DE102018109136A1

DE102018109136A1 - Abgeschirmte Kameraüberwachung von Rädern unter Verwendung von Reflektoren von der Fahrzeugunterseite aus

Info

Publication number: DE102018109136A1
Application number: DE102018109136.2A
Authority: DE
Inventors: Mahmoud Yousef Ghannam; Brian Bennie; Swadad A. Carremm
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2017-04-19
Filing date: 2018-04-17
Publication date: 2018-10-25
Also published as: US20180309918A1; GB2563722A; GB201806308D0; US10491793B2; CN108737778A; RU2018113291A

Abstract

Ein Bildgebungssystem ist an einem Rahmen an einer Unterseite eines Fahrzeugs befestigt, um eine Umfassung mit einem offenen Boden zu bilden. Eine ortsfeste Kamera ist in der Umfassung montiert, die ein erstes Blickfeld aufweist, das durch den offenen Boden gerichtet ist. Ein Reflektor wird durch einen Trägermechanismus mit einem Linearabschnitt und einem Drehabschnitt getragen. Der Linearabschnitt ist ausfahrbar zwischen einer eingefahrenen Stellung, in welcher der Reflektor in der Umfassung verstaut ist, und einer ausgefahrenen Stellung, in welcher der Reflektor durch den offenen Boden ausgebracht ist. Der Drehabschnitt dreht den Reflektor in eine Ausrichtung zu der Kamera, um ein reflektiertes Blickfeld entlang der Unterseite des Fahrzeugs bereitzustellen. Eine Steuerung ist an den Trägermechanismus gekoppelt, um den Reflektor selektiv für begrenzte Zeiträume zur Aufnahme von Bildern bei vorbestimmten Zuständen durch den offenen Boden auszubringen und den Reflektor ansonsten in die Umfassung einzufahren, um ihn von einer äußeren Umgebung abzuschirmen.

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Überwachungs-/Bildsysteme für Kraftfahrzeuge und insbesondere ein Kamerasystem mit einem ortsfesten Bildsensor und einem beweglichen reflektierenden Element zum Bereitstellen verschiedener Blickfelder unter einem Fahrzeug bei Bereitstellung einer Abschirmung von der Umwelt.
Die Verwendung von Überwachungs- und anderen Fernerfassungssystemen an Fahrzeugen zusammen mit Objekterfassungs-, Bildverarbeitungs- und Fahrerassistenzfunktionen in modernen Fahrzeugkonzepten (z. B. bei zur Überwachung von toten Winkeln, der Spurerkennung, adaptiven Geschwindigkeitsregelung, Kollisionswarnung und weitere) hat rapide zugenommen. In einem anderen Beispiel sind Parkassistenzsysteme und Backupsysteme zum Bereitstellen von Bildern und/oder Warnsignalen für einen Fahrer bekannt, um den Lenk-/Ausrichtungsprozess zu unterstützen und Kollisionen mit Hindernissen zu vermeiden.
Bildsensoren und andere Fernsensoren sind gewöhnlich an einer Seitenfläche (z. B. Kühlergrill oder Heckklappe) oder Dachstrukturen montiert, wo die Einwirkung der Straßenumgebung, wie Schmutz, Schlamm und Salz kontrollierbar ist. Normalerweise wird eine Kamera/ein Bildsensor aufgrund der Schwierigkeit, eine Linse von Ablagerungen freizuhalten, nicht an einer Unterseite des Fahrzeugs montiert. Ohne eine Ansicht von der Unterseite aus sind diese Fahrerassistenzsysteme zum Vermeiden des Kontakts der Räder oder unteren Verkleidungen mit benachbarten Objekten weniger nützlich (insbesondere, wenn ein Fahrer aus einer stehenden Stellung heraus anfährt). Für eine bessere Assistenz während des Parkens oder anderen Manövern bei niedriger Geschwindigkeit wäre es wünschenswert, eine bessere Ansicht der unmittelbaren Umgebung der Räder bereitzustellen.
Frühere Versuche Kameras zu verwenden, die eine Ansicht unter einem Fahrzeug bereitstellen, beinhalten die Verwendung einfahrbarer Abdeckungen und Teleskopkamerahalterungen, sodass eine Kamera ausgebracht werden kann, wenn sie benötigt wird und dann während der normalen Fahrt des Fahrzeugs in einer geschützten Kammer verstaut werden kann. Die Verwendung einer beweglichen Kamera führt jedoch zu zusätzlichen Kosten und zusätzlichen Quellen für potentielle Geräteausfälle im Vergleich zu einer ortsfesten Kamera. Da die Kameralinse in die anspruchsvolle Umgebung unter dem Fahrzeug ausgebracht wird, kann sie außerdem noch immer durch Ablagerungen verschmutzt werden. Die Reinigung der Ablagerungen von einer Kameralinse kann schwieriger sein als von anderen weniger empfindlichen Flächen.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung behebt die vorstehenden Nachteile durch die Verwendung eines ortsfesten Bildsensors, der in einem Schutzgehäuse bleibt, während ein reflektierendes Element (z. B. ein Spiegel) aus dem Schutzgehäuse auf einem Tragarm ausgebracht wird, der bedient werden kann, um dem Bildsensor eine gewünschte, reflektierte Ansicht unter dem Fahrzeug bereitzustellen. Somit wird ein robusteres und zuverlässigeres Bildführungssystem erhalten, da keine komplexe Elektronik und keine empfindlichen Linsenstrukturen aus dem Schutzgehäuse hervorragen müssen. Ferner kann die Reinigung angesammelten Schmutzes bei einem einfachen Reflektorelement einfacher und sicherer ausgeführt werden als bei einer beweglichen Kameralinse.
Bei Verwendung des verbesserten abgeschirmten Bildgebungssystems, das an einer ortsfesten Rahmenstruktur an einer Unterseite des Fahrzeugs befestigt ist, ist es möglich eine Fahrerassistenzfunktion zu schaffen, welche die Umgebung der Fahrzeugräder und Stoßstangen überwacht, dem Fahrer eine entsprechende Ansicht und, wenn gewünscht, optional eine Objekterfassungs- und Kollisionswarnung auf die Instrumententafel des Fahrzeugs projiziert. Das System kann automatisch aktiviert werden, wenn das Fahrzeug geparkt wird oder mit einer niedrigen Geschwindigkeit fährt.
In einem Aspekt der Erfindung umfasst ein Bildgebungssystem für ein Kraftfahrzeug ein Gehäuse, das ausgelegt ist, an einer ortsfesten Rahmenstruktur an einer Unterseite des Fahrzeugs befestigt zu sein, um eine Umfassung mit einem offenen Boden zu bilden. Eine ortsfeste Kamera ist in der Umfassung montiert, die ein erstes Blickfeld aufweist, das durch den offenen Boden gerichtet ist. Ein Reflektor wird durch einen Trägermechanismus getragen. Der Trägermechanismus weist einen Linearabschnitt und einen Drehabschnitt auf. Der Linearabschnitt ist ausfahrbar zwischen einer eingefahrenen Stellung, in welcher der Reflektor in der Umfassung verstaut ist, und einer ausgefahrenen Stellung, in welcher der Reflektor durch den offenen Boden ausgebracht ist. Der Drehabschnitt dreht den Reflektor in eine Ausrichtung zu der Kamera, um ein reflektiertes Blickfeld entlang der Unterseite des Fahrzeugs bereitzustellen. Eine Steuerung ist an den Trägermechanismus gekoppelt, um den Reflektor selektiv für begrenzte Zeiträume zur Aufnahme von Bildern bei vorbestimmten Zuständen durch den offenen Boden auszubringen und den Reflektor ansonsten in die Umfassung einzufahren, um ihn von einer äußeren Umgebung abzuschirmen.
Figurenliste

1 ist ein Diagramm, das ein Überwachungssystem für den Bereich unter einem Fahrzeug zeigt.
2 ist eine Unteransicht eines Kraftfahrzeugs, bei dem vordere und hintere Bildgebungssysteme installiert sind, um Ansichten entlang der Unterseite des Fahrzeugs bereitzustellen, wobei jedes Bildgebungssystem selektiv auf verschiedene Räder gerichtet werden kann.
3 ist eine Unteransicht eines Kraftfahrzeugs, bei dem vordere und hintere Bildgebungssysteme installiert sind, um Ansichten entlang der Unterseite des Fahrzeugs bereitzustellen, wobei jedes Bildgebungssystem eine statische Ansicht in Längsrichtung entlang des Fahrzeugs bereitstellen kann.
4 ist eine Unteransicht eines Kraftfahrzeugs, bei dem vier separate Bildgebungssysteme installiert sind, um eine Ansicht um ein entsprechendes Rad herum bereitzustellen.
5 ist ein Blockdiagramm, das eine elektrische Architektur eines Fahrerassistenzsystems unter Verwendung von Bildgebungssystemen der vorliegenden Erfindung zeigt.
6 ist eine Seitenansicht, die ein Bildgebungssystem mit einem in ein Schutzgehäuse eingefahren Trägermechanismus und einem Reflektor in einem Verstauzustand zeigt.
7 ist eine Seitenansicht des Bildgebungssystems aus Anspruch 6, wobei der Trägermechanismus ausgefahren ist.
8 ist eine perspektivische Ansicht des Bildgebungssystems in der ausgefahrenen Stellung, die verschiedene Drehgelenke zeigt, die verwendet werden können, um ein gewünschtes Blickfeld auszurichten, das in dem Reflektor gesehen wird.
9 und 10 sind Seitenansichten des Bildgebungssystems, die aufeinander folgende Schritte in einer Ausführungsform zum Ausrichten eines Blickfelds in eine gewünschte Richtung zeigen.
11 ist eine Seitenansicht des Bildgebungssystems, die eine andere Drehstellung zum Erhalten eines gewünschten Blickfelds zeigt.
12 ist eine Seitenansicht des Bildgebungssystems 11 mit einer zusätzlichen Drehachse, die in der Ebene des Reflektors liegt.
13 ist eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform eines Bildgebungssystems, wobei der Reflektor über eine elliptische Fläche verfügt.
14 ist eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform eines Bildgebungssystems, wobei eine Vielzahl von Reflektoren einen zusammengesetzten Bildweg bereitstellen.
15 ist eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform eines Bildgebungssystems, das ein Prisma verwendet.
16 ist ein Ablaufdiagramm, das eine bevorzugte Ausführungsform eines Verfahrens der Erfindung zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Unter Bezugnahme auf 1 beinhaltet ein Kamerasystem zur Überwachung unter einem Fahrzeug 10 Kameras 13 und 14 mit Blickfeldern, die auf die unmittelbare Umgebung der Räder 11 und 12 gerichtet sind. Die Kamerasignale sind mit einem Bildverarbeitungsprozessor 15 und einer Anzeige 16 gekoppelt, um einem Fahrer eines Fahrzeugs 10 Bilder darzustellen. In herkömmlichen Systemen verwendete Kameras sind entweder ortsfest (mit oder ohne bewegliche Schutzabdeckungen) oder befinden sich am Ende eines beweglichen Arms, der das Ausfahren der Kamera aus einer Schutzkammer ermöglicht. Eine bewegliche Kamera kann auch ausgelegt sein, um das Schwenken des Blickfelds der Kamera zu ermöglichen. Es kann schwierig sein, eine ortsfeste Kamera ausreichend frei von Ablagerungen zu halten und die Gefahr von Beschädigungen durch die Kollision mit Fremdkörpern kann hoch sein, wenn die Kamera niedrig genug positioniert ist, um ein sinnvolles Blickfeld zu erhalten. Andererseits führt eine bewegliche Kamera zu einer zusätzlichen Quelle für potentielle Ausfälle, da eine bewegliche Schnittstelle zwischen der Kameraelektronik und einem ortsfesten Kabelbaum erforderlich ist. Außerdem kann das Hinzufügen von Wisch- oder Reinigungssystemen zum Reinigen von Ablagerungen auf einer Kameralinse schwierig sein.
Die vorliegende Erfindung verwendet eine ortsfeste Kamera, die in einem geschützten (d. h. abgeschirmten) Gehäuse oder einer Kammer bleibt. Um die gewünschten Blickfelder zu erhalten, werden ein oder mehrere reflektierende Elemente (z. B. ähnlich einem Zahnspiegel) selektiv unter der ortsfesten Kamera ausgebracht, um der Kamera ein reflektiertes Blickfeld entlang der Unterseite des Fahrzeugs zu bieten.
Viele verschiedene Anordnungen eines Fahrerassistenz-/Unterbodenüberwachungssystems können durch die Verwendung verschiedener Positionierungen eines oder mehrerer kombinierter Kamera-/Reflektor-Bildgebungssysteme an der Unterseite eines Fahrzeugs erhalten werden. 2 zeigt ein Fahrzeug 17 mit Rädern 18-21, wobei ein vorderes Bildgebungssystem 22 und ein hinteres Bildgebungssystem 23 an einer beliebigen zweckdienlichen ortsfesten Rahmenstruktur des Fahrzeugs 17 befestigt sind (z. B. einer Rahmenschiene). Obwohl jede Kamera ortsfest ist, kann der zugehörige Reflektor verstellbar sein, sodass das reflektierte Blickfeld zu verschiedenen Ansichtsbereichen geschwenkt werden kann. Zum Beispiel kann das Bildgebungssystem 22 von einer Anordnung zum Abbilden von Rad 18 in einem Blickfeld LF zu einer anderen Anordnung zum Abbilden von Rad 20 in einem Blickfeld RF geschwenkt werden. Ein einfacherer Mechanismus zum Ausbringen eines Reflektors kann erhalten werden, indem ein Bildgebungssystem auf das Bereitstellen eines festen Blickfelds im ausgebrachten Zustand beschränkt wird. 3 zeigt ein Beispiel, bei dem das Fahrzeug 17 über ein vorderes Bildgebungssystem 24, das einen Reflektor ausbringt, um ein rückwärtiges Blickfeld bereitzustellen, das die Hinterräder erfasst, und über ein hinteres Bildgebungssystem 25, das einen Reflektor ausbringt, um ein vorwärtiges Blickfeld bereitzustellen, das die Vorderräder erfasst, verfügt In einer weiteren Ausführungsform zeigt 4 ein Fahrzeug 17 mit vier separaten Bildgebungssystemen 26-29, die jeweils ein reflektiertes Blickfeld in Richtung eines entsprechenden Rads 18-21 bereitstellen. Viele andere Anordnungen können geeignete Montagestellen und gewünschte Ansichten nutzen, um verschiedene Fahrerassistenzfunktionen zu ermöglichen.
5 zeigt ein typisches Fahrerassistenzsystem, in das ein Bildgebungssystem für den Bereich unter einem Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung integriert ist, wobei einer oder mehrere Bildsensoren 30 einer Steuerung 31 Bilddaten von einem oder mehreren gewünschten Blickfeldern bereitstellen. Um jeden der Bildsensoren 30 in eine Stellung zum Bereitstellen einer gewünschten Ansicht entlang einer Unterseite des Fahrzeugs auszubringen, ist die Steuerung 31 mit Spiegelausfahreinheiten 32 und Drehantrieben 33 verbunden, die nachstehend genauer beschrieben werden. Von den Bildsensoren 30 erhaltene Bilddaten werden von der Steuerung 31 einem Bildverarbeitungsprozessor 34 bereitgestellt, der ein resultierendes Videobild an eine sich in dem Fahrzeug befindende Anzeige 35 zum Ansehen durch einen Fahrer liefert. Die Aktivierung des Bildgebungssystems/der Bildgebungssysteme und das Richten des Blickfelds/der Blickfelder auf das entsprechende Rad/die Räder kann durch die Steuerung 31 automatisch gesteuert werden oder kann als Reaktion auf Benutzerbefehle über eine Benutzereingabe 36 (z. B. Berührungsschalter auf einer für den Zugriff durch den Fahrer montierten Steuertafel) ausgeführt werden. Das Bildgebungssystem könnte auch über einen Drahtloskommunikationsblock 37, wie etwa eine Bluetooth-Verbindung zu einem Smartphone mit einer Steueranwendung, die ausgelegt ist Benutzereingaben bereitzustellen und/oder Bilddaten oder Warnmeldungen zu empfangen, gesteuert werden.
Beispiele vorbestimmter Zustände für die automatische Aktivierung der Bildgebungssysteme beinhalten einen Parkzustand (d. h. beim Manövrieren in der Nähe eines Bordsteins oder anderer schlecht zu sehender Objekte), einen Rückwärtsgangzustand (d. h. Zurücksetzen) oder einen Zustand niedriger Geschwindigkeit (d. h. bei allen Manövern mit niedriger Geschwindigkeit, bei denen Kollisionsgefahren für ein ausgebrachtes Bildgebungssystem unwahrscheinlich sind).
Unabhängig davon, ob sie manuell oder automatisch aktiviert wurden, können Bilder, die von den Bildgebungssystemen erhalten wurden, zum Überwachen möglicher Kollisionen und zum entsprechenden Warnen des Fahrers verwendet werden. Somit können Bilder vom Bildverarbeitungsprozessor 34 mit einem Objekterkennungsblock 38 gekoppelt werden, wobei die resultierenden Objektinformationen dem Wamanalysator 39 bereitgestellt werden, der die relative Position von Objekten in Bezug auf die Fahrzeugräder verfolgt, um potentielle Kollisionen vorherzusagen. Wenn eine potentielle Kollision erkannt wird, aktiviert der Analysator 39 die Warnvorrichtungen 40, wie etwa einen Lautsprecher zum Erzeugen eines Warntons oder zum Einschalten eines optischen Symbols auf der Anzeige 35.
Ein bevorzugtes Bildgebungssystem der Erfindung ist in 6 gezeigt, wobei ein Bildaufnahmesystem 41 in einem Gehäuse 42 montiert ist und durch dieses abgeschirmt wird. Das Bildaufnahmesystem 41 beinhaltet einen zylindrischen Hauptkörper 43 und eine Montageplatte 44, die das Bildaufnahmesystem 41 an einer ortsfesten Rahmenstruktur eines Fahrzeugs befestigt. Ein Gehäuse 42 kann alle Seiten des Bildaufnahmesystems 41 vollständig umfassen oder ein Abschnitt des Umfangs kann aus einer Öffnung oder einem Fenster bestehen, das an einem senkrechten Abschnitt der ortsfesten Rahmenstruktur anliegt, um eine durchgehende Abschirmungsfläche um den Umfang zu vervollständigen. Das Gehäuse 42 beinhaltet einen Montageflansch 53 zum Anbringen des Gehäuses 42 an dieselbe ortsfeste Rahmenstruktur. Das Bildaufnahmesystem 41 ist somit in einer Schutzkammer festgehalten, die nur über einen offenen Boden 55 zugänglich ist. Wenn gewünscht, könnte der offene Boden 55 selektiv durch eine bewegliche Abdeckung (nicht gezeigt) geöffnet und geschlossen werden.
Das Bildaufnahmesystem 41 verfügt über eine ortsfeste Kamera 45 mit einer Linse 46, die in einer abwärtigen Richtung zum Bereitstellen eines ersten Blickfelds, das durch den offenen Boden 55 gerichtet ist, montiert ist. Die Kamera 45 und die Linse 46 bleiben innerhalb des Gehäuses 42 ortsfest und bleiben von der äußeren Umgebung abgeschirmt. Um ein gewünschtes Blickfeld entlang der Unterseite des Fahrzeugs bereitzustellen, wird ein Reflektor 52 (wie etwa ein Spiegel) von einem Trägermechanismus getragen, um den Reflektor 52 auszubringen. Der Trägermechanismus beinhaltet i) einen Linearabschnitt mit einer Basis 47 und einem Teleskoparm 48 und ii) einen Drehabschnitt mit einer Schwenkbasis 49, einer Verbindungswelle 50 und einer Reflektorbasis 51. Eine Seitenwand 54 des Gehäuses 42 kann eine Ablagerungsentfernungsvorrichtung 56, wie etwa ein Wischerblatt beinhalten, das angebracht ist, um den Reflektor zu reinigen, wenn dieser den offenen Boden 55 passiert. Die Ablagerungsentfernungsvorrichtung 56 könnte auch aus einer Reinigungsdüse zum Richten eines Druckluftstrahls, einer Flüssigkeit (z. B. von einer Quelle für Windschutzscheibenwischerflüssigkeit) und/oder eine Mischung aus Luft und einer Flüssigkeit bestehen. Die Ablagerungsentfernungsvorrichtung 56 könnte entweder an dem Gehäuse 42 oder dem Körper 43 des Bildaufnahmesystems 41 montiert sein.
In 6 ist der Reflektor 52 in einer eingefahrenen Stellung abgebildet (d. h. im Gehäuse 42 verstaut). In der Verstauungsausrichtung stellt der Reflektor 52 ein Mindestprofil zum Passieren durch den offenen Boden 55 bereit. Durch Aktivieren des Linearabschnitts des Trägermechanismus bewegt sich der Teleskoparm 48 wie in 7 gezeigt nach unten, sodass der Reflektor durch den offenen Boden in eine ausgefahrene Stellung ausgebracht wird. Nachdem er aus dem Gehäuse 42 herausgetreten ist, wird der Drehabschnitt aktiviert, den Reflektor in eine gewünschte Ausrichtung zu der ortsfesten Kameralinse 46 zu drehen, um ein reflektiertes Blickfeld entlang der Unterseite des Fahrzeugs zu erzielen. 8 zeigt eine verspiegelte Oberfläche 60 des Reflektors 52 und verschiedene Drehachsen, die in den Drehabschnitt eingebaut werden können, um das reflektierte Blickfeld in Richtung eines ausgewählten Rads des Fahrzeugs auszurichten. Somit ist die Schwenkbasis 49 mehrachsig mit einer ersten Drehrichtung 57 innerhalb einer senkrechten Ebene und einer zweiten Drehachse entlang einer Längsachse der Verbindungswelle 50, wie durch den Pfeil 58 gezeigt. Außerdem kann die Reflektorbasis 51 einen Drehantrieb zum Bereitstellen einer Drehung des Reflektors 52 um seine Längsachse, wie durch Pfeil 59 gezeigt, beinhalten. Verschiedene Servomechanismen sind im Fach zum Erzielen dieser und anderer Freiheitsgrade zum Drehen eines Reflektors in fast jede beliebige Ausrichtung in Bezug auf die ortsfeste Kamera bekannt.
9 und 10 zeigen eine vereinfachte Ausführungsform zum Ausbringen eines Reflektors, die nur zwei Drehachsen erfordert. Nach dem Ausbringen aus dem Gehäuse in eine ausgefahrene Stellung durch das Gleiten des Teleskoparms 48 zu seiner maximalen Ausdehnung nach unten, schließt der nächste Ausbringungsschritt, wie in 9 gezeigt, das Drehen der Verbindungswelle 50 in der Schwenkbasis 49 entlang eines Bogens 61 ein, sodass sich eine reflektierende Fläche des Reflektors 52 im Blickfeld der ortsfesten Kamera befindet. Dann dreht die Reflektorbasis 51 den Reflektor 52, wie in 10 gezeigt, um eine Achse 62, was dazu führt, dass sich ein reflektiertes Blickfeld seitlich erstreckt. Andere Ansichten können, wie in 11 und 12 gezeigt, erhalten werden, indem die Verbindungswelle 50 über einen größeren Bogen 64 gedreht und dann der Reflektor 52 um seine Achse, wie bei 65 gezeigt, gedreht wird.
In 13 ist eine weitere Ausführungsform gezeigt, wobei die Reflektorbasis 51 mit einer Möglichkeit zum Drehen in einer senkrechten Ebene versehen ist, um einen Reflektor 66 mit einer verspiegelten Fläche 67 in einem ersten Blickfeld 68 der ortsfesten Kamera anzuordnen, um ein reflektiertes Blickfeld 69 in Richtung eines ausgewählten Rads des Fahrzeugs bereitzustellen. Die Fläche 67 kann eine konvexe Form aufweisen, um eine erweiterte Ansicht (d. h. Fischaugenansicht) eines ausgewählten Bereichs bereitzustellen. Ferner kann der Reflektor mit einer weiteren verspiegelten Fläche 70 doppelseitig sein, um verschiedene Ansichtsausrichtungen und/oder Vergrößerungen bereitzustellen.
Eine weitere Ausführungsform, die in 14 gezeigt ist, stellt einen Zugang zu zusätzlichen Ansichtswinkeln durch Verwendung einer Vielzahl von reflektierenden Flächen bereit. Ein erstes Blickfeld 71 ist von der ortsfesten Kamera senkrecht nach unten gerichtet und reflektiert von der verspiegelten Fläche 60, um einer Linie 72 zu einem entfernten sekundären Spiegel 73 zu folgen, der ortsfest an einer ortsfesten Rahmenstruktur 74 montiert ist. Ein letztes reflektiertes Blickfeld 75 ergibt sich aus einem zusammengesetzten Bildweg, wodurch Ansichtsperspektiven erhalten werden, die ansonsten von dem Standort des ersten Reflektors 52 nicht verfügbar sind.
In einer weiteren in 15 gezeigten Ausführungsform besteht der Reflektor 52 aus einem reflektierenden Prisma 77 zum Bereitstellen des reflektierten Blickfelds unter Verwendung einer Strahlsteuerung. Somit wird ein erstes Blickfeld 78 zu einem reflektierten Blickfeld 79 gesteuert. Das Prisma 77 kann zusammengesetzte Elemente und/oder mehrere interne Reflexionen beinhalten, um das Blickfeld gemäß einer Reihe von Winkeln zu steuern.
Eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Bereitstellen verschiedener Fahrerassistenzfunktionen, die das Überwachungssystem für den Bereich unter dem Fahrzeug gemäß der Erfindung verwenden, ist in 16 gezeigt. Das Verfahren beginnt mit dem Einschalten der Zündung in Schritt 81. Ein Radüberwachungssystem, das die Bildgebungssysteme für den Bereich unter dem Fahrzeug nutzt, wird in Schritt 82 aktiviert. In Schritt 83 wird/werden der (die) Reflektor(en) ausgebracht und ein erster Bildsatz (d. h. Ausgangsbildsatz) wird aufgenommen. Nach Schritt 83 zeigt 16 zwei unabhängig voneinander betriebene Fahrerassistenzmodi, einschließlich eines Parkmodus 84 und eines Schutzmodus 91. Der Parkmodus 84 ist während Parkzuständen aktiv und der Schutzmodus 91 kann während der gesamten Fahrzeugnutzung automatisch aktiviert werden, wie nachstehend beschrieben.
Der Parkmodus 84 wird als Schleife ausgeführt, die beim Parken eines Fahrzeugs in regelmäßigen Abständen ausgeführt wird. Der Beginn eines Parkmodus kann automatisch durch eine bestimmte Fahrereingabe bestimmt oder automatisch als Reaktion darauf, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit unter einem Schwellenwert liegt, in Verbindung damit, dass Veränderungen des Lenkradwinkels zum Beispiel größer als ein Schwellenwinkel sind. In Schritt 85 wird eine Prüfung ausgeführt, um zu bestimmen, ob sich Fremdkörper in der unmittelbaren Umgebung eines Rades oder im Weg eines Rades befinden. Beim ersten Eintritt in den Parkmodus 84 würde kein Fremdkörper vorhanden sein oder erfasst werden. Wenn keine Objekte erfasst werden, geht das Verfahren zu Schritt 86 über, um einen Lenkradwinkel und eine Raddrehrichtung auszulesen, um eine aktuelle Bewegungsbahn des Fahrzeugs zu erfassen. In Schritt 87 wird ein Reflektorwinkel für jedes relevante Bildgebungssystem derart eingestellt, dass ein reflektiertes Blickfeld in die Richtung der Fahrzeugbewegung gerichtet wird. Bei Schritt 88 können aufgenommene Bilder dem Fahrer angezeigt werden, um beim Navigieren um Hindernisse auf dem Weg oder in der Nähe des Wegs des Fahrzeugs im Parkmodus zu unterstützen. Bei Schritt 90 kann eine Bibliothek gespeicherter Bilder (z. B. im Speicher der Steuerung) mit neu aufgenommen Bildern zur Verwendung bei der Unfallrekonstruktion, im Radüberwachungsschutzmodus 91 oder für andere Zwecke aktualisiert werden, bevor zu Schritt 84 zurückgekehrt wird, um die Verarbeitung im Parkmodus fortzuführen. Wird in Schritt 85 ein Fremdkörper im Weg des Fahrzeugs erfasst, kann in Schritt 89 eine Warnung für den Fahrer erzeugt werden. Sobald sich das Fahrzeug nicht mehr im Parkmodus befindet (die Fahrzeuggeschwindigkeit z. B. über einen Schwellenwert gestiegen ist), kann der Betrieb im Schutzmodus 91 fortgeführt werden.
Während des Schutzmodus 91 überwachen andere Fahrzeugüberwachungssysteme, wie ein Rückhaltesteuermodul oder ein Karosseriesteuermodul, verschiedene Fahrzeugparameter in Schritt 92, um mögliche Radschäden oder Kollisionen zu erfassen. Aufprallsensoren zum Steuern der Airbagentfaltung oder Beschleunigungsmesser für Antriebsschlupfregelsysteme können zum Beispiel schwerwiegende Ereignisse anzeigen, die in Verbindung mit Unterbodenschäden stehen können. In Schritt 93 wird eine Überprüfung ausgeführt, um zu bestimmen, ob der angezeigte Schaden ein Rad oder die Fahrzeugverkleidung betreffen können. Ist dies der Fall, wird in Schritt 94 eine Warnung erzeugt und entsprechende Unterbodenbilder werden aufgenommen und in Schritt 95 angezeigt. Diese Bilder können in Schritt 90 wieder in einer Bilderbibliothek gespeichert werden.
Wenn die Analyse von anderen Systemen, die mögliche Kollisionen anzeigt, in Schritt 93 keinen spezifischen potentiellen Schaden an den Rädern oder der Verkleidung aufführt, können in Schritt 96 die Bildgebungssysteme ausgebracht werden, um eine Sichtprüfung nach derartigen Schäden durchzuführen, indem deren Reflektoren ausgefahren werden und ein zweiter Bildsatz aufgenommen wird. In Schritt 97 wird der neu aufgenommene zweite Bildsatz mit dem Ausgangsbildsatz verglichen. In Schritt 98 wird eine Überprüfung ausgeführt, um zu bestimmen, ob wesentliche Unterschiede zwischen den verglichenen Bildern bestehen, die Änderungen in der Rad oder Verkleidungsstruktur entsprechen würden, die Kollisionschäden anzeigen können. Wenn keine derartigen Unterschiede vorhanden sind, erfolgt eine Rückkehr zu Schritt 92, andernfalls geht das Verfahren dazu über, in Schritt 94 eine Warnung bereitzustellen.

Claims

Bildgebungssystem für ein Kraftfahrzeug, umfassend: ein Gehäuse, das ausgelegt ist, an einer ortsfesten Rahmenstruktur an einer Unterseite des Fahrzeugs befestigt zu sein, um eine Umfassung mit einem offenen Boden zu bilden; eine in der Umfassung montierte ortsfeste Kamera, die ein erstes Blickfeld aufweist, das durch den offenen Boden gerichtet ist; einen Reflektor; einen Trägermechanismus, der den Reflektor trägt, der einen Linearabschnitt und einen Drehabschnitt aufweist, wobei der Linearabschnitt ausfahrbar ist zwischen einer eingefahrenen Stellung, in welcher der Reflektor in der Umfassung verstaut ist, und einer ausgefahrenen Stellung, in welcher der Reflektor durch den offenen Boden ausgebracht ist und wobei der Drehabschnitt den Reflektor in eine Ausrichtung zu der Kamera dreht, um ein reflektiertes Blickfeld entlang der Unterseite des Fahrzeugs bereitzustellen; und eine Steuerung, die an den Trägermechanismus gekoppelt ist, um den Reflektor selektiv für begrenzte Zeiträume zur Aufnahme von Bildern bei vorbestimmten Zuständen durch den offenen Boden auszubringen und den Reflektor ansonsten in die Umfassung einzufahren, um ihn von einer äußeren Umgebung abzuschirmen.
System nach Anspruch 1, wobei der Reflektor aus einem konvexen Spiegel besteht.
System nach Anspruch 1, wobei der Reflektor aus einem zweiseitigen Spiegel besteht.
System nach Anspruch 1, wobei der Drehabschnitt eine Mehrachsendrehung bereitstellt, um das reflektierte Blickfeld in Richtung eines ausgewählten Rads des Fahrzeugs auszurichten.
System nach Anspruch 1, wobei der Drehabschnitt zwei Drehgelenke beinhaltet, die durch eine Zwischenwelle beabstandet sind.
System nach Anspruch 1, wobei der Drehabschnitt in eine Verstauausrichtung drehbar ist, um ein Mindestprofil zum Passieren durch den offenen Boden bereitzustellen.
System nach Anspruch 6, ferner umfassend eine Ablagerungsentfernungsvorrichtung in der Nähe des offenen Bodens zum Reinigen des Reflektors, wenn dieser den offenen Boden passiert.
System nach Anspruch 1, ferner umfassend einen entfernten Reflektor, der ausgelegt ist, an der Rahmenstruktur in Ausrichtung zu einem vorbestimmten reflektierten Blickfeld befestigt zu sein, um einen zusammengesetzten Bildweg bereitzustellen.
System nach Anspruch 1, wobei die vorbestimmten Zustände einen automatisch erfassten Parkzustand, einen Rückwärtsgangzustand und einen automatisch erfassten Schwellenwertzustand für eine niedrige Geschwindigkeit beinhalten.
System nach Anspruch 1 wobei die vorbestimmten Zustände einen Fehlerprüfzustand beinhalten.
System nach Anspruch 1, ferner umfassend eine fahrzeugmontierte Anzeige zum Darstellen der aufgenommenen Bilder für einen Insassen des Fahrzeugs.
Fahrzeugvorrichtung, umfassend: eine Rahmenstruktur, die eine Unterseite des Fahrzeugs definiert; eine Vielzahl von Rädern, die an die Rahmenstruktur gekoppelt sind; ein Gehäuse, das an der Rahmenstruktur befestigt ist und eine Umfassung mit einem offenen Boden bildet; eine in der Umfassung montierte ortsfeste Kamera, die ein erstes Blickfeld aufweist, das durch den offenen Boden gerichtet ist; einen Reflektor; einen Trägermechanismus, der den Reflektor trägt, der einen Linearabschnitt und einen Drehabschnitt aufweist, wobei der Linearabschnitt ausfahrbar ist zwischen einer eingefahrenen Stellung, in welcher der Reflektor in der Umfassung verstaut ist, und einer ausgefahrenen Stellung, in welcher der Reflektor durch den offenen Boden ausgebracht ist und wobei der Drehabschnitt den Reflektor in Ausrichtung zu der Kamera dreht, um ein reflektiertes Blickfeld entlang der Unterseite des Fahrzeugs in Richtung wenigstens eines der Räder bereitzustellen; und eine Steuerung, die an den Trägermechanismus gekoppelt ist, um den Reflektor selektiv für begrenzte Zeiträume zur Aufnahme von Bildern bei vorbestimmten Zuständen durch den offenen Boden auszubringen und den Reflektor ansonsten in die Umfassung einzufahren, um ihn von einer äußeren Umgebung abzuschirmen.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei der Reflektor aus einem konvexen Spiegel besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei der Drehabschnitt eine Mehrachsendrehung bereitstellt, um das reflektierte Blickfeld in Richtung eines ausgewählten Rads des Fahrzeugs auszurichten und den Reflektor in eine Verstauausrichtung zu drehen, um ein Mindestprofil zum Passieren durch den offenen Boden bereitzustellen.
Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die vorbestimmten Zustände eine manuelle Anforderung, die von einem Insassen in dem Fahrzeug initiiert wurde, einen automatisch erfassten Parkzustand, einen Rückwärtsgangzustand, einen automatisch erfassten Schwellenwertzustand für eine niedrige Geschwindigkeit und einen Fehlerprüfzustand beinhalten.