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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Bildaufnahmeeinrichtung eines Fahrzeugs, wobei die Bildaufnahmeeinrichtung wenigstens eine Kamera und wenigstens eine Anzeigeeinrichtung umfasst, wobei die Kamera einen Bildsensor zum Erfassen eines einen Teilbereich einer Fahrzeugumgebung umfassenden Aufnahmebereichs aufweist. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Bildaufnahmeeinrichtung sowie ein Fahrzeug.
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In Fahrzeugen können Bildaufnahmeeinrichtungen, welche einen Teil des Fahrzeugumfelds erfassen, zur Bereitstellung von Fahrerassistenzfunktionen verwendet werden. Dabei können zum Beispiel über eine oder mehrere Kameras aufgenommene Bilder und/oder aus diesen Bildern synthetisierte Darstellungen auf einer Anzeigeeinrichtung einem Fahrer des Fahrzeugs angezeigt werden. Dadurch kann die Umgebungswahrnehmung für den Fahrer und somit auch die Manövrierbarkeit des Fahrzeugs verbessert werden. Insbesondere können dabei auch Bereiche, welche aus dem Inneren des Kraftfahrzeugs nicht unmittelbar einsehbar sind, für den Fahrer sichtbar gemacht werden. Dies erleichtert beispielsweise das Rangieren auf engem Raum und/oder mit dem Fahrzeug durchzuführende Parkvorgänge.
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Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, das Kamerasichtfeld der Umfeldkameras eines Fahrzeugs in Abhängigkeit von einem aktuellen Betriebszustand des Fahrzeugs anzupassen, um dem Fahrer des Fahrzeugs eine verbesserte Umgebungswahrnehmung zu ermöglichen.
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So beschreibt die Druckschrift
US 2015/0350607 A1 eine Vorrichtung zur Darstellung einer Fahrzeugumgebung, welche mehrere Kameras umfasst. Die von den Kameras erfassten Umgebungsbereiche können dabei geschwindigkeitsabhängig verändert werden, indem die Kameras mechanisch verkippt und/oder rotiert werden. Eine Verkippung bzw. eine Rotation der Kameras erfolgt dabei durch ein Verkippen bzw. Rotieren eines Bildsensors der Kamera und/oder einer Linse der Kameraoptik.
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In
DE 10 2008 039 136 A1 wird ein Kamerasystem für ein Fahrzeug mit einer am Fahrzeug angebrachten Kameraeinheit zum Einsehen eines Bereichs außerhalb des Fahrzeugs beschrieben. Das Kamerasystem umfasst eine Bildverarbeitungseinheit, die Bilddaten von der Kameraeinheit empfängt, und eine Anzeigeeinheit zum Anzeigen eines aus den Bilddaten erzeugten Bildschirmbildes. Die Anzeigeeinheit ist für einen Übergang zwischen einem durch einen ersten Sichtwinkel definierten Bildschirmbild und einem durch einen zweiten Sichtwinkel definierten Bildschirmbild ansteuerbar.
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Druckschrift
DE 10 2014 016 612 A1 betrifft ein Verfahren zur Darstellung von Umgebungsinformationen in einem Fahrzeug, wobei Bilder einer dem Fahrzeug vorausliegenden Umgebung zeitlich nacheinander erfasst werden und in Abhängigkeit einer Fahrzeuggeschwindigkeit vergrößerte Ausschnitte der erfassten Bilder derart gewählt und zeitlich nacheinander als Video-Vollbild dargestellt werden, dass ein Vergrößerungsgrad mit wachsender Fahrzeuggeschwindigkeit steigt. Dabei werden die vergrößerten Ausschnitte derart gewählt, dass das Video-Vollbild zumindest einem in der vorausliegenden Umgebung des Fahrzeugs befindlichen Objekt nachgeführt wird.
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Druckschrift
DE 10 2013 015 847 B3 offenbart ein Sichtsystem für ein Fahrzeug mit einer an dem Fahrzeug angebrachten Aufnahmeeinheit mit mindestens einem Aufnahmegerät, einer Berechnungseinheit und einer Wiedergabeeinheit. Das Aufnahmegerät ist dazu angepasst, einen Aufnahmebereich hinter dem Fahrzeug zu erfassen, der zumindest einen im Wesentlichen unverzerrten nach hinten gerichteten Aufnahmebereich hinter dem Fahrzeug und einen im Wesentlichen nach unten gerichteten Aufnahmebereich hinter dem Fahrzeug enthält. Das Sichtsystem ist dazu angepasst, aus dem Aufnahmebereich ein erstes Bild zu extrahieren, das dem unverzerrten Aufnahmebereich entspricht, und ein zweites Bild zu extrahieren, das dem nach unten gerichteten Aufnahmebereich entspricht, und auf der Wiedergabeeinheit das erste Bild in einem oberen Bildbereich und das zweite Bild in einem unteren Bildbereich darzustellen.
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In
DE 69618192 T2 wird ein Rückblicksystem für ein Fahrzeug, umfassend wenigstens zwei Bilderfassungsvorrichtungen, die am Fahrzeug positioniert und in Bezug auf die Fahrrichtung des Fahrzeugs rückwärts gerichtet sind, offenbart. Das Rückblicksystem umfasst weiterhin ein Anzeigesystem, das ein Bild anzeigt, das von den Ausgaben der genannten Bilderfassungsvorrichtungen synthetisiert wird, wobei das synthetisierte Bild einer hinten gelegenen Panoramaansicht von einem einzelnen Ort aus ohne überflüssige Duplikatbilder von Objekten entspricht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein demgegenüber verbessertes Verfahren anzugeben, welches insbesondere eine verbesserte Anpassbarkeit der Umgebungsdarstellung an einen aktuellen Fahrbetrieb ermöglicht.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass auf der Anzeigeeinrichtung ein Ausschnitt des von der Kamera über den Bildsensor erfassten Aufnahmebereichs dargestellt wird, wobei die Größe und/oder die Lage des dargestellten Ausschnitts innerhalb des erfassten Aufnahmebereichs in Abhängigkeit einer aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeugs eingestellt wird.
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Bei dem Fahrzeug kann es sich zum Beispiel um einen Personenkraftwagen, einen Lastkraftwagen, einen Anhänger oder um ein schienengebundenes Fahrzeug handeln. Grundsätzlich ist die Erfindung jedoch nicht auf bestimmte Fahrzeugtypen beschränkt, sodass auch weitere Ausgestaltungen des Fahrzeugs möglich sind. Das Fahrzeug umfasst eine Bildaufnahmeeinrichtung mit einer oder mehreren Kameras, welche jeweils einen Teilbereich der Fahrzeugumgebung erfassen. Bei der Verwendung mehrerer Kameras ist es möglich, dass die Aufnahmebereiche von zwei oder mehreren der Kameras jeweils teilweise überlappen. Die Kamera oder die Kameras der Bildaufnahmeeinrichtung können zum Beispiel an der Fahrzeugkarosserie des Fahrzeugs, beispielsweise an einer Stoßstange, einem Kühlergrill, einer Heckklappe oder an den Seitenspiegeln des Fahrzeugs, angeordnet sein. Auch weitere Anordnungspositionen für die Kameras sind abhängig von dem Typ des Fahrzeugs möglich.
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Eine Kamera der Bildaufnahmeeinrichtung weist einen Bildsensor auf, mittels dem der Aufnahmebereich der Kamera erfasst wird. Auf dem Bildsensor wird also ein Teilbereich der Fahrzeugumgebung abgebildet und insbesondere in ein weiterzuverarbeitendes, elektrisches Signal umgesetzt. Zusätzlich zu der wenigstens einen Kamera umfasst die Bildaufnahmeeinrichtung auch eine Anzeigeeinrichtung, auf der insbesondere einem Fahrer oder einem Insassen des Fahrzeugs grafische Informationen dargestellt werden können. Bei der Anzeigeeinrichtung kann es sich zum Beispiel um ein in einem Innenraum des Fahrzeugs angeordnetes Display handeln.
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Auf der Anzeigeeinrichtung wird ein Ausschnitt des von der Kamera über den Bildsensor erfassten Aufnahmebereichs dargestellt. Dies bedeutet, dass der auf der Anzeigeeinrichtung dargestellte Ausschnitt der Fahrzeugumgebung kleiner ist als der von der Kamera erfasste bzw. auf dem Bildsensor abgebildete Aufnahmebereich der Kamera. Mit anderen Worten weist die Kamera also einen Sichtbereich auf, welcher größer ist als die entsprechende Darstellung auf der Anzeigeeinrichtung.
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Erfindungsgemäß wird abhängig von einer aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeugs der auf der Anzeigeeinrichtung dargestellte Ausschnitt innerhalb des erfassten Aufnahmebereichs verändert. Diese ermöglicht es, in Abhängigkeit der aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeuges einen anderen Umgebungsbereich bzw. einen verschobenen und somit zumindest teilweise veränderten Umgebungsbereich auf der Anzeigeeinrichtung darzustellen. Vorteilhaft kann dadurch die Umgebungsdarstellung, welche von einem Fahrer eingesehen werden kann, an den aktuellen Betriebszustand des Kraftfahrzeugs angepasst werden.
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Eine Anpassung der Größe des Aufnahmebereichs ermöglicht es dabei auch einen größeren Ausschnitt der Umgebung darzustellen bzw. bei einer Verringerung der Größe einen kleineren Ausschnitt entsprechend größer auf der Anzeigeeinrichtung darzustellen. Zusätzlich oder alternativ zu der Größe des Aufnahmebereichs kann auch die Lage des dargestellten Ausschnitts innerhalb des erfassten Aufnahmebereichs angepasst werden. Dadurch kann eine Änderung des auf der Anzeigeeinrichtung dargestellten Ausschnitts der Fahrzeugumgebung erzeugt werden, welche einem Verkippen bzw. einer Rotation oder einem Verschwenken der Kamera entspricht, ohne dass eine mechanische Bewegung der Kamera erforderlich ist.
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Durch das Verschieben des auf der Anzeigeeinrichtung dargestellten Ausschnitts kann somit ein virtuelles Verschwenken bzw. Rotieren der Kamera umgesetzt werden. Vorteilhaft vereinfacht dies den Aufbau der Bildaufnahmeeinrichtung, da eine tatsächliche mechanische Bewegbarkeit der wenigstens einen Kamera nicht erforderlich ist. Die wenigstens eine Kamera der Bildaufnahmeeinrichtung sowie der Bildsensor der Kamera können daher insbesondere ortsfest und unbeweglich an dem Fahrzeug befestigt sein. Mit anderen Worten können insbesondere die relative Orientierung zwischen der Kamera bzw. dem Bildsensor und der Fahrzeugkarosserie bzw. eines die Kamera tragenden Karosserieabschnitts wie eines Seitenspiegels, einer Frontklappe, einer Tür oder einer Heckklappe, unveränderlich sein. Vorteilhaft kann auf Mechanik sowie auf Aktoren zur Änderung der Kameraausrichtung verzichtet werden.
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Weiterhin werden durch das Anpassen der Größe und/oder der Lage des auf der Anzeigeeinrichtung dargestellten Ausschnitts auch Darstellungen ermöglicht, welche durch ein mechanisches Versschwenken der Kamera nicht oder nur sehr aufwändig zu realisieren wären. Vorteilhaft kann dem Fahrer abhängig von der aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeugs jeweils ein für die aktuelle Situation besonders relevanter Teil der Fahrzeugumgebung auf der Anzeigeeinrichtung angezeigt werden. Weniger oder nicht relevante Bereiche können dabei vorteilhaft nicht mehr dargestellt werden, sodass der Fahrer schnell und intuitiv die im aktuellen Fahrzustand des Fahrzeugs wesentlichen Umgebungseigenschaften erkennen und bei der Bedienung des Fahrzeugs berücksichtigen kann.
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Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass bei abnehmender Geschwindigkeit des Fahrzeugs der Ausschnitt in Richtung einer unteren Kante des Aufnahmebereichs vergrößert oder versetzt wird, wobei in dem Ausschnitt ein näher an dem Fahrzeug befindlicher Nahbereich abgebildet wird. Bei abnehmender Geschwindigkeit, das heißt bei einem langsamer werdenden Fahrzeug, wird durch das Verschieben oder das Vergrößern des Ausschnitts zu bzw. in Richtung der unteren Kante des Aufnahmebereichs mehr von der unmittelbarem Umgebung des Fahrzeugs dargestellt. Dies geschieht bei einem Verschieben des Ausschnitts insbesondere durch ein Verändern des Sichtfelds (engl. field of view, FOV) einer virtuellen Kamera, ausgehend von welcher der Ausschnitt erzeugt wird. Entsprechend kann ein Vergrößern des Ausschnitts durch ein Vergrößern des Sichtfelds der virtuellen Kamera erreicht werden.
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Der Ausschnitt kann bei einem Verschieben bzw. einem Versetzen in Richtung der unteren Kante unmittelbar bis an die untere Kante des Aufnahmebereichs vergrößert oder verschoben werden oder die Vergrößerung bzw. das Verschieben kann bis zu einer Position erfolgen, welche von der unteren Kante des Aufnahmebereichs noch beabstandet ist. Dadurch vereinfachen sich bei niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit durchzuführende Fahrmanöver wie Rangier- und/oder Parkvorgänge, da in unmittelbarer Nähe des Fahrzeugs liegende Umgebungsobjekte dargestellt werden und/oder besser erkannt werden können.
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Der dargestellte Nahbereich umfasst insbesondere die unmittelbar neben dem Fahrzeug liegende Fahrbahnoberfläche, soweit diese durch die Kamera erfassbar ist, sowie gegebenenfalls auf dieser angeordnete Objekte. Es ist, je nach Anordnung der Kamera an dem Fahrzeug, möglich, dass zusätzlich zu dem Nahbereich auch noch ein Teil des Fahrzeugs, zum Beispiel eines oder mehrere Räder des Fahrzeugs, in dem vergrößerten oder versetzten Ausschnitt dargestellt werden, wenn sich dieser Teil im Sichtfeld der Kamera befindet. Dies kann insbesondere der Fall sein, wenn es sich bei der wenigstens einen Kamera um eine Seitenkamera des Fahrzeugs handelt.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass bei zunehmender Geschwindigkeit des Fahrzeugs eine vertikale Ausdehnung des Ausschnitts reduziert wird und/oder dass der Ausschnitt in Richtung einer oberen Kante des Aufnahmebereichs versetzt wird. Bei zunehmender Geschwindigkeit, d.h. bei einem schneller werdenden Fahrzeug, wird durch das Verschieben des Ausschnitts zu bzw. in Richtung der oberen Kante des Aufnahmebereichs bzw. durch ein Verringern der vertikalen Ausdehnung des Aufnahmebereichs insbesondere ein weiter entfernt liegender Bereich des Fahrzeugumfelds, beispielsweise ein in Richtung des Horizonts liegender Bereich des Fahrzeugumfelds, auf der Anzeigeeinrichtung dargestellt oder stärker in ein Zentrum der Darstellung gerückt. Der Ausschnitt kann bei einem Verschieben bzw. einem Versetzen in Richtung der oberen Kante unmittelbar bis an die obere Kante des Aufnahmebereichs vergrößert oder verschoben werden oder die Vergrößerung bzw. das Verschieben kann bis zu einer Position erfolgen, welche von der oberen Kante des Aufnahmebereichs noch beabstandet ist.
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Bei höheren Geschwindigkeiten ist insbesondere eine unmittelbare Fahrzeugumgebung für die normalerweise bei höheren Geschwindigkeiten durchzuführenden Fahrmanöver nicht mehr relevant. Das Reduzieren der vertikalen Ausdehnung des Ausschnitts bzw. das Versetzen des Ausschnitts zu bzw. in Richtung der oberen Kante des Aufnahmebereichs erfolgt daher insbesondere derart, dass ein unmittelbar neben dem Fahrzeug liegender Nahbereich nicht mehr in dem Ausschnitt abgebildet wird bzw. zumindest bei einem Erreichen einer vorgegebenen Geschwindigkeit nicht mehr auf der Anzeigeeinrichtung dargestellt wird.
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Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass eine horizontale Ausdehnung des Ausschnitts in Abhängigkeit der Geschwindigkeit des Fahrzeugs geändert wird. Durch eine Änderung der horizontalen Ausdehnung des Ausschnitts kann eine Änderung des auf der Anzeigeeinrichtung dargestellten Sichtfelds der Kamera erfolgen. Mit anderen Worten kann dadurch virtuell das Sichtfeld der Kamera geändert werden. Dabei kann zum Beispiel bei der Darstellung eines Umgebungsbereichs, welcher mit einer an einer Rückseite des Kraftfahrzeugs angeordneten Rückfahrkamera aufgenommen wird, in Abhängigkeit der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellt werden, wie weit zur Seite der dargestellte Ausschnitt ragt, d. h. welche Anteile von seitlich hinter dem Fahrzeug liegenden Umgebungsbereichen auf der Anzeigeeinrichtung jeweils dargestellt werden. Entsprechend kann dies auch bei einer Frontkamera des Fahrzeugs umgesetzt werden.
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Bevorzugt erfolgt die Änderung der horizontalen Ausdehnung derart, dass die horizontale Ausdehnung des Ausschnitts bei zunehmender Geschwindigkeit abnimmt und/oder dass die horizontale Ausdehnung des Ausschnitts bei abnehmender Geschwindigkeit zunimmt. Auf diese Weise wird es ermöglicht, dass bei schneller werdendem Fahrzeug eine Fokussierung des dargestellten Ausschnitts auf weiter entfernt liegende Ziele erfolgt, wohingegen bei einer abnehmenden Fahrzeuggeschwindigkeit ein größerer Teil des Aufnahmebereichs und somit auch ein größerer Teilbereich der näheren Fahrzeugumgebung dargestellt wird. Auf diese Weise wird vorteilhaft eine fahrzeuggeschwindigkeitsabhängige Informationsdarstellung an den Fahrer ermöglicht, welche die jeweils für die aktuelle Fahrsituation relevanten Informationen bestmöglich sichtbar macht.
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Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass die Größe und/oder die Lage des dargestellten Ausschnitts innerhalb des erfassten Aufnahmebereichs kontinuierlich mit der Geschwindigkeit und/oder unter Verwendung von wenigstens einem Geschwindigkeitsgrenzwert geändert wird.
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Das Vergrößern bzw. das Versetzen des Ausschnitts kann stufenweise jeweils bei einem Unterschreiten eines oder mehrerer Geschwindigkeitsschwellwerte erfolgen. Es ist auch möglich, dass der Ausschnitt kontinuierlich bei abnehmender Geschwindigkeit vergrößert bzw. verschoben wird. Ein kontinuierliches Vergrößern bzw. Versetzen des Ausschnitts zu bzw. in Richtung einer unteren Kante des Aufnahmebereichs kann insbesondere dann erfolgen, wenn die Geschwindigkeit einen zugeordneten Auslöseschwellwert unterschritten hat.
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Das Reduzieren der vertikalen Ausdehnung des Ausschnitts bzw. das Versetzen des Ausschnitts zu bzw. in Richtung der oberen Kante des Aufnahmebereichs kann entsprechend stufenweise bei einem Überschreiten eines oder mehrerer Geschwindigkeitsschwellwerte erfolgen. Es ist auch möglich, dass die vertikale Ausdehnung des Ausschnitts und/oder das Versetzen des Ausschnitts zu der oberen Kante des Aufnahmebereichs kontinuierlich bei zunehmender Geschwindigkeit erfolgt, insbesondere nachdem die Geschwindigkeit einen zugeordneten Auslöseschwellwert überschritten hat.
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Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass die horizontale Ausdehnung und/oder die Lage des dargestellten Ausschnitts innerhalb des erfassten Aufnahmebereichs zusätzlich in Abhängigkeit eines aktuellen Lenkwinkels geändert wird, wobei der Ausschnitt in Richtung einer in der sich aus dem aktuellen Lenkwinkel ergebenden Bewegungsrichtung des Fahrzeugs liegenden Kante des Aufnahmebereichs vergrößert oder versetzt wird. Die Änderung der horizontalen Ausdehnung des Ausschnitts und/oder die Lage des dargestellten Ausschnitts innerhalb des Aufnahmebereichs erfolgt dabei insbesondere derart, dass ein in der sich aus dem aktuellen Lenkwinkel ergebenden Bewegungsrichtung liegender Teilbereich der Fahrzeugumgebung von dem Ausschnitt umfasst wird. Auf diese Weise kann insbesondere aus dem Umgebungsbereich, in den das Fahrzeug sich bewegen wird, zusätzliche Information auf der Anzeigeeinrichtung dargestellt werden. Die in der Bewegungsrichtung liegenden Kanten des Aufnahmebereichs können abhängig vom Lenkwinkel zum Beispiel die linke Kante oder die rechte Kante bei einer Frontkamera und/oder bei einer Rückfahrkamera sein.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass auf der Anzeigeeinrichtung zusätzlich eine dem Ausschnitt überlagerte Markierung angezeigt wird, wobei eine Position der Markierung in Abhängigkeit der aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeugs geändert wird. Bei der Markierung kann es sich zum Beispiel um eine Linie handeln, welche der Darstellung des Teilbereichs der Fahrzeugumgebung mittels der Kamerabilder überlagert wird. Mithilfe der Markierung kann zum Beispiel ein einzuhaltender Abstand zu einem Umgebungsobjekt dargestellt werden.
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Zusätzlich oder alternativ dazu kann es sich bei der Markierung auch um das Ende eines sich aus der aktuellen Geschwindigkeit ergebenden Bremswegs des Fahrzeugs handeln. Dabei kann es sich zum Beispiel um dem Bremsweg bei einer normalen Bremsung oder bei einer Vollbremsung handeln bzw. es kann für die beiden unterschiedlichen Möglichkeiten jeweils eine Darstellung einer separaten Markierung vorgesehen sein.
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Zusätzlich oder alternativ dazu kann als eine Markierung auch der in Abhängigkeit der aktuellen Geschwindigkeit vorgeschriebene Sicherheitsabstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug angezeigt werden. Durch die Darstellungen der Markierungen, welche dem auf der Anzeigeeinrichtung dargestellten Teilbereich der Fahrzeugumgebung überlagert werden, können dem Fahrer vorteilhaft in einfacher Weise aus Sicherheitsgründen beim Bedienen des Fahrzeugs einzuhaltende Sicherheitsabstände aufgezeigt werden.
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Erfindungsgemäß wird zusätzlich eine Intensitätsverteilung einer Beleuchtungseinrichtung des Fahrzeugs in Abhängigkeit der aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeugs zur erhöhten Ausleuchtung eines in dem Ausschnitt abgebildeten Teilbereichs der Fahrzeugumgebung geändert. Bei der Beleuchtungseinrichtung kann es sich insbesondere um Frontscheinwerfer des Kraftfahrzeugs, beispielsweise um die Scheinwerfer eines Abblendlichts und/oder eines Fernlichts, und/oder um Heckleuchten bzw. Rückfahrscheinwerfer des Fahrzeugs handeln. Die Änderung der Intensitätsverteilung kann durch einen oder mehrere mechanische Aktoren der Beleuchtungseinrichtung und/oder durch eine Helligkeitsänderung bei einem oder mehreren Leuchtmitteln der Beleuchtungseinrichtung umgesetzt werden.
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Für eine erfindungsgemäße Bildaufnahmeeinrichtung für ein Fahrzeug ist vorgesehen, dass sie wenigstens eine Kamera, wenigstens eine Anzeigeeinrichtung und ein Steuergerät umfasst, wobei die Kamera einen Bildsensor zum Erfassen eines einen Teilbereich einer Fahrzeugumgebung umfassenden Aufnahmebereichs aufweist und wobei das Steuergerät zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist.
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Für ein erfindungsgemäßes Fahrzeug ist vorgesehen, dass es eine erfindungsgemäße Bildaufnahmeeinrichtung umfasst.
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Sämtliche vorangehend in Bezug zu dem erfindungsgemäßen Verfahren beschriebenen Vorteile und Ausgestaltungen gelten entsprechend für die erfindungsgemäße Bildaufnahmeeinrichtung und für das erfindungsgemäße Fahrzeug sowie jeweils umgekehrt.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Diese sind schematische Darstellungen und zeigen:
- 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs und
- 2 ein auf einer Bildsensor eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Bildaufnahmeeinrichtung abgebildeter Teilbereich einer Fahrzeugumgebung zur Erläuterung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
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In 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines Fahrzeugs 1 dargestellt. Bei dem Fahrzeug 1 kann es sich zum Beispiel um einen Personenkraftwagen, einen Lastkraftwagen, einen Anhänger oder um ein schienengebundenes Fahrzeug handeln. Das Fahrzeug 1 umfasst eine Bildaufnahmeeinrichtung 2, welche beispielsweise vier Kameras 3, eine Anzeigeeinrichtung 4 und ein Steuergerät 5 aufweist. Die Kameras 3 und die Anzeigeeinrichtung 4 sind dabei mit dem Steuergerät über eine Kommunikationsverbindung 6, zum Beispiel einen Kommunikationsbus des Fahrzeugs 1, verbunden. Bei der Anzeigeeinrichtung kann es sich zum Beispiel um ein in einem Innenraum des Fahrzeugs 1 angeordnetes Display handeln.
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Das Fahrzeug 1 umfasst weiterhin eine Geschwindigkeitserfassungseinrichtung 7, über welche eine aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 bestimmt werden kann. Die Geschwindigkeitserfassungseinrichtung 7 kann zum Beispiel ein Raddrehzahlsensor und/oder ein Navigationssystem sein. Weiterhin umfasst das Fahrzeug 1 eine Lenkwinkelerfassungseinrichtung 8, über welche ein aktueller Lenkwinkel des Fahrzeugs bestimmt werden kann. Bei der Lenkwinkelerfassungseinrichtung 8 kann es sich zum Beispiel um einen Lenkwinkelsensor handeln.
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Die Kameras 3 sind an unterschiedlichen Positionen an dem Fahrzeug 1 angeordnet, sodass sie unterschiedliche Teilbereiche der Fahrzeugumgebung erfassen können. Bei einer der Kameras 3 kann es sich zum Beispiel um eine Frontkamera 9 handeln. Weiterhin können beispielsweise zwei weitere Kameras 3 als Seitenkameras 10 sowie eine weitere Kamera 3 als Rückfahrkamera 11 angeordnet sein. Die Kameras 3 umfassen jeweils einen Bildsensor 12, über den jeweils der im Sichtfeld der Kamera 3 liegende Teilbereich der Fahrzeugumgebung erfasst wird. Der Bildsensor 12 kann zum Beispiel ein CMOS-Sensor sein und eine vorgegebene Anzahl an Pixeln umfassen.
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Die Kameras 3 bzw. die Bildsensoren 12 sind ortsfest an dem Fahrzeug 1, insbesondere ortsfest an einer Karosseriekomponente des Fahrzeugs, angeordnet. Bei der Karosseriekomponente, an der die Frontkamera 10 angeordnet ist, kann es sich zum Beispiel um eine Frontstoßstange, eine Motorhaube oder einen Kühlergrill handeln. Die Seitenkameras 10 können zum Beispiel an einer Tür oder an einem Seitenspiegel angeordnet sein. Die Rückfahrkamera 11 kann beispielsweise an einer Heckklappe oder einer Heckstoßstange angeordnet sein.
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Das Steuergerät 5 ist zur Durchführung eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Betrieb der Bildaufnahmeeinrichtung 2 ausgebildet. Dabei erfassen eine oder mehrere der Kameras 3 jeweils einen Teilbereich der Umgebung des Fahrzeugs 1.
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Wie in 2 beispielshaft dargestellt ist, wird der von einer der Kameras 3 als Aufnahmebereich 13 erfasste Teilbereich der Fahrzeugumgebung auf dem Bildsensor 12 der Kamera 3 abgebildet. Von dem auf dem Bildsensor 12 abgebildeten Aufnahmebereich 13 wird nur ein Ausschnitt 14 auf der Anzeigeeinrichtung 4 dargestellt. Der Ausschnitt 14 ist schematisch mittels gestrichelter Linien dargestellt und kann beispielsweise rechteckig sein. Abhängig von einer Form der Anzeigeeinrichtung 4 sind auch andere Formen des Ausschnitts 14 möglich. Der Ausschnitt 14 ist dabei kleiner als der Aufnahmebereich 13 bzw. kleiner als der auf dem Bildsensor 12 abgebildete Teilbereich der Umgebung. Es wird also nur ein Teil des mittels des Bildsensors 12 erfassten Teilbereichs der Fahrzeugumgebung auf der Anzeigeeinrichtung 4 dargestellt.
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Durch das Steuergerät 5 werden die Größe und/oder die Lage des dargestellten Ausschnitts 14 innerhalb des erfassten Aufnahmebereichs 13 in Abhängigkeit der aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1, welche beispielsweise von der Geschwindigkeitserfassungseinrichtung 7 an das Steuergerät 5 übertragen wird, eingestellt.
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Bei einer abnehmenden Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1, also wenn das Fahrzeug 1 langsamer wird, kann der Ausschnitt 14 zu einer unteren Kante 15 des Aufnahmebereichs 13 verschoben werden. Ein derartig verschobener Ausschnitt 16 ist in 2 schematisch dargestellt. Durch das Verschieben des Ausschnitts 14 zu der unteren Kante 15 des Aufnahmebereichs 13 wird ein näher am Fahrzeug 1 liegender Nahbereich durch den Ausschnitt 14 umfasst und somit auf der Anzeigeeinrichtung 4 dargestellt. Dies kann insbesondere das Rangieren und/oder das Durchführen von Parkmanövern mit dem Fahrzeug 1 erleichtern, da insbesondere auch nah am Fahrzeug liegende Hindernisse bzw. Hindernisse, welche vergleichsweise nah angefahren werden müssen, beispielsweise Bordsteine, auf der Anzeigeeinrichtung 4 dargestellt werden oder zumindest besser erkennbar sind.
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Neben einem Verschieben des Ausschnitts 14 ist auch ein Vergrößern des Ausschnitts 14 möglich. Das Vergrößern kann dabei beispielsweise derart erfolgen, dass der vergrößerte Ausschnitt 14 sich näher oder vollständig bis zur unteren Kante 15 des Aufnahmebereichs 13 erstreckt.
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Bei zunehmender Geschwindigkeit des Fahrzeugs kann eine vertikale Ausdehnung des Ausschnitts reduziert werden und/oder es kann ein Versetzen des Ausschnitts 14 zu einer oberen Kante 17 des Aufnahmebereichs 13 erfolgen. Die vertikale Ausdehnung des Ausschnitts 14 ist in 2 schematisch mit Y gekennzeichnet. Beim Verringern der vertikalen Ausdehnung des Ausschnitts 14 verschmälert sich virtuell das Sichtfeld der Kamera 3 in vertikaler Richtung, sodass eine vergrößerte Darstellung weiter entfernt liegender Objekte ermöglicht wird.
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Es ist möglich, dass zusätzlich zu einer Verringerung der vertikalen Ausdehnung Y auch eine horizontale Ausdehnung X des Ausschnitts 14 reduziert wird, sodass insgesamt eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts 14 auf der Anzeigeeinrichtung 4 möglich ist. Zusätzlich oder alternativ zu einer Verringerung der horizontalen Ausdehnung Y des Ausschnitts 14 kann auch ein Verschieben des Ausschnitts 14 in Richtung der oberen Kante 17 des Aufnahmebereichs 13 erfolgen. Dies kann insbesondere dazu führen, dass der nahe beim Fahrzeug liegende Nahbereich nicht mehr in dem Ausschnitt 14 enthalten ist.
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Neben einer Abnahme der horizontalen Ausdehnung X des Ausschnitts 14 bei zunehmender Geschwindigkeit kann analog auch eine Verbreiterung der horizontalen Ausdehnung X des Ausschnitts 14 bei abnehmender Geschwindigkeit erfolgen. Dies ermöglicht es umgekehrt, dass bei einer Verlangsamung des Fahrzeugs 1 eine Darstellung näher am Fahrzeug liegender Umgebungsobjekte erfolgt.
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Die geschwindigkeitsabhängige Änderung der Größe und/oder der Lage des Ausschnitts 14 innerhalb des Aufnahmebereichs 13 kann in Abhängigkeit wenigstens eines Geschwindigkeitsgrenzwerts vorgenommen werden. Beispielsweise kann das Vergrößern des Ausschnitts 14 bzw. das Versetzen des Ausschnitts 14 in Richtung der unteren Kante 16 des Aufnahmebereichs 13 erfolgen, wenn die Geschwindigkeit einen ersten Geschwindigkeitsschwellwert unterschritten hat. Ab dem Unterschreiten des Geschwindigkeitsschwellwerts kann die Änderung der Größe und/oder der Lage des Ausschnitts 14 kontinuierlich erfolgen. Alternativ ist es möglich, dass weitere Geschwindigkeitsgrenzwerte definiert sind, welche eine stufenweise Änderung der Größe und/oder der Lage des Ausschnitts 14 zur Folge haben, wenn sie jeweils von der aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 unterschritten werden.
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Analog kann auch die Änderung des Ausschnitts 14 bei zunehmender Geschwindigkeit ab dem Erreichen des ersten Geschwindigkeitsschwellwert oder eines davon verschiedenen, zweiten Geschwindigkeitsschwellwert erfolgen. Die vertikale Ausdehnung Y des Ausschnitts 14 kann bei Geschwindigkeiten oberhalb des verwendeten Geschwindigkeitsschwellwerts kontinuierlich reduziert werden oder unter Verwendung von weiteren Geschwindigkeitsschwellwerten stufenweise geändert werden.
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Das Steuergerät 5 ist weiterhin dazu eingerichtet, die horizontale Ausdehnung X und/oder die Lage des auf der Anzeigeeinrichtung 4 dargestellten Ausschnitts 14 innerhalb des erfassten Aufnahmebereichs 13 in Abhängigkeit eines aktuellen Lenkwinkels zu ändern. Der Lenkwinkel kann dabei von der Lenkwinkelermittlungseinheit8 an das Steuergerät 5 übertragen werden. Dabei kann der Ausschnitt 14 in Richtung einer in der sich aus dem aktuellen Lenkwinkel ergebenden Bewegungsrichtung des Fahrzeugs liegenden Kante vergrößert oder versetzt werden.
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Wenn der in 2 dargestellte Aufnahmebereich 13 beispielsweise von der Frontkamera 9 des Fahrzeugs 1 erfasst wird, kann bei einem Lenkeinschlag nach links der Ausschnitt 14 zu einer linken Kante 18 des Aufnahmebereichs 13 verschoben und/oder vergrößert werden. Analog dazu kann bei einem Lenkeinschlag nach rechts der Ausschnitt 14 zu einer rechten Kante 19 des Aufnahmebereichs 13 verschoben und/oder vergrößert werden. Entsprechend kann auch bei der Darstellung eines Ausschnitts eines Aufnahmebereichs der Rückfahrkamera 11 des Fahrzeugs 1 ein Verschieben bzw. Vergrößern des Ausschnitts 14 zu der jeweils in der eingestellten Bewegungsrichtung des Fahrzeugs 1 liegenden Kante erfolgen.
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Die Änderung der horizontalen Ausdehnung X und/oder der Lage des Ausschnitts 14 kann insbesondere bei der Frontkamera 9 sowie der Rückfahrkamera 11 erfolgen. Wenn eine Darstellung eines Aufnahmebereichs 13 einer der Seitenkameras 10 auf der Anzeigeeinrichtung 4 erfolgt, kann dieser insbesondere auch unabhängig von einem aktuellen Lenkwinkel des Fahrzeugs 1 angezeigt werden.
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Die Kanten 16 - 19 des Aufnahmebereichs 13 können, wie in 2 gezeigt ist, zum Beispiel die Kanten eines Rechtecks sein. Es ist jedoch auch möglich, dass der Aufnahmebereich 13 eine von einem Rechteck abweichende Form, beispielsweise eine kreisförmige oder eine elliptische Form, aufweist. In diesem Fall beziehen sich die Kanten des Aufnahmebereichs 13 insbesondere auf die Seiten bzw. Ränder des Aufnahmebereichs 13, welche sich durch eine Projektion des erfassten Aufnahmebereichs auf eine rechteckige Projektionsfläche ergeben, wobei das Verschieben des Ausschnitts 14 dann insbesondere analog zu der Darstellung in 2 erfolgt.
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Beispielsweise können Kameras mit großen Sichtbereichen verzerrte Darstellungen der Fahrzeugumgebung in den erzeugten Kamerabildern aufweisen. Wenn die Kameras 3 einen großen Sichtbereich, beispielsweise von 180°, aufweisen, welcher zum Beispiel durch eine Fischaugenlinse erreicht werden kann, ergeben sich auf dem Bildsensor 12 verzerrte Darstellungen der tatsächlichen Fahrzeugumgebung. In einem solchen Fall kann das Verschieben und/oder Vergrößern des Ausschnitts 14 dadurch erzeugt werden, dass ein Blickwinkel bzw. ein Sichtfeld einer virtuellen Kamera, für die eine Darstellung des Ausschnitts 14 der Fahrzeugumgebung für die Anzeigeeinrichtung 4 ermittelt wird, geändert wird. Das Sichtfeld der virtuellen Kamera in Bezug zu einem aufgenommenen Kamerabild kann dabei vergrößert und/oder rotiert werden, wobei durch eine Rotation des Kamerasichtfeldes ein Verschieben des anschließend dargestellten Ausschnitts 14 erreicht wird.
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Nach dem Festlegen des Sichtfelds der virtuellen Kamera in Bezug zu dem aufgenommenen Kamerabild kann der auf der Anzeigeeinrichtung 4 anzuzeigende Ausschnitt 14 mittels einer Entzerrung des Kamerabildes in dem von dem Sichtfeld der virtuellen Kamera abgedeckten Bereich erzeugt werden. Dies bewirkt, dass der dargestellte Ausschnitt 14 der Fahrzeugumgebung, wie vorangehend schematisch in 2 gezeigt wird, verschoben bzw. vergrößert ist. Das Verändern des Kamerasichtfeldes der virtuellen Kamera hat gegenüber einem Verschieben eines Ausschnittsauf einen bereits entzerrten Kamerabild den Vorteil, dass eine verbesserte bzw. wirklichkeitsgetreuere Darstellung der Fahrzeugumgebung erreicht wird.
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Es ist möglich, dass auf der Anzeigeeinrichtung 4 zusätzlich eine dem Ausschnitt 14 überlagerte Markierung 20 dargestellt wird, wobei die Position der Markierung 20 in Abhängigkeit der aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 geändert wird. Bei der Markierung 20 kann es sich zum Beispiel um eine Markierung handeln, welche das Ende eines Bremswegs des Fahrzeugs 1 bei der aktuellen Geschwindigkeit und/oder einen von dem Fahrzeug 1 aufgrund der aktuellen Geschwindigkeit einzuhaltenden Sicherheitsabstand anzeigt.
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Die Markierung 20 wird dem auf der Anzeigeeinrichtung 4 dargestellten Ausschnitt 14 derart überlagert, dass die Position der Markierung 20 dem jeweiligen Abstand in dem dargestellten Teilbereich der Fahrzeugumgebung entspricht. Auf diese Weise kann der Fahrer des Fahrzeugs 1 in einfacher Weise aufgrund der aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 einzuhaltende Sicherheitsabstände oder dergleichen erkennen und berücksichtigen.
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Es ist möglich, dass zusätzlich auch eine Intensitätsverteilung einer Beleuchtungseinrichtung 21 des Fahrzeugs 1 in Abhängigkeit der Geschwindigkeit geändert wird. Dadurch kann insbesondere eine erhöhte Ausleuchtung eines in dem Ausschnitt 14 abgebildeten Teilbereichs der Fahrzeugumgebung, welcher auf der Anzeigeeinrichtung 4 dargestellt wird, erreicht werden. Die Beleuchtungseinrichtung 21 kann beispielsweise einen oder mehrere Frontscheinwerfer 22 und/oder einen oder mehrere Heckscheinwerfer 23 des Kraftfahrzeugs umfassen.
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Eine Änderung der Intensitätsverteilung der Beleuchtungseinrichtung 21 kann beispielsweise durch ein Ändern der Ausrichtung der Beleuchtungseinrichtung 21 mittels eines oder mehrerer Aktoren der Beleuchtungseinrichtung 21 erfolgen. Zuerst oder alternativ dazu kann die Intensitätsverteilung auch durch eine Ansteuerung von einem oder mehreren Leuchtmittel der Beleuchtungseinrichtung 21 geändert werden.
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Neben der in Bezug zu 2 beschriebenen Darstellung nur des Ausschnitts 14 eines Aufnahmebereichs 13 einer der Kameras 3 ist es auch möglich, dass auf der Anzeigeeinrichtung 4 eine aus zwei oder mehreren Ausschnitten 14 zusammengesetzte Darstellung angezeigt wird, wobei einer oder mehrere, insbesondere alle, der zur Bildung der zusammengesetzten Darstellung verwendeten Ausschnitte in Bezug zu dem Aufnahmebereich 13 der jeweiligen Kamera 3 wie vorangehend beschrieben verschoben werden können. Die jeweiligen Ausschnitte können dabei zumindest teilweise überlappen, sodass sie zu einer gemeinsamen Darstellung zusammengesetzt werden können. Die vorangehend beschriebenen Vorteile und Ausgestaltungen gelten auch in diesem Fall entsprechend, da geschwindigkeitsabhängig auch in der zusammengesetzten Darstellung die für den jeweiligen Fahrbetrieb des Fahrzeugs 1 relevanten Bereiche vorteilhaft besser dargestellt werden können.
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Beispielsweise ist es möglich, dass ein von der Frontkamera 9 erfasster Aufnahmebereich 13 mit den Aufnahmebereichen 13 der Seitenkameras 10 jeweils zumindest teilweise überlappt, sodass auch jeweils teilweise überlappende Ausschnitte 14 aus diesen Aufnahmebereichen 13 bestimmt werden können. Entsprechend kann dies auch für die Aufnahmebereiche 13 der Heckkamera 12 sowie für die Aufnahmebereiche der Seitenkameras 10 zu treffen. Zusätzlich oder alternativ dazu kann ein solcher Fall auch auftreten, wenn das Kraftfahrzeug mehrere Frontkameras 9, mehrere an derselben Fahrzeugseite angeordnete Seitenkameras 10 und/oder mehrere Heckkameras 12 umfasst.
