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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und System zur Neigungsbestimmung eines Kraftfahrzeugs unter Einsatz einer Bildaufnahmeeinheit.
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Aus dem Stand der Technik ist es allgemein bekannt, die Neigung eines Kraftfahrzeugs durch Neigungssensoren, insbesondere mechanische oder elektrische Neigungssensoren, zu bestimmen. Mit solchen Neigungssensoren kann ermittelt werden, ob sich ein Kraftfahrzeug auf einer Steigung, einem Gefälle oder in einer Ebene befindet. Basierend auf diesen Neigungsinformationen kann beispielsweise eine Getriebefunktion, eine Motorfunktion, die Energiezufuhr oder eine anderweitige Betriebsfunktion des Kraftfahrzeugs angepasst werden. Insbesondere mit Blick auf die zunehmenden Anforderungen im Bereich des Emissionsschutzes und des energieeffizienten Fahrens, kann die exakte Ermittlung einer Fahrzeugneigung hilfreiche Informationen zur Optimierung von diesbezüglich nützlichen Betriebsparametern des Kraftfahrzeugs liefern.
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Beim Einsatz derartiger Neigungssensoren kommt es häufig zu Abweichungen zwischen einer tatsächlich vorliegenden Fahrzeugneigung und einer mittels eines Neigungssensors gemessenen Fahrzeugneigung. Diese Abweichungen können fertigungs-, montage-, oder auswertungsbedingt sein, weshalb häufig auf Kalibriermethoden zur Korrektur der Abweichungstoleranzen zurückgegriffen wird. Ferner unterliegen die bekannten Neigungssensoren häufig einem Präzisionsdrift, der über die Einsatzdauer der Neigungssensoren zunehmen kann.
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Aus der
DE 102 00 693 A1 ist beispielsweise ein Verfahren zum Kalibrieren eines Neigungssensors bekannt, bei dem in einem ersten Erfassungsschritt der Neigungssensor in einer vorgegebenen Anfangsorientierung angeordnet und ein erstes Sensorsignal erfasst wird. In wenigstens drei weiteren Erfassungsschritten wird der Neigungssensor jeweils durch Drehen in verschiedene, vorgegebene weitere Orientierungen im Raum gebracht und es werden jeweils entsprechende Sensorsignale erfasst. Ein solches Kalibrierverfahren ist kosten- und zeitaufwändig.
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Ferner sind derartige Kalibrierverfahren abhängig von der Funktionsfähigkeit des Neigungssensors.
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Entsprechend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und System zur Neigungsbestimmung eines Kraftfahrzeugs vorzuschlagen, welches eine alternative Möglichkeit zur Neigungsbestimmung eines Kraftfahrzeugs bereitstellt, und eine im Vergleich zu den aus dem Stand der Technik bekannten Methoden verringerte Fehleranfälligkeit aufweist.
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Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren gemäß dem Patentanspruch 1 und einem System gemäß dem Patentanspruch 10 gelöst.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können (auch über Kategoriegrenzen, beispielsweise zwischen Verfahren und Vorrichtung, hinweg) und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.
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Es sei ferner darauf hingewiesen, dass eine hierin verwendete, zwischen zwei Merkmalen stehende und diese miteinander verknüpfende Konjunktion „und/oder“ stets so auszulegen ist, dass in einer ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gegenstands lediglich das erste Merkmal vorhanden sein kann, in einer zweiten Ausgestaltung lediglich das zweite Merkmal vorhanden sein kann und in einer dritten Ausgestaltung sowohl das erste als auch das zweite Merkmal vorhanden sein können.
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So wird erfindungsgemäß ein Verfahren zur Neigungsbestimmung eines Kraftfahrzeugs unter Einsatz einer Bildaufnahmeeinheit vorgeschlagen, wobei die Bildaufnahmeeinheit derart an dem Kraftfahrzeug angeordnet ist, dass eine innerhalb eines vorgegebenen Teilbereichs einer Fahrzeugscheibe, insbesondere einer Windschutzscheibe, angeordnete Referenzstelle - bei Einfall von Sonnenlicht auf den Teilbereich der Fahrzeugscheibe - auf einem Bildaufnahmesensor der Bildaufnahmeeinheit eine Schatten-Abbildung erzeugt, umfassend die folgenden Schritte:
- a. Bestimmen einer Null-Position der Schatten-Abbildung auf dem Bildaufnahmesensor, die zu einer Position der Schatten-Abbildung bei Einfall von Sonnenlicht auf den Teilbereich der Fahrzeugscheibe in einem Einfallwinkel von 90° und einer bekannten Fahrzeugneigung korrespondiert;
- b. Erfassen einer Ist-Position der Schatten-Abbildung auf dem Bildaufnahmesensor bei Einfall von Sonnenlicht auf den Teilbereich der Fahrzeugscheibe in einem realen Einfallwinkel;
- c. Berechnen einer Positionsdifferenz zwischen der Null-Position und der Ist-Position;
- d. Ermitteln eines die Fahrzeugneigung repräsentierenden Lagewinkels, insbesondere eines Fahrzeugnick- und/oder Rollwinkels, auf Basis der Positionsdifferenz.
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Unter einer „Neigung“ kann im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere ein Fahrzeugnickwinkel oder ein Fahrzeugrollwinkel zu verstehen sein. Unter einem Nickwinkel ist ein Drehwinkel (bzw. Neigungswinkel) des Kraftfahrzeugs um eine Fahrzeugquerachse zu verstehen. Die Fahrzeugquerachse ist jene Achse des Kraftfahrzeugs, die quer zur längsten Ausdehnung des Kraftfahrzeugs steht. In diesem Zusammenhang ist unter einer Fahrzeugquerachse jedoch nicht die Fahrzeughochachse zu verstehen. Unter einem Fahrzeugrollwinkel ist ein Drehwinkel (bzw. Neigungswinkel) des Kraftfahrzeugs um eine sich entlang der längsten Ausdehnung des Kraftfahrzeugs erstreckende Längsachse zu verstehen.
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Unter der „bekannten Fahrzeugneigung“ ist eine definierte bzw. festgelegte Fahrzeugneigung zu verstehen, insbesondere eine Fahrzeugneigung von 0° in Bezug zu einer Ebene eines Untergrunds, auf welchem das Kraftfahrzeug positioniert ist.
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Unter einer „Bildaufnahmeeinheit“ kann im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere eine Kameraeinheit zu verstehen sein, mit welcher statische und/oder bewegte Bilder aufgenommen werden können. Bei der Bildaufnahmeeinheit kann es sich insbesondere um eine standardmäßig in einem Kraftfahrzeug verbaute Kameraeinheit handeln, die beispielsweise im Fahrzeugfrontbereich oder im Fahrzeugheckbereich angeordnet und zur Einparkunterstützung, zur Objekterkennung oder Fahrtunterstützung eingesetzt wird. Entsprechend kann eine solche - ohnehin in einem Kraftfahrzeug vorgesehene Kameraeinheit - zur Neigungsbestimmung des Kraftfahrzeugs herangezogen werden. Ein mit der Erfindung vorgeschlagenes Verfahren kann also auch bei bestehenden Kraftfahrzeugen eingesetzt werden, ohne diese aufwendig umzurüsten. Gleichwohl kann ein erfindungsgemäßes System auch unmittelbar bei der Fertigung von Neufahrzeugen in diesen implementiert werden (ab Werk Ausstattung mit dem System), so dass sich diese ebenfalls ein erfindungsgemäßes Verfahren zu Nutze machen können. Nebst der Ausbildung als Kameraeinheit können aber auch anderweitige Sensoren als Bildaufnahmeeinheit verwendet werden, solange damit diese eine Differenzierung zwischen einer Schatten-Abbildung der Referenzstelle und umliegenden Bereichen erfolgen kann, beispielsweise mit einem Licht- oder Helligkeitssensor. Die Bildaufnahmeeinheit ist vorzugsweise im Fahrzeuginneren angeordnet, insbesondere Kontakt mit Feuchtigkeit und Schmutz zu vermeiden, ist jedoch nicht auf eine solche Anordnung festgelegt. Bei der Bildaufnahmeeinheit kann es sich auch um eine Kameraeinheit eines mobilen Endgeräts eines Fahrzeuginsassen handeln, welches an geeigneter Position im Kraftfahrzeug angeordnet und positioniert wird, insbesondere derart, dass die innerhalb eines vorgegebenen Teilbereichs einer Fahrzeugscheibe, insbesondere einer Windschutzscheibe, angeordnete Referenzstelle - bei Einfall von Sonnenlicht auf den Teilbereich der Fahrzeugscheibe - auf einem Bildaufnahmesensor der Bildaufnahmeeinheit eine Schatten-Abbildung erzeugt.
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Bei der Referenzstelle kann es sich um eine Markierung, Abdunkelung, Abdeckung, Einfärbung oder ähnliches handeln, die bei Sonneneinstrahlung von fahrzeugaußen, eine Schatten-Abbildung der Referenzstelle auf dem Bildaufnahmesensor der Bildaufnahmeeinheit erzeugt. Die Referenzstelle ist in ihrer Form nicht festgelegt, beispielsweise kann es sich um einen Punkt, eine Linie oder eine Fläche (z.B. ein Quadrat, ein Rechteck, ein Dreieck, ein Polygon, einen Kreis etc.) handeln. Die Referenzstelle kann beispielsweise auch bei der Fertigung der Fahrzeugscheibe in das Scheibenmaterial integriert werden, beispielsweise in Form einer Einfärbung. Bei bereits bestehenden Kraftfahrzeugen kann die Referenzstelle beispielsweise auch durch eine Klebeverbindung auf der Fahrzeugscheibe angebracht werden.
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Wie durch die Verwendung der Bezeichnung „Bestimmen“ einer Null-Position der Schatten-Abbildung im Verfahrensschritt a. zum Ausdruck kommend, kann die Null-Position insbesondere auf rechnerischem Wege bestimmt werden (d.h. ohne Messung der Position der Schatten-Abbildung). Gleichsam ist es aber auch nicht ausgeschlossen, dass die Null-Position initial (z.B. vor Fahrtantritt, bei einer Wartung des Kraftfahrzeugs oder vor Auslieferung des Kraftfahrzeugs an einen Kunden) bestimmt wird, sei es rechnerisch oder im Wege einer Kalibration (beispielsweise durch Beleuchten mit Licht in einem Winkel von 90° relativ zur Oberfläche einer Fahrzeugscheibe. Die Bestimmung der Null-Position kann unter Einsatz eines geeigneten Algorithmus erfolgen. Bei der Bestimmung der Null-Position muss die Fahrzeugneigung bekannt sein. Idealerweise beträgt die Fahrzeugneigung bei der Bestimmung (sei diese rechnerisch oder messtechnisch basiert) 0° in Bezug auf eine Ebene eines Untergrunds, auf welchem das Fahrzeug positioniert ist.
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Da sich die Größe und Form der Schatten-Abbildung auf dem Bildaufnahmesensor je nach Einfallwinkel des Sonnenlichts ändern kann, kann die Position der Schatten-Abbildung anhand eines festgelegten Erscheinungsmerkmals der Schatten-Abbildung bestimmt werden, beispielsweise durch den Mittelpunkt. Entsprechend lässt sich auch die Positionsdifferenz (zwischen Null-Position und Ist-Position) durch die Verschiebung eines festgelegten Erscheinungsmerkmals der Schatten-Abbildung berechnen, beispielsweise durch eine Mittelpunkt-Verschiebung. Gleichsam kann aber auch ein Rand, ein Randpunkt, eine Fläche, die Kontur etc. der Schatten-Abbildung als Erscheinungsmerkmal ausgewählt werden, anhand dessen Verschiebung die Positionsdifferenz der Schatten-Abbildung berechnet wird.
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Wie schon erwähnt wird getreu dem Verfahrensschritt b. eine Ist-Position der Schatten-Abbildung auf dem Bildaufnahmesensor bei Einfall von Sonnenlicht auf den Teilbereich der Fahrzeugscheibe in einem realen Einfallwinkel erfasst. Die Schatten-Abbildung wird dabei zunächst in ihrer vollständigen Größe und Form aufgenommen. Die Ist-Position wird sodann in einem Folgeschritt erfasst bzw. bestimmt, insbesondere durch Erfassen der Position eines festgelegten Erscheinungsmerkmals der aufgenommenen Schatten-Abbildung.
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Das mit der Erfindung vorgeschlagene Verfahren lässt sich in besonders einfacher Weise in bereits bestehende Fahrzeuge integrieren. Bei vielerlei Fahrzeuge kann auf das Vorsehen zusätzlicher Hardwarekomponenten gänzlich verzichtet werden (viele Fahrzeuge verfügen standardmäßig über in Nähe zu Fahrzeugscheiben angeordnete Kameraeinheiten, die zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden können). Zur Umsetzung des Verfahrens ist es dann lediglich notwendig eine (kleine) Referenzstelle auf einer Fahrzeugscheibe vorzusehen.
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Nach einer ersten Ausgestaltung eines mit der Erfindung vorgeschlagenen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Null-Position der Schatten-Abbildung unter Berücksichtigung eines Fahrzeugstandorts, einer Fahrzeugausrichtung, einer Uhrzeit, der Anordnung der Bildaufnahmeeinheit, einer Position und Ausrichtung der Fahrzeugscheibe, und/oder Lichtbrechungseigenschaften der Fahrzeugscheibe bestimmt wird. Über den Fahrzeugstandort, die Fahrzeugausrichtung und die Uhrzeit kann der Sonnenstand berücksichtigt werden, einer zentralen Information zur Bestimmung der Null-Position der Schatten-Abbildung.
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Dabei kann es sich um separate Verfahrensschritte handeln nämlich:
- - Bestimmen des Fahrzeugstandorts;
- - Bestimmen der Fahrzeugausrichtung;
- - Bestimmen der Uhrzeit.
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Die genannten Schritte können auch parallel (also möglichst zeitgleich) durchgeführt werden, denn bei einer Neigungsbestimmung während der Fahrt können die genannten Parameter variieren, weshalb eine zu langsam ausgeführte Verfahrensführung zur Beeinträchtigung der Genauigkeit der Neigungsbestimmung führen kann.
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Informationen zur Anordnung der Bildaufnahmeeinheit, einer Position und Ausrichtung der Fahrzeugscheibe, und/oder Lichtbrechungseigenschaften der Fahrzeugscheibe werden durch den Verfahrensschritts eines Datenabrufs, beispielsweise von in einer zentralen Steuer- und Auswerteeinheit des Kraftfahrzeugs hinterlegten Angaben zu den vorgenannten Kenndaten, abgerufen. Die genannten Schritte können Teil des o.g. Verfahrensschritts a. sein.
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Die genannten Parameter werden bei der Bestimmung (dabei handelt es sich insbesondere um eine Berechnung) der Null-Position berücksichtigt und einbezogen. Die Anordnung der Bildaufnahmeeinheit, die Position und Ausrichtung der Fahrzeugscheibe und Lichtbrechungseigenschaften der Fahrzeugscheibe können dabei als vorbekannte Parameter in einer Steuer- und Auswerteeinheit des Kraftfahrzeugs (bzw. einem zugehörigen Datenspeicher) abgelegt werden, auf welche bei Ausführung des Verfahrens zugegriffen werden kann, um die genannten Informationen abzurufen. Die „Anordnung der Bildaufnahmeeinheit“ betrifft insbesondere Informationen zur Position und zur Ausrichtung der Bildaufnahmeeinheit. Entsprechend können diesbezügliche Positionskoordinaten der Bildaufnahmeeinheit hinterlegt sein.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung eines mit der Erfindung vorgeschlagenen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass der Fahrzeugstandort im Wege einer GPS-Standortermittlung bestimmt werden, beispielsweise unter Einsatz einer GPS-Einheit. Ist in dem Fahrzeug keine GPS-Einheit verbaut, so kann die GPS-Standortermittlung auch durch ein anderweitige GPS-Einheit vollzogen werden, beispielsweise mittels einer in einem mobilen Endgerät eines Fahrzeuginsassen vorhandenen GPS-Einheit oder einer GPS-Einheit eines mobilen Navigationssystems. Eine in einem Fahrzeug verbaute GPS-Einheit kann Teil eines fahrzeugeigenen Navigationssystems sein.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung kann die Fahrzeugausrichtung durch einen Kompass des Kraftfahrzeugs bestimmt werden. Ferner kann die Fahrzeugausrichtung durch einen anderweitigen Kompass, beispielsweise durch eines in einem mobilen Endgerät eines Fahrzeuginsassen vorhandenen Kompass, bestimmt werden.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung eines mit der Erfindung vorgeschlagenen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass eine Mehrzahl von Bildaufnahmeeinheiten eingesetzt wird, wobei eine jede Bildaufnahmeeinheit jeweils derart an dem Kraftfahrzeug angeordnet ist, dass - in Bezug auf eine jeweilige Bildaufnahmeeinheit - eine innerhalb eines vorgegebenen Teilbereichs einer Fahrzeugscheibe angeordnete Referenzstelle - bei Einfall von Sonnenlicht auf den Teilbereich der Fahrzeugscheibe - auf einem Bildaufnahmesensor der Bildaufnahmeeinheit eine Schatten-Abbildung erzeugt. Nach einer weiteren Ausgestaltung kann dabei vorgesehen sein, dass die Bildaufnahmeeinheiten unterschiedlichen Fahrzeugscheiben des Kraftfahrzeugs zugeordnet sind, beispielsweise einer Windschutzscheibe, einer Heckscheibe und/oder Seiten-Fensterscheibe des Kraftfahrzeugs. Das Vorsehen einer Mehrzahl von Bildaufnahmeeinheiten an unterschiedlichen Fahrzeugscheiben, und erlaubt es bei unterschiedlichen Sonnenständen zum Kraftfahrzeug bzw. bei unterschiedlichen Fahrzeugausrichtungen des Kraftfahrzeugs relativ zur Sonne zuverlässig eine Fahrzeugneigung zu ermitteln. Fährt ein Kraftfahrzeug beispielsweise in einer zur Sonneneinstrahlung abgewandten Richtung, so kann die Fahrzeugneigung über eine der Heckscheibe zugeordnete Bildaufnahmeeinheit bestimmt werden. Sind mehrere Bildaufnahmeeinheiten an unterschiedlichen Fahrzeugscheiben vorgesehen, so ist an den jeweiligen Fahrzeugscheiben auch eine entsprechende Referenzstelle zur Erzeugung einer jeweiligen Schatten-Abbildung vorgesehen. Das Vorsehen mehrerer Bildaufnahmeeinheiten reduziert zudem die Fehleranfälligkeit bei der Neigungsbestimmung bzw. erhöht die Präzision bzw. Redundanz bei der Neigungsbestimmung.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung eines mit der Erfindung vorgeschlagenen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass das Verfahren unter Einsatz einer zentralen Steuer- und Auswerteeinheit des Kraftfahrzeugs ausgeführt wird. Sämtliche Schritte, die eine Ermittlung, Berechnung, Bestimmung oder Auswertung von Daten betreffen, können mit einer solchen Steuer- und Auswerteeinheit ausgeführt werden. Dazu kann die zentrale Steuer- und Auswerteeinheit mit der/den Bildaufnahmeeinheit(en) sowie mit einer GPS-Einheit, einer Kompasseinheit und einer Uhr des Kraftfahrzeugs signaltechnisch verbunden sein. Die Steuer- und Auswerteeinheit verfügt über geeignete Signal- oder Datenschnittstellen, die eine Verbindung mit den genannten Funktionseinheiten erlauben. Die entsprechenden Daten (z.B. eine Ist-Position der Schatten-Abbildung der Referenzstelle) werden von den einzelnen Funktionseinheiten (die Ist-Position der Schatten-Abbildung beispielsweise von der Bildaufnahmeeinheit) an die Steuer- und Auswerteeinheit weitergeleitet, sodass diese eine Fahrzeugneigung bestimmen kann. Auf Basis der ermittelten Fahrzeugneigung kann die Steuer- und Auswerteeinheit einen Steuerbefehl auslösen, der an eine zugehörige Komponente des Fahrzeugs, beispielsweise eine Getriebekomponente, eine Motorkomponente etc. weitergegeben wird, um dort eine Zustandsänderung, beispielsweise eine Drehzahlerhöhung, herbeizuführen. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die zentrale Steuer- und Auswerteeinheit Informationen zum Fahrzeugstandort, der Fahrzeugausrichtung, und/oder der Uhrzeit über eine mobile Internetverbindung bezieht. Dazu kann das Fahrzeug ein Kommunikationsmodul zur drahtlosen und mobilen Verbindung mit dem Internet aufweisen, oder aber ein mobiles Endgerät eines Fahrzeuginsassen wird mit der zentralen Steuer- und Auswerteeinheit gekoppelt (kabelgebunden oder kabellos) und versorgt die Steuer- und Auswerteeinheit mit Informationen zum Fahrzeugstandort, der Fahrzeugausrichtung, und/oder der Uhrzeit.
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An geeigneter Stelle des beschriebenen Verfahrens können Plausibilitätskontrollen durchgeführt werden, beispielsweise im Anschluss an die Berechnung der Positionsdifferenz zwischen Null-Position und Ist-Position der Schatten-Abbildung oder nach der Ermittlung der Fahrzeugneigung. Im letzteren Fall kann die Plausibilitätskontrolle durch Vergleich einer erfindungsgemäß ermittelten Neigung mit einer über einen Neigungssensor des Kraftfahrzeugs bestimmten Neigung durchgeführt werden. Das hier vorgeschlagene Verfahren kann auch zur Korrektur oder Kalibration von klassischen Neigungssensoren eingesetzt werden.
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Wie erwähnt wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe auch durch ein System zur Neigungsbestimmung eines Kraftfahrzeugs gelöst.
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Nachfolgend seien die Merkmale eines erfindungsgemäß vorgeschlagenen Systems sowie Ausgestaltungen des Systems beschrieben. Erwähnt sei jedoch, dass sämtliche der vorangehend beschriebenen Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen Verfahrens ohne Weiteres auch mögliche Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen Systems darstellen können. Um Wiederholungen zu vermeiden, seien sämtliche der vorangehend beschriebenen Ausgestaltungen auch in das erfindungsgemäß vorgeschlagene System einbezogen.
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Ein erfindungsgemäßes System umfasst eine Bildaufnahmeeinheit, die derart an dem Kraftfahrzeug angeordnet ist, dass eine innerhalb eines vorgegebenen Teilbereichs einer Fahrzeugscheibe, insbesondere einer Windschutzscheibe, angeordnete Referenzstelle - bei Einfall von Sonnenlicht auf den Teilbereich der Fahrzeugscheibe - auf einem Bildaufnahmesensor der Bildaufnahmeeinheit eine Schatten-Abbildung erzeugt, wobei die Bildaufnahmeeinheit dazu ausgebildet und eingerichtet ist, eine Ist-Position der Schatten-Abbildung auf dem Bildaufnahmesensor bei Einfall von Sonnenlicht auf den Teilbereich der Fahrzeugscheibe in einem realen Einfallwinkel zu erfassen;
- a. eine in dem Kraftfahrzeug angeordnete zentrale Steuer- und Auswerteeinheit, die dazu ausgebildet und eingerichtet ist,
- i. eine Null-Position der Schatten-Abbildung auf dem Bildaufnahmesensor zu bestimmen, die zu einer Position der Schatten-Abbildung bei Einfall von Sonnenlicht auf den Teilbereich der Fahrzeugscheibe in einem Einfallwinkel von 90° korrespondiert,
- ii. eine Positionsdifferenz zwischen der Null-Position und der Ist-Position zu berechnen, und
- iii. einen die Fahrzeugneigung repräsentierenden Lagewinkel, insbesondere einen Fahrzeugnick- und/oder Rollwinkel, auf Basis der Positionsdifferenz zu ermitteln.
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Nach einer ersten Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Systems kann vorgesehen sein, dass die zentrale Steuer- und Auswerteeinheit ferner dazu ausgebildet und eingerichtet ist, die Null-Position der Schatten-Abbildung unter Berücksichtigung eines Fahrzeugstandorts, einer Fahrzeugausrichtung, einer Uhrzeit, der Anordnung der Bildaufnahmeeinheit, einer Position und Ausrichtung der Fahrzeugscheibe, und/oder Lichtbrechungseigenschaften der Fahrzeugscheibe zu bestimmen.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Systems kann eine Mehrzahl von Bildaufnahmeeinheiten vorgesehen sein, wobei eine jede Bildaufnahmeeinheit jeweils derart an dem Kraftfahrzeug angeordnet ist, dass - in Bezug auf eine jeweilige Bildaufnahmeeinheit - eine innerhalb eines vorgegebenen Teilbereichs einer Fahrzeugscheibe angeordnete Referenzstelle - bei Einfall von Sonnenlicht auf den Teilbereich der Fahrzeugscheibe - auf einem Bildaufnahmesensor der Bildaufnahmeeinheit eine Schatten-Abbildung erzeugt.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Systems kann vorgesehen sein, dass die Bildaufnahmeeinheiten unterschiedlichen Fahrzeugscheiben des Kraftfahrzeugs zugeordnet sind, beispielsweise einer Windschutzscheibe, einer Heckscheibe und/oder Seiten-Fensterscheibe des Kraftfahrzeugs.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Systems kann vorgesehen sein, dass die zentrale Steuer- und Auswerteeinheit mit der/den Bildaufnahmeeinheit(en) sowie mit einer GPS-Einheit, einer Kompasseinheit und einer Uhr des Kraftfahrzeugs signaltechnisch verbunden ist.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Systems kann vorgesehen sein, dass die zentrale Steuer- und Auswerteeinheit dazu ausgebildet und eingerichtet ist, die Null-Position der Schatten-Abbildung unter Berücksichtigung eines mit der GPS-Einheit ermittelten Fahrzeugstandorts, einer mit der Kompasseinheit ermittelten Fahrzeugausrichtung, einer mit der Uhr ermittelten Uhrzeit, der Anordnung der Bildaufnahmeeinheit, einer Position und Ausrichtung der Fahrzeugscheibe, und/oder Lichtbrechungseigenschaften der Fahrzeugscheibe zu bestimmen.
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Ein erfindungsgemäß vorgeschlagenes System ist in vorteilhafter Weise dazu ausgebildet und eingerichtet ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispiels der Erfindung, welches im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert wird. In dieser Zeichnung zeigt schematisch:
- 1 eine Darstellung zur Illustration des dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. Systems zugrunde liegenden Prinzips der Neigungsbestimmung.
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In der 1 ist das Grundprinzip des mit der Erfindung vorgeschlagenen Verfahrens bzw. Systems zur Neigungsbestimmung eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Kernbestandteil ist eine Bildaufnahmeeinheit 1, die im Fahrzeuginnenraum in Nähe einer Fahrzeugscheibe 3, hier einer Windschutzscheibe, angeordnet ist.
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Dabei ist die Bildaufnahmeeinheit 1 derart an dem Kraftfahrzeug angeordnet, dass eine innerhalb eines vorgegebenen Teilbereichs 2 der Fahrzeugscheibe 3, angeordnete Referenzstelle 4 (dargestellt durch einen Punkt) - bei Einfall von Sonnenlicht 5 auf den Teilbereich 2 der Fahrzeugscheibe 3 - auf einem Bildaufnahmesensor 6 der Bildaufnahmeeinheit 1 eine Schatten-Abbildung 7 (dargestellt durch einen Punkt) erzeugt.
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Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zunächst eine Null-Position 10 der Schatten-Abbildung 7 auf dem Bildaufnahmesensor 6 bestimmt. Die Null-Position 10 korrespondiert zu einer Position der Schatten-Abbildung 7 bei Einfall von Sonnenlicht 5' auf den Teilbereich 2 der Fahrzeugscheibe 3 in einem Einfallwinkel von 90°, also einem Einfall des Sonnenlichts 5 in einer Oberflächennormalen auf die Fahrzeugscheibe 3. Die Null-Position 10 der Schatten-Abbildung 7 der Referenzstelle 4 wird rechnerisch ermittelt. Dabei wird der Fahrzeugstandort, eine Fahrzeugausrichtung, eine Uhrzeit, die Anordnung der Bildaufnahmeeinheit 1, eine Position und Ausrichtung der Fahrzeugscheibe 3, und/oder Lichtbrechungseigenschaften der Fahrzeugscheibe 3 berücksichtigt.
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Alternativ kann die Null-Position 10 im Wege einer Kalibration unter Einstrahlung von Licht in einem Winkel von 90° auf die Fahrzeugscheibe 3 ermittelt werden.
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Im Anschluss an die Bestimmung der Null-Position, wird verfahrensgemäß eine Ist-Position 20 der Schatten-Abbildung 7 auf dem Bildaufnahmesensor 6 bei Einfall von Sonnenlicht 5 auf den Teilbereich 2 der Fahrzeugscheibe 3 in einem realen Einfallwinkel erfasst. Nach dem Berechnen einer Positionsdifferenz Δ zwischen der Null-Position 10 und der Ist-Position 20, wird ein die Fahrzeugneigung repräsentierender Lagewinkel, insbesondere ein Fahrzeugnick- und/oder Rollwinkel, auf Basis der Positionsdifferenz Δ ermittelt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bildaufnahmeeinheit
- 2
- Teilbereich
- 3
- Fahrzeugscheibe
- 4
- Referenzstelle
- 5
- Sonnenlicht
- 5'
- Sonnenlicht
- 6
- Bildaufnahmesensor
- 7
- Schatten-Abbildung
- 10
- Null-Position
- 20
- Ist-Position
- Δ
- Positionsdifferenz
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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