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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erkennen einer Blickrichtung eines Insassen eines Kraftfahrzeugs, welche ein Lenkrad und wenigstens eine Kamera umfasst. Die wenigstens eine Kamera ist im Bereich eines Lenkradtopfs des Lenkrads angeordnet. Durch Auswerten von mittels der wenigstens einen Kamera machbaren Aufnahmen ist die Blickrichtung des Insassen erfassbar.
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Die
DE 10 2015 011 522 A1 beschreibt eine Fahrerassistenzvorrichtung, bei welcher eine Infrarotkamera zur Erfassung eines Gesichts eines Fahrers eines Fahrzeugs an einem Lenkradtopf eines Lenkrads des Fahrzeugs angeordnet ist. Die Infrarotkamera dreht sich bei einem Lenkradeinschlag des Lenkrads mit. Ein Rotationsversatz von mittels der Infrarotkamera erfassten Bildern wird durch Verwendung eines Lenkwinkels des Lenkrads kompensiert, wobei der Lenkwinkel mittels eines Lenkwinkelsensors erfasst wird.
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Als nachteilig ist hierbei der Umstand anzusehen, dass das Kompensieren des Rotationsversatzes der Infrarotkamera vergleichsweise aufwändig ist. Zudem kann die Infrarotkamera aufgrund eines Lenkeinschlags des Lenkrads in eine Position gelangen, in welcher das Erfassen der Augen des Fahrers nicht oder kaum noch möglich ist.
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Die
DE 10 2017 101 410 A1 beschreibt eine Lenkradbaugruppe mit einer Airbagbaugruppe, welche ein Airbagfangband umfasst. Das Airbagfangband wird auch dann in einer Horizontalstellung gehalten, wenn ein Lenkrad der Lenkradbaugruppe gedreht wird.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass das Erkennen der Blickrichtung besonders einfach ist, und ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Vorrichtung bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erkennen einer Blickrichtung eines Insassen eines Kraftfahrzeugs umfasst ein Lenkrad und wenigstens eine Kamera. Die wenigstens eine Kamera ist im Bereich eines Lenkradtopfs des Lenkrads angeordnet. Durch Auswerten von mittels der wenigstens einen Kamera machbaren Aufnahmen ist die Blickrichtung des Insassen erfassbar. Zumindest der Bereich des Lenkradtopfs, in welchem die wenigstens eine Kamera angeordnet ist, verbleibt bei einem Drehen eines Griffteils des Lenkrads um eine Drehachse des Lenkrads ortsfest. Mit anderen Worten dreht sich also zumindest der Bereich des Lenkradtopfs, in welchem die wenigstens eine Kamera angeordnet ist, nicht mit, wenn das Griffteil des Lenkrads um die Drehachse des Lenkrads gedreht wird.
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In dem Bereich des Lenkradtopfs, in welchem die wenigstens eine Kamera angeordnet ist, ist wenigstens eine Lichtquelle angeordnet. Die wenigstens eine Lichtquelle ist hierbei zum Beaufschlagen zumindest eines Auges des Insassen mit Licht ausgebildet. Durch das Anordnen auch der wenigstens einen Lichtquelle in dem ortsfest verbleibenden Bereich des Lenkradtopfs ändert sich auch das Beleuchten des zumindest einen Auges des Insassen mittels der wenigstens einen Lichtquelle nicht, wenn das Griffteil des Lenkrads um die Drehachse des Lenkrads gedreht wird. Auch dies ist dem Erstellen von gut auswertbaren Aufnahmen mittels der wenigstens einen Kamera zuträglich.
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Der Bereich des Lenkradtopfs, in welchem die wenigstens eine Kamera angeordnet ist, ist mit einer Abdeckung versehen. Mittels der Abdeckung ist eine Sichtbarkeit zumindest der wenigstens einen Kamera für den Insassen verringert. Die Abdeckung erlaubt es zwar, dass ausreichend Licht zu der Kamera gelangt, um die zum Auswerten vorgesehenen Aufnahmen zu machen. Jedoch verringert die Abdeckung das Gesehenwerden der wenigstens einen Kamera durch den Insassen. Auf diese Weise stört die Kamera den Insassen nicht. Des Weiteren ist der Insasse des Kraftfahrzeugs nicht dadurch abgelenkt, dass der Insasse die wenigstens eine Kamera sieht. Insbesondere kann durch das Vorsehen der Abdeckung die wenigstens eine Kamera vollständig vor dem Blick des Insassen verborgen sein.
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Des Weiteren ist mittels der Abdeckung auch eine Sichtbarkeit der wenigstens einen Lichtquelle für den Insassen verringert. Insbesondere kann die Abdeckung dafür sorgen, dass auch die wenigstens eine Lichtquelle für den Insassen vollständig verborgen ist.
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Auch im Hinblick auf die wenigstens eine Lichtquelle ist es nämlich vorteilhaft, wenn der Insasse diese nicht oder so gut wie nicht sehen kann. Denn einerseits stört die wenigstens eine Lichtquelle dann den Insassen nicht. Andererseits ist der Insasse dann nicht durch das Vorhandensein der wenigstens einen Lichtquelle abgelenkt. Der wenigstens eine Insasse kann so verbessert seine Aufmerksamkeit dem Verkehrsgeschehen oder, insbesondere in einem autonomen oder teilautonomen Fahrmodus des Kraftfahrzeugs, anderen Gegenständen widmen.
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Die Drehachse des Lenkrads kann insbesondere mit einer Längsachse einer Lenksäule zusammenfallen, mittels welcher die Drehbewegung des Griffteils des Lenkrads auf ein Lenkgestänge des Kraftfahrzeugs übertragen wird. Das Griffteil des Lenkrads kann als Lenkradkranz mit Speichen oder als dergleichen Lenkhandhabe ausgebildet sein. Der Lenkradtopf ist insbesondere als ein zentraler Bereich des Lenkrads ausgebildet, in welchem sich die Drehachse des Lenkrads befindet. Insbesondere bei einem Lenkrad, bei welchem sich der Lenkradtopf mit dem Lenkradkranz mitdreht, wird der Lenkradtopf auch als Lenkradnabe bezeichnet.
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Dadurch, dass sich vorliegend die wenigstens eine Kamera beim Drehen des Griffteils des Lenkrads nicht ebenfalls um die Drehachse des Lenkrads dreht, sondern ortsfest verbleibt, lässt sich durch das Auswerten der Aufnahmen oder Bilder, welche mittels der wenigstens einen Kamera gemacht werden können, die Blickrichtung des Insassen besonders einfach erfassen. Denn die Position der wenigstens einen Kamera relativ zu dem Kopf des Insassen, insbesondere relativ zu den Augen des Insassen, ändert sich beim Drehen des Griffteils des Lenkrads um die Drehachse des Lenkrads nicht. Dadurch kann es nicht dazu kommen, dass infolge des Drehens des Lenkrads die wenigstens eine Kamera in eine Position bewegt wird, in welcher wenigstens ein Auge des Insassen nur mehr schwer oder gar nicht erfasst werden kann. Des Weiteren braucht nicht eine Drehung der Kamera um die Drehachse des Lenkrads infolge des Drehens des Griffteils rechnerisch kompensiert zu werden, da eine derartige Drehung der wenigstens einen Kamera um die Drehachse des Lenkrads vorliegend gar nicht auftritt.
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Der Lenkradtopf befindet sich an einer sehr günstigen Position, um mittels der von der Kamera gemachten Aufnahmen insbesondere die Blickrichtung des Fahrers des Kraftfahrzeugs zu erkennen, also desjenigen Insassen des Kraftfahrzeugs, welcher das Lenkrad bedient oder handhabt. Die Anordnung der wenigstens einen Kamera in dem sich nicht-mitdrehenden Bereich des Lenkradtopfs ist also im Hinblick auf die Blickrichtungserkennung ideal. Denn durch das Anbringen der wenigstens einen Kamera an dieser Position können beispielsweise die Pupillen des Insassen in den Augenhöhlen des Insassen und/oder ein Reflexionsmuster von Licht auf der Hornhaut der Augen des Insassen besonders gut erkannt werden.
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Jedoch auch, wenn durch das Erfassen der Augen und/oder des Gesichts des Insassen, insbesondere des Fahrers, die Aufmerksamkeit des Fahrers und/oder eine eventuelle Müdigkeit des Fahrers durch Auswerten der Aufnahmen erfasst werden soll, ist das Anordnen der wenigstens einen Kamera in dem ortsfest verbleibenden Bereich des Lenkradtopfs von Vorteil. Denn das Erfassen der Augen des Fahrers wird durch diese ortsfeste Anordnung der wenigstens einen Kamera an dem Lenkradtopf erleichtert.
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Zudem stört die wenigstens eine Kamera in dem ortsfest verbleibenden Bereich des Lenkradtopfs besonders wenig. Insbesondere stört die wenigstens eine Kamera weniger, als dies bei einer Anordnung wenigstens einer zum Erkennen einer Blickrichtung eines Insassen verwendeten Kamera an einer Instrumententafel eines Kraftfahrzeugs der Fall ist. Somit ist auch ein ansprechendes beziehungsweise schönes Erscheinungsbild der Vorrichtung erreicht.
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Darüber hinaus ist eine Leitungsführung etwa von Stromleitungen und/oder Datenleitungen von der wenigstens einen Kamera und/oder zu der wenigstens einen Kamera besonders einfach zu realisieren, wenn die Kamera trotz der Anordnung derselben an dem Lenkrad beim Drehen des Griffteils des Lenkrads in ihrer Lage unverändert verbleibt.
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Vorzugsweise weist der Lenkradtopf einen weiteren Bereich auf, in welchem eine Airbageinheit des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Hierbei verbleibt auch der weitere Bereich bei dem Drehen des Griffteils um die Drehachse ortsfest. Auch das Zuführen wenigstens einer Leitung zu der Airbageinheit, etwa zum Ansteuern oder Auslösen der Airbageinheit, gestaltet sich nämlich besonders einfach, wenn die Airbageinheit sich beim Drehen des Griffteils des Lenkrads nicht mitdreht.
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Vorzugsweise ist in einer Einbauposition des Lenkrads der Bereich des Lenkradtopfs, in welchem die wenigstens eine Kamera angeordnet ist, in Richtung einer Fahrzeughochachse oberhalb des weiteren Bereichs angeordnet. Mit anderen Worten ist also bevorzugt die wenigstens eine Kamera oberhalb der Airbageinheit angeordnet. Denn dadurch befindet sich die wenigstens eine Kamera in einer Höhe, aus welcher zum Zwecke der Blickrichtungserkennung des Insassen die Augen des Insassen besonders gut erfasst werden können.
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Vorzugsweise ist die wenigstens eine Kamera in Querrichtung des Bereichs zwischen einer ersten Lichtquelle und einer zweiten Lichtquelle angeordnet, welche zum Beaufschlagen zumindest des Auges des Insassen mit dem Licht ausgebildet sind. Hierbei fällt die Querrichtung des Bereichs in einer Einbauposition des Lenkrads mit der Richtung einer Fahrzeugquerachse zusammen. Durch eine derartige Anordnung der beiden Lichtquellen links und rechts von der wenigstens einen Kamera lässt sich besonders gut eine Beaufschlagung beider Augen des Insassen des Kraftfahrzeugs mit dem Licht erreichen. Dies erleichtert wiederum das Auswerten der Bilder oder Aufnahmen, welche mit der wenigstens einen Kamera gemacht werden, und somit das korrekte Erkennen der Blickrichtung des Insassen.
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Vorzugsweise ist die wenigstens eine Lichtquelle als Infrarotlichtquelle ausgebildet und die wenigstens eine Kamera als Infrarotkamera ausgebildet. Denn dadurch stört das Infrarotlicht, mit welchem die wenigstens eine Lichtquelle das zumindest eine Auge des Insassen beaufschlagt, den Insassen nicht. Und durch die Ausbildung der Kamera als Infrarotkamera lässt sich das von dem zumindest einen Auge des Insassen reflektierte Infrarotlicht der wenigstens einen Lichtquelle besonders gut und zuverlässig erfassen.
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Die Kamera kann jedoch auch dazu ausgebildet sein, zusätzlich zu Aufnahmen im Infrarotlichtbereich des Spektrums der elektromagnetischen Strahlung auch Aufnahmen in anderen Bereichen des Spektrums, insbesondere im Bereich des für das menschliche Auge sichtbaren Lichts zu machen. Auf diese Weise lässt sich nicht nur die Blickrichtung des Insassen erkennen, sondern es können auch andere den Insassen des Kraftfahrzeugs betreffende Umstände durch Auswerten der mittels der Kamera gemachten Aufnahmen erfasst werden.
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Die Abdeckung kann nach Art einer Blende ausgebildet sein, welche eine Beschichtung aufweist, die für vom menschlichen Auge sichtbares Licht reflektierend ausgebildet ist. Die Beschichtung kann insbesondere für Infrarotlicht durchlässig ausgebildet sein. So kann besonders einfach dafür gesorgt werden, dass die Abdeckung und Blende für dasjenige Licht transparent ist, welches mit der wenigstens einen Kamera erfasst wird, wobei dennoch die wenigstens eine Kamera für den Insassen zumindest weitgehend unsichtbar ist.
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Des Weiteren kann die Abdeckung derart gefärbt sein, oder es kann ein Grundmaterial der Abdeckung mit wenigstens einem Zuschlagstoff versehen sein, dass die Abdeckung die wenigstens eine Kamera vor dem Blick des Insassen verbirgt, aber dennoch Licht für die Aufnahmen zu der Kamera hindurchlässt.
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Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung eine Auswerteeinrichtung, welche zum Erfassen der Blickrichtung des Insassen durch Auswerten der mittels der wenigstens einen Kamera machbaren Aufnahmen ausgebildet ist. Die Auswerteeinrichtung ist zum Ansteuern wenigstens einer Funktionseinheit des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit von der erkannten Blickrichtung des Insassen ausgebildet. Auf diese Weise lassen sich beispielsweise Eingriffe in den Fahrzustand des Kraftfahrzeugs realisieren. Derartige Eingriffe können etwa vorgenommen werden, wenn dies anhand der Blickrichtungserkennung und/oder aufgrund anderer den Blick des Insassen betreffender Parameter, welche durch Auswerten der Aufnahmen mittels der Auswerteeinrichtung erfassbar sind, von der Auswerteeinrichtung als erforderlich oder zweckdienlich angesehen wird.
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Beispielsweise kann als die wenigstens eine Funktionseinheit eine Bremseinrichtung und/oder ein Spurhalteassistent und/oder eine Abstandsregeleinrichtung des Kraftfahrzeugs aktiviert werden, wenn die Blickrichtungserkennung ergibt, dass der Insasse dem Verkehrsgeschehen keine ausreichende Aufmerksamkeit widmet. Die erkannte Blickrichtung des Insassen kann jedoch auch genutzt werden, um Inhalte auf einer Anzeige des Kraftfahrzeugs in einer gewünschten Art und Weise darzustellen, um auf einer Anzeige dargestellte Einträge auszuwählen, und/oder um Bedienhandlungen vorzunehmen und dergleichen. Des Weiteren kann in Abhängigkeit von der erkannten Blickrichtung des Insassen eine Warneinrichtung des Kraftfahrzeugs betätigt werden.
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Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug weist wenigstens eine erfindungsgemäße Vorrichtung auf. Dementsprechend ist in dem Kraftfahrzeug die Erkennung der Blickrichtung des Insassen des Kraftfahrzeugs, insbesondere des Fahrers des Kraftfahrzeugs, besonders einfach.
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Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der beschriebenen Ausführungsformen.
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Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs hier nicht noch einmal beschrieben.
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Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
- 1 eine schematische Ansicht eines Lenkrads eines Kraftfahrzeugs, wobei in einem oberen Bereich eines beim Drehen eines Lenkradkranzes des Lenkrads ortsfest verbleibenden Lenkradtopfs eine Infrarotkamera und zwei Infrarotlichtquellen angeordnet sind; und
- 2 eine Schnittansicht des Lenkradtopfs des Lenkrads gemäß 1, wobei zusätzlich schematisch das Auge eines Fahrers des Kraftfahrzeugs gezeigt ist.
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Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
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In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Eine in 1 gezeigte Vorrichtung 10 zum Erkennen einer Blickrichtung eines Insassen eines Kraftfahrzeugs umfasst ein Lenkrad 12 und eine Kamera 14, welche bevorzugt als Infrarotkamera ausgebildet ist. Das Lenkrad 12 umfasst einen Lenkradtopf 16 und ein Griffteil, welches vorliegend als Lenkradkranz 18 ausgebildet ist. Der Lenkradtopf 16 weist einen ersten Bereich 20 auf, in welchem die Kamera 14 sowie zwei Lichtquellen 22 angeordnet sind. Zum Lenken mittels des Lenkrads 12 wird vorliegend der Lenkkranz 18 um eine Drehachse 24 des Lenkrads 12 gedreht. Hierbei verbleibt jedoch zumindest der erste Bereich 20 ortsfest. Dementsprechend drehen sich die Kamera 14 und die Lichtquellen 22 nicht um die Drehachse 24 mit, wenn der Lenkradkranz 18 um die Drehachse 24 gedreht wird.
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Der Lenkradtopf 16, welcher auch als Lenkradnabe bezeichnet werden kann, umfasst einen weiteren Bereich oder zweiten Bereich 26, in welchem eine Airbageinheit 28 des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, welche vorliegend lediglich schematisiert angedeutet ist. Die Airbageinheit 28 umfasst einen Airbag. Der erste Bereich 20 mit der Kamera 14 und der zweite Bereich 26 mit der Airbageinheit 28 teilen sich vorliegend die Mitte des Lenkrads 12. Sowohl der erste Bereich 20 mit der Kamera 14 als auch der zweite Bereich 26 mit der Airbageinheit 28 sind jedoch feststehend. Beim Lenken drehen sich somit die Kamera 14 sowie auch die Lichtquellen 22 nicht mit, und auch die Airbageinheit 28 dreht sich nicht mit.
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Insbesondere verbleibt beim Drehen des Lenkradkranzes 18 um die Drehachse 24 der gesamte Lenkradtopf 16 ortsfest. Hierfür können Speichen 30 des Lenkrads 12, welche sich von dem Lenkradkranz 18 hin zu dem Lenkradtopf 16 erstrecken, beispielsweise mit einer Hülse oder einem Mantelteil oder dergleichen verbunden sein, welche oder welches sich beim Drehen des Lenkradkranzes 18 um die Drehachse 24 und um den feststehenden Lenkradtopf 16 mitdreht.
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Durch einen jeweiligen Pfeil sind in 1 die Fahrzeughochachse z und die Fahrzeugquerachse y bei in das Kraftfahrzeug eingebautem Lenkrad 12 angegeben. Dementsprechend ist in Richtung der Fahrzeughochachse z die Kamera 14 oberhalb des zweiten Bereichs 26 angeordnet, in welchem sich die Airbageinheit 28 befindet (vergleiche 2).
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Die Fahrzeugquerachse y gibt auch eine Querrichtung des Lenkradtopfs 16 an. In dieser Querrichtung ist die Kamera 14 zwischen den beiden Lichtquellen 22 angeordnet, welche bevorzugt als Infrarotlichtquellen ausgebildet sind. Beispielsweise können die beiden Lichtquellen 22 als LEDs ausgebildet sein, welche Infrarotlicht abgeben.
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Sowohl die Kamera 14 als auch die Lichtquellen 22 sind unter einer Blende 32 oder dergleichen Abdeckung verbaut (vergleiche 2). Die Blende 32 kann derart eingefärbt oder mit einer Beschichtung versehen sein, dass das Infrarotlicht der Lichtquellen 22 hin zu einem Auge 34 eines Insassen des Kraftfahrzeugs, vorliegend des Fahrers des Kraftfahrzeugs, gelangen kann. Des Weiteren kann von dem Auge 34 beziehungsweise der Hornhaut des Auges 34 reflektiertes Infrarotlicht durch die Blende 32 hindurch zu der Kamera 14 gelangen.
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Die Blende 32 bewirkt jedoch, dass die Kamera 14 und die Lichtquellen 22 für den auf den Lenkradtopf 16 blickenden Insassen beziehungsweise Fahrer des Kraftfahrzeugs nicht sichtbar sind. Infolgedessen kann die Kamera 14 zwar den Augpunkt beziehungsweise das Auge 34 des Fahrers oder Insassen erkennen. Der Fahrer kann jedoch die Kamera 14 und die daneben angeordneten Lichtquellen 22, insbesondere Infrarotlichtquellen, nicht sehen. Somit sind die Kamera 14 und die Lichtquellen 22 gut verborgen.
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Durch die Anordnung der Kamera 14 im ersten Bereich 20 beziehungsweise oberen Bereich des Lenkradtopfs 16 kann die Kamera 14 in idealer Weise zur Erkennung einer Blickrichtung 36 des Insassen beziehungsweise Fahrers genutzt werden, welche in 2 durch eine Linie veranschaulicht ist. Denn durch die Positionierung der Kamera 14 im Bereich 20 des Lenkradtopfs 16 können die Pupillen in den Augenhöhlen des Auges 34 beziehungsweise das von der Hornhaut des Auges 34 reflektierte Licht der Lichtquellen 22 besonders gut erkannt werden.
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Eine Auswerteeinrichtung 38 der Vorrichtung 10 kann mit der Kamera 14 gekoppelt sein, um von der Kamera 14 gemachte Aufnahmen auszuwerten. Die Auswerteeinrichtung 38 ermöglicht so das Erkennen der Blickrichtung 36 des Insassen. In Abhängigkeit von der erkannten Blickrichtung 36 können dementsprechend Funktionseinheiten des Kraftfahrzeugs angesteuert werden.
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Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung eine Integration einer Infrarotkamera in das Lenkrad 12 zur Blickrichtungserkennung realisiert werden kann.
