuereinrichtung 80. In Antwort darauf stützt sich die Steuereinrichtung 80 zur Bildaufnahme/-verarbeitung nicht mehr auf die erste Linse 50, sondern stützt sich zur Bildaufnahme/-verarbeitung auf die zweite Linse 60. Mit anderen Worten, die Steuereinrichtung 80 empfängt und verarbeitet ausschließlich Bilder von der zweiten Linse 60.
Aufgrund der Vorwärtsnickbewegung P₁ des Fahrerhauses 30 nickt auch die Linse 60 nach vorne, was bewirkt, dass das Sichtfeld 62 im Vergleich zu seiner Ausrichtung im normalen Fahrzustand nach unten zur Straße 36 schwenkt. Dadurch bewegt sich der erste Schnittpunkt zwischen dem Sichtfeld 62 und der Straße 36 (unter 63' dargestellt) näher zur Vorderseite 22 des Fahrzeugs 20. Mit anderen Worten, der Schnittpunkt 63' befindet sich unter einem Längsabstand D₄ zur zweiten Linse 60, der kleiner ist als der Abstand D₂. Da sich der Winkelbereich α₂ des Sichtfeldes 62 nicht ändert, deckt das verschwenkte Sichtfeld im Vergleich zu seiner Ausrichtung im normalen Fahrzustand einen geringeren Teil des Bereichs 54 ab. Somit nimmt die Linse 60 innerhalb des verschwenkten Sichtfeldes 62 vor dem Fahrzeug 20 Bilder auf und sendet die Bilder, wie vorstehend besprochen, zur Bewertung an die Steuereinrichtung 80. Ein oder mehrere Fahrzeugsysteme können in Antwort auf die Bewertungen betrieben werden.
In 5B bewirkt eine schnelle Beschleunigung des Fahrzeugs 20, dass das Fahrerhaus 30 um mehr als den vorgegebenen Schwellenwert nach hinten P₂ nickt. Der Beschleunigungsmesser 70 erfasst die Rückwärtsnickbewegung P₂ und sendet Signale, die diese angeben, an die Steuereinrichtung 80. In Antwort darauf stützt sich die Steuereinrichtung 80 zur Bildaufnahme/-verarbeitung nicht mehr auf die erste Linse 50, sondern stützt sich zur Bildaufnahme/-verarbeitung auf die zweite Linse 60. Mit anderen Worten, die Steuereinrichtung 80 empfängt und verarbeitet ausschließlich Bilder von der zweiten Linse 60.
Aufgrund der Rückwärtsnickbewegung P₂ des Fahrerhauses 30 nickt auch die zweite Linse 60 nach hinten, was bewirkt, dass das Sichtfeld 62 im Vergleich zu seiner Ausrichtung im normalen Fahrzustand von der Straße 36 weg nach oben schwenkt. Dadurch schwenkt das Sichtfeld 62 in eine Position, in der es die Straße 36 nicht schneidet. Da sich der Winkelbereich α₂ des Sichtfeldes 62 nicht ändert, deckt das verschwenkte Sichtfeld 62 im Vergleich zu seiner Ausrichtung im normalen Fahrzustand einen größeren Teil des Bereichs 54 ab.
Es versteht sich, dass die nach hinten geschwenkte Position des Sichtfelds 62 die Straße 36 schneiden könnte (nicht gezeigt). In einem solchen Fall befände sich der Schnittpunkt zwischen dem Sichtfeld 62 und der Straße 36 unter einem Längsabstand zur Linse 60, der größer ist als der Abstand D₄. In jedem Fall nimmt die Linse 60 innerhalb des verschwenkten Sichtfeldes 62 vor dem Fahrzeug 20 Bilder auf und sendet die Bilder, wie vorstehend besprochen, zur Bewertung an die Steuereinrichtung 80. Ein oder mehrere Fahrzeugsysteme können in Antwort auf die Bewertungen betrieben werden.
Die Steuereinrichtung 80 empfängt laufend Signale vom Beschleunigungsmesser 70, um die Nickbewegung des Fahrerhauses 30 zu überwachen. Folglich schaltet die Steuereinrichtung 80, sobald die Nickbewegung zu einem Betrag innerhalb des vorgegebenen Schwellenwerts zurückkehrt, die zweite Linse 60 ab und schaltet die erste Linse 50 wieder ein. Das Sichtfeld 52 wird dann verwendet, bis/außer wenn das Fahrerhaus 30 wieder bis zu einem Grad in eine von beiden Richtungen nickt, der den vorgegebenen Schwellenwert übersteigt.
Das Kamerasystem 10 der vorliegenden Erfindung ist dahingehend vorteilhaft, dass mehrere Linsen mit unterschiedlichen Sichtfeldern dazu verwendet werden können, in verschiedenen Fahrzuständen vor dem Fahrzeug Bilder genau aufzunehmen. Andere Fahrzeugsysteme, die sich auf die Verarbeitung von Bilddaten vor dem Fahrzeug stützen, können daher zuverlässig auf sich ändernde Zustände auf der Straße reagieren.
Bei einem Beispiel, das die Vorteile des Kamerasystems 10 veranschaulicht, beschleunigt das Fahrzeug bis zu einem Grad, der ausreicht, dass das Fahrzeug über den vorgegebenen Schwellenwert hinaus nach hinten P₂ nickt (siehe 5B). Würde sich das Kamerasystem 10 zur Abbildung vor dem Fahrzeug 20 weiterhin auf die erste Linse 50 stützen, wäre das Sichtfeld 52 von der Straße 36 weg geneigt und könnte zwischen der Unterseite des Sichtfelds und der Straße vor dem Fahrzeug einen abbildungsbezogenen toten Winkel verursachen.
Bei einem anderen Beispiel stützt sich das Kamerasystem 10, wenn das Fahrzeug entweder um weniger als den vorgegebenen Schwellenwert nach vorne P₁ oder um weniger als den vorgegebenen Schwellenwert nach hinten P₂ nickt oder das Fahrzeug nicht nickt, sowohl auf die erste Linse 50 als auch auf die zweite Linse 60. Folglich werden innerhalb beider Sichtfelder 52, 62 Bilder aufgenommen, wenn keine Fahrzeugnickbewegung P₁, P₂ vorhanden oder diese geringfügig ist, d.h. innerhalb des vorgegebenen Schwellenwerts liegt (zur gleichzeitigen Linsennutzung siehe 3).
Wenn die Fahrzeugnickbewegung P₁ oder P₂ jedoch den vorgegebenen Schwellenwert übersteigt, deaktiviert die Steuereinrichtung 80 eine der Linsen 50 oder 60 und stützt sich zum Aufnehmen von Bildern ausschließlich auf die noch aktivierte Linse. Genauer gesagt wird, wenn das Fahrzeug über den vorgegebenen Schwellenwert hinaus nach vorne P₁ nickt, aus den vorstehend besprochenen Gründen die zweite Linse 60 deaktiviert und nur die erste Linse 50 zum Aufnehmen von Bildern verwendet (siehe 4A). Wenn das Fahrzeug über den vorgegebenen Schwellenwert hinaus nach hinten P₂ nickt, wird aus den vorstehend besprochenen Gründen die erste Linse 50 deaktiviert und nur die zweite Linse 60 zum Aufnehmen von Bildern verwendet (siehe 5A). Daher stellt das Kamerasystem 10 bei einer übermäßigen oder extremen Nickbewegung P₁ oder P₂ die gesamte Rechenleistung der Linse 50 oder 60 zur Verfügung, die dazu in der Lage ist, den Bereich vor dem Fahrzeug 20 geeignet/hinlänglich zu beobachten.
Somit ermöglicht die Verwendung des Kamerasystems 10 der vorliegenden Erfindung es der Steuereinrichtung 80, auf die zweite Linse 60 umzuschalten, die ein näher zur Straße 36 gelegenes Sichtfeld 62 hat. Ein Umschalten der Linsen 50, 60 hilft dabei, sicherzustellen, dass die Fahrzeugnickbewegung keine unerwünschten abbildungsbezogenen toten Winkel verursacht. Die Linsen 50, 60 können daher zusammenarbeiten, um gemeinsam eine zuverlässige Abbildung vor dem Fahrzeug 20 aufrechtzuerhalten, wenn das Fahrzeug nach hinten und vorne P₁, P₂ nickt. Dadurch wird es der Steuereinrichtung 80 ermöglicht, die Zustände vor dem Fahrzeug 20 richtig zu bewerten und, sofern erforderlich, in Antwort auf die Bewertungen ein oder mehrere Fahrzeugsysteme zu betätigen. Das Kamerasystem 10 kann beispielsweise das Fahrzeug dabei unterstützen, basierend auf der Abbildung eines Objekts im Sichtfeld 62, das ansonsten nicht durch das Sichtfeld 52 erfasst werden würde, automatisch zu bremsen.
Vorstehend sind Beispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben. Selbstverständlich ist es nicht möglich, zur Beschreibung der vorliegenden Erfindung jede denkbare Kombination von Komponenten oder Methodiken zu beschreiben, ein Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet wird jedoch erkennen, dass zahlreiche weitere Kombinationen und Permutationen der vorliegenden Erfindung möglich sind. Dementsprechend soll die vorliegende Erfindung alle solchen Änderungen, Modifikationen und Variationen umfassen, die in den Geist und Umfang der angefügten Ansprüche fallen.

Claims

Kamerasystem (10) für ein Fahrzeug (20), das umfasst: - eine erste Linse (50), die mit dem Fahrzeug (20) verbunden ist und ein sich vor dem Fahrzeug (20) erstreckendes erstes Sichtfeld (52) hat, in dem Bilder aufgenommen werden, - eine zweite Linse (60), die mit dem Fahrzeug (20) verbunden ist und ein sich vor dem Fahrzeug (20) erstreckendes zweites Sichtfeld (62) hat, in dem Bilder aufgenommen werden und das sich vom ersten Sichtfeld (52) unterscheidet, - einen Sensor (70) zum Messen einer Fahrzeugnickbewegung und - eine Steuereinrichtung (80), die mit dem Sensor (70) verbunden ist und sich zum Aufnehmen von Bildern ausschließlich auf die erste Linse (50) stützt, wenn die Fahrzeugnickbewegung unterhalb eines vorgegebenen Schwellenwerts liegt, und sich zum Aufnehmen von Bildern ausschließlich auf die zweite Linse (60) stützt, wenn die Fahrzeugnickbewegung oberhalb des vorgegebenen Schwellenwerts liegt.
Kamerasystem (10) nach Anspruch 1, wobei sich das erste Sichtfeld (52) über einen ersten Winkelbereich (α₁) erstreckt und sich das zweite Sichtfeld (62) über einen zweiten Winkelbereich (α₂) erstreckt, der sich vom ersten Winkelbereich (α₁) unterscheidet.
Kamerasystem (10) nach Anspruch 2, wobei der zweite Winkelbereich (α₂) größer ist als der erste Winkelbereich (α₁).
Kamerasystem (10) nach Anspruch 1, wobei sich das erste Sichtfeld (52) über einen ersten Winkelbereich (α₁) erstreckt und sich das zweite Sichtfeld (62) über einen zweiten Winkelbereich (α₂) erstreckt, der gleich dem ersten Winkelbereich (α₁) ist, wobei das erste und zweite Sichtfeld (52, 62) relativ zueinander geneigt sind.
Kamerasystem (10) nach Anspruch 1, wobei das erste Sichtfeld (52) das zweite Sichtfeld (62) überlappt.
Kamerasystem (10) nach Anspruch 1, wobei der vorgegebene Schwellenwert einer Nickbewegung von ungefähr 5° bis ungefähr 10° in einer Vorwärtsrichtung und einer Rückwärtsrichtung entspricht.
Kamerasystem (10) nach Anspruch 1, wobei die erste Linse (50) und die zweite Linse (60) hinter einer Windschutzscheibe (32) des Fahrzeugs (20) angeordnet sind.
Kamerasystem (10) nach Anspruch 1, wobei das erste Sichtfeld (52) den Boden an einer Stelle schneidet, die sich weiter vor dem Fahrzeug (20) befindet als eine Stelle, an der das zweite Sichtfeld (62) den Boden schneidet.
Kamerasystem (10) nach Anspruch 1, wobei die Steuereinrichtung (80) die aufgenommenen Bilder bewertet und in Antwort auf die Bewertungen ein oder mehrere Fahrzeugsysteme betätigt.
Verfahren zum Aufnehmen von Bildern vor einem Fahrzeug (20), das umfasst: - Verbinden einer ersten Linse (50) mit dem Fahrzeug (20), die ein sich vor dem Fahrzeug (20) erstreckendes erstes Sichtfeld (52) hat, in dem Bilder aufgenommen werden, - Verbinden einer zweiten Linse (60) mit dem Fahrzeug (20), die ein sich vor dem Fahrzeug (20) erstreckendes zweites Sichtfeld (62) hat, in dem Bilder aufgenommen werden und das sich vom ersten Sichtfeld (52) unterscheidet, - Erfassen einer Fahrzeugnickbewegung und - Aufnehmen von Bildern ausschließlich unter Stützung auf die erste Linse (50), wenn die Fahrzeugnickbewegung unterhalb eines vorgegebenen Schwellenwerts liegt, und Aufnehmen von Bildern ausschließlich unter Stützung auf die zweite Linse (60), wenn die Fahrzeugnickbewegung oberhalb des vorgegebenen Schwellenwerts liegt.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei sich das erste Sichtfeld (52) über einen ersten Winkelbereich (α₁) erstreckt und sich das zweite Sichtfeld (62) über einen zweiten Winkelbereich (α₂) erstreckt, der sich vom ersten Winkelbereich (α₁) unterscheidet.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei der zweite Winkelbereich (α₂) größer ist als der erste Winkelbereich (α₁).
Verfahren nach Anspruch 10, wobei sich das erste Sichtfeld (52) über einen ersten Winkelbereich (α₁) erstreckt und sich das zweite Sichtfeld (62) über einen zweiten Winkelbereich (α₂) erstreckt, der gleich dem ersten Winkelbereich (α₁) ist, wobei das erste und zweite Sichtfeld (52, 62) relativ zueinander geneigt sind.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das erste Sichtfeld (52) das zweite Sichtfeld (62) überlappt.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der vorgegebene Schwellenwert einer Nickbewegung von ungefähr 5° bis ungefähr 10° in einer Vorwärtsrichtung und einer Rückwärtsrichtung entspricht.
Verfahren nach Anspruch 10, das ferner ein Anordnen der ersten Linse (50) und der zweiten Linse (60) hinter einer Windschutzscheibe (32) des Fahrzeugs (20) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei sich das erste Sichtfeld (52) weiter vor das Fahrzeug (20) erstreckt als das zweite Sichtfeld (62).
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das erste Sichtfeld (52) den Boden an einer Stelle schneidet, die sich weiter vor dem Fahrzeug (20) befindet als eine Stelle, an der das zweite Sichtfeld (62) den Boden schneidet.
Verfahren nach Anspruch 10, das ferner ein Bewerten der aufgenommenen Bilder und ein Betätigen eines oder mehrerer Fahrzeugsysteme in Antwort auf die Bewertungen umfasst.
Verfahren zum Aufnehmen von Bildern vor einem Fahrzeug (20), das umfasst: - Verbinden einer ersten Linse (50) mit dem Fahrzeug (20), die ein sich vor dem Fahrzeug (20) erstreckendes erstes Sichtfeld (52) hat, in dem Bilder aufgenommen werden, - Verbinden einer zweiten Linse (60) mit dem Fahrzeug (20), die ein sich vor dem Fahrzeug (20) erstreckendes zweites Sichtfeld (62) hat, in dem Bilder aufgenommen werden und das sich vom ersten Sichtfeld (52) unterscheidet, - Erfassen einer Fahrzeugnickbewegung und - Aufnehmen von Bildern sowohl mit der ersten als auch der zweiten Linse (50, 60), wenn die Fahrzeugnickbewegung unterhalb eines vorgegebenen Schwellenwerts liegt, und Aufnehmen von Bildern ausschließlich unter Stützung auf die erste Linse (50) oder die zweite Linse (60), wenn die Fahrzeugnickbewegung oberhalb des vorgegebenen Schwellenwerts liegt.