DE10355104A1 - Anzeigevorrichtung zur Unterstützung eines Kraftfahrzeugführers - Google Patents

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Abstract

Eine Anzeigevorrichtung zur Unterstützung eines Kraftfahrzeugführers umfasst eine Tageslicht-Kamera zur Aufnahme eines Umgebungsbereiches eines Kraftfahrzeuges, eine Infrarot-Kamera zur Aufnahme im Wesentlichen des gleichen Umgebungsbereiches des Kraftfahrzeuges, eine Bildverarbeitungseinrichtung zur Erzeugung eines Umgebungsbereichsbildes aus den von der Tageslicht-Kamera und der Infrarot-Kamera erzeugten Bildern und eine Anzeigevorrichtung zum Projizieren des Umgebungsbereichsbildes in einen Sichtbereich des Kraftfahrzeugführers, wobei die Bildverarbeitungseinrichtung aus den von der Tageslicht-Kamera und der Infrarot-Kamera erzeugten Bildern ein Differenzbild des Umgebungsbereiches als Umgebungsbereichsbild erzeugt.

Description

  • Die Erfindung betrifft Anzeigevorrichtung zur Unterstützung eines Kraftfahrzeugführers insbesondere während einer Nachtfahrt oder bei schlechter Sicht, wie beispielsweise Nebel, Schneefall oder Regen, nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
  • Es ist bekannt, zur Unterstützung eines Kraftfahrzeugführers Umgebungsbilder anzuzeigen, die mittels einer oder mehrerer Kameras aufgenommen wurden. Die Umgebungsbilder können beispielsweise mit einem sogenannten Head up Display in den Sichtbereich des Kraftfahrzeugführers eingeblendet werden.
  • So offenbart beispielsweise die US 5,414,439 ein Head up Display mit einer Nightvision-Ergänzung, also einer verbesserten Nachtsicht. Dies wird durch die Einblendung eines von einer Infrarot-Kamera aufgenommenen Bildes in den Sichtbereich des Kraftfahrzeugführers erreicht.
  • Ferner offenbart die US 5,001,558 ein Nightvision-System, bei dem das Bild einer Infrarot-Kamera und einer Farbbild-Kamera zusammen gemischt und einem Kraftfahrzeugführer angezeigt werden. Warme Objekte wie Lebewesen können schnell in dem überlagerten Bild erkannt werden, da sie sehr dunkel abgebildet werden. Farben wie Lichter von Ampeln erscheinen dagegen aufgrund des Farbbildes normal.
  • Nachteilig an diesen bekannten Vorrichtungen ist jedoch die angezeigte Informationsfülle, die schnell zu einer Reizüberflutung des Kraftfahrzeugführers führen kann.
  • Das der Erfindung zugrunde liegende technische Problem besteht daher darin, eine Anzeigevorrichtung zur Unterstützung eines Kraftfahrzeugführers anzugeben, die nur relevante Objekte anzeigt, insbesondere Objekte, die zur Einschätzung von Gefahrensituationen von Bedeutung sind.
  • Dieses Problem wird durch eine Anzeigevorrichtung zur Unterstützung eines Kraftfahrzeugführers mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüchen.
  • Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, mittels einer Tageslicht-Kamera ein Bild der Umgebung eines Kraftfahrzeuges zu erfassen, welches der Kraftfahrzeugführer in ähnlicher Weise selbst visuell erfasst. Weiterhin wird im wesentlichen das gleiche Bild der Umgebung mittels einer Infrarot-Kamera erfasst. Relevante Unterschiede dieser Bilder, d.h. relevante Differenzen der Bilder, werden dem Kraftfahrzeugführer kenntlich gemacht. Dadurch wird gewährleistet, dass dem Kraftfahrzeugführer nur relevante Bildobjekte angezeigt werden, welche er nicht bereits selber erkennen kann. Eine Reizüberflutung des Kraftfahrzeugführers wird dadurch vermieden.
  • Die Erfindung betrifft folglich eine Anzeigevorrichtung zur Unterstützung eines Kraftfahrzeugführers umfassend eine Tageslicht- Kamera zur Aufnahme eines Umgebungsbereiches eines Kraftfahrzeuges, eine Infrarot-Kamera zur Aufnahme im wesentlichen des gleichen Umgebungsbereiches des Kraftfahrzeuges, eine Bildverarbeitungseinrichtung zum Erzeugen eines Umgebungsbereichsbild aus den von der Tageslicht-Kamera und der Infrarot-Kamera erzeugten Bildern, und eine Anzeigevorrichtung zum Projizieren des Umgebungsbereichsbildes in einen Sichtbereich des Kraftfahrzeugführers, wobei die Bildverarbeitungseinrichtung aus den von der Tageslicht-Kamera und der Infrarot-Kamera erzeugten Bildern ein Differenzbild des Umgebungsbereichs.
  • Vorzugsweise wird das Differenzbild als Umgebungsbereichsbild angezeigt. Es kann jedoch aus dem Differenzbild ein Signal erzeugt werden, dass den Fahrer auf eine mögliche Gefahr hinweist, wenn die Differenzen ein vorgegebenes Maß überschreiten. Das Signal kann zur Ansteuerung eines Indikators, wie einer optische Anzeige, beispielsweise am unteren Scheibenrand, und/oder einer akustischen Anzeige und/oder einer haptischen Anzeige, verwendet werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform erzeugt die Bildverarbeitungseinrichtung das Differenzbild aus relevanten Unterschiede zwischen den von der Tageslicht-Kamera und der Infrarot-Kamera erzeugten Bildern. Die relevanten Unterschiede können Bildobjekte sein, deren Intensität in den von der Tageslicht- Kamera erzeugten Bildern unterhalb eines ersten vorgegebenen Intensitätsschwellwertes und deren Intensität in den von der Infrarot-Kamera erzeugten Bildern oberhalb eines zweiten Intensitätsschwellwertes liegt.
  • Schliesslich kann die Bildverarbeitungseinrichtung die von der Tageslicht-Kamera und der Infrarot-Kamera erzeugten Bilder vor einer weiteren Verarbeitung digitalisieren.
  • Vorzugsweise sind die Kameras im Frontbereich eines Kraftfahrzeuges montiert.
  • Vorzugsweise ist die Anzeigevorrichtung zum Projizieren des Umgebungsbereichsbildes in einen Sichtbereich des Kraftfahrzeugführers ein Head-up Display oder eine Projektionsvorrichtung, die hinter dem Sitzbereich des Kraftfahrzeugführers derart angebracht ist, dass sie das Differenzbild des Umgebungsbereichs auf die Windschutzscheibe des Kraftfahrzeugs projiziert.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden anhand der einzigen Zeichnung erläutert.
  • 1 zeigt in schematischer Darstellung einen Schnitt durch ein Kraftfahrzeug mit der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung.
  • 1 zeigt ein Kraftfahrzeug 14, wobei im Frontbereich des Kraftfahrzeugs 14 eine Tagesbild-Kamera 10 und eine Infrarot-Kamera 16 derart montiert sind, dass sie einen Umgebungsbereich 12 des Kraftfahrzeuges 14 aufnehmen, den etwa auch ein Kraftfahrzeugführer (nicht dargestellt) wahrnimmt. Der von den Kameras 10 und 16 abgedeckte Umgebungsbereich 12 kann auch grösser als der vom Kraftfahrzeugführer wahrgenommene Umgebungsbereich sein, um so dem Kraftfahrzeugführer Gefahren anzuzeigen, die dieser nicht unmittelbar wahrnehmen kann.
  • Die von beiden Kameras 10 und 16 aufgenommenen Umgebungsbereiche fallen Idealerweise zusammen, d.h. sind deckungsgleich. In diesem Fall erzeugen beide Kameras den gleichen Bildausschnitt des Umgebungsbereichs. In der Praxis wird es zu mehr oder weniger unterschiedlichen Aufnahmebereichen der Kameras 10 und 16 kommen, die dann von einer Bildverarbeitungseinrichtung 20 korrigiert, d.h. deckungsgleich gemacht werden.
  • Die Bildverarbeitungseinrichtung 20 erzeugt aus den von den beiden Kameras 10 und 16 empfangenen Bildern ein Differenzbild des Umgebungsbereichs als Umgebungsbereichsbild. Die Bilderzeugung erfolgt derart, dass nur relevante Unterschiede bzw. Differenzen zwischen den von der Tageslicht-Kamera 10 und der Infrarot-Kamera 16 erzeugten Bildern detektiert und für das Umgebungsbereichsbild verwendet werden.
  • Die relevanten Unterschiede können durch folgenden Algorithmus festgestellt werden, indem zuerst aus den von der Tageslicht-Kamera 10 erzeugten Bildern erste Bildobjekte herausgefiltert werden, deren Intensität unterhalb eines ersten vorgegebenen Intensitätsschwellwertes liegt. Vereinfacht ausgedrückt werden die Bildobjekte in den von der Tageslicht-Kamera 10 erzeugten Bildern ermittelt, die besonders dunkel und vom Kraftfahrzeugführer kaum mehr wahrnehmbar sind. Anschliessend wird in den von der Infrarot-Kamera 16 erzeugten Bildern nach zweiten Bildobjekten gesucht, deren Intensität oberhalb eines zweiten Intensitätsschwellwertes liegt. Dadurch werden besonders warme Objekte wie beispielsweise Lebewesen ermittelt. Nun wird die Schnittmenge der ersten und zweiten Bildobjekte ermittelt. Die Schnittmenge enthält die in Tageslichtbildern besonders dunklen, in den Infrarot-Bildern aber besonders warmen Objekte, also typischerweise dunkle Lebewesen, wie dunkel gekleidete Personen, die vom Kraftfahrzeugführer in der Dämmerung oder Nacht kaum wahrnehmbar sind. Um die oben erläuterte Verarbeitung zu vereinfachen, digitalisiert die Bildverarbeitungseinrichtung 20 die von den beiden Kameras 10 und 16 aufgenommenen Bilder.
  • Eine Anzeigevorrichtung zum Projizieren des Umgebungsbereichsbildes in einen Sichtbereich des Kraftfahrzeugführers kann ein Head up Display 20 oder eine Projektionsvorrichtung 22 sein, die hinter dem Sitzbereich des Kraftfahrzeugführers derart angebracht ist, dass sie das Differenzbild des Umgebungsbereichs auf die Windschutzscheibe des Kraftfahrzeugs projiziert.
  • Ein typischer Einsatz der Erfindung ist der Folgende. Während einer Nachtfahrt zeigt ein Monitor oder eingeblendetes Head up Bild keine Objekte an. Sobald ein relevantes Objekt (z.B. Fußgänger, Wild etc.) im Blickfeld des Kraftfahrzeugführers auftaucht, wird das Objekt angezeigt. Ein Fahrzeugführer wird somit nicht ständig durch eine relativ monotone Anzeige eines Infrarotbildes informiert, sondern erst dann, wenn wirklich ein Objekt auftaucht. Dabei wird durch eine normale Kamera das Sehvermögen des Fahrzeugführers widergespiegelt. Die so erfassten Bilder werden von Bildem einer Infrarotkamera "abgezogen", so dass nur Unterschiede dieser Bilder auf einem Monitorsystem angezeigt werden.
    • 10
    Tageslicht-Kamera
    12
    Umgebungsbereich eines Kraftfahrzeugs
    14
    Kraftfahrzeug
    16
    Infrarot-Kamera
    18
    HUD
    20
    Bildverarbeitungseinrichtung
    22
    Projektionsvorrichtung

Claims (10)

  1. Anzeigevorrichtung zur Unterstützung eines Kraftfahrzeugführers umfassend eine Tageslicht-Kamera (10) zur Aufnahme eines Umgebungsbereiches (12) eines Kraftfahrzeuges (14), eine Infrarot-Kamera (16) zur Aufnahme im Wesentlichen des selben Umgebungsbereiches (12) des Kraftfahrzeuges (14), eine Bildverarbeitungseinrichtung (20) zur Erzeugung eines Umgebungsbereichsbild aus den von der Tageslicht-Kamera (10) und der Infrarot-Kamera (16) erzeugten Bildern, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildverarbeitungseinrichtung (20) aus den von der Tageslicht-Kamera (10) und der Infrarot-Kamera (16) erzeugten Bildern ein Differenzbild des Umgebungsbereichsbild erzeugt.
  2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Anzeigevorrichtung (18, 22) zum Projizieren des Umgebungsbereichsbildes in einen Sichtbereich des Kraftfahrzeugführers aufweist, wobei das Differenzbild als Umgebungsbereichsbild projiziert wird.
  3. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigevorrichtung zum Projizieren des Umgebungsbereichsbildes in einen Sichtbereich des Kraftfahrzeugführers ein Head-up Display (20) oder eine Projektionsvorrichtung (22) ist, die hinter dem Sitzbereich des Kraftfahrzeugführers derart angebracht ist, dass sie das Differenzbild des Umgebungsbereichs auf die Windschutzscheibe des Kraftfahrzeugs projiziert.
  4. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Differenzbild ein Signal erzeugt wird, wenn die Differenzen ein vorgegebenes Maß überschreiten.
  5. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal eine Warneinrichtung ansteuert.
  6. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Warneinrichtung eine optische Anzeige und/oder eine akustische Anzeige und/oder eine haptische Anzeige ist.
  7. Anzeigevorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildverarbeitungseinrichtung (20) das Differenzbild aus relevanten Unterschieden zwischen den von der Tageslicht-Kamera (10) und der Infrarot-Kamera (16) erzeugten Bildern erzeugt.
  8. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die relevanten Unterschiede Bildobjekte sind, deren Intensität in den von der Tageslicht-Kamera (10) erzeugten Bildern unterhalb eines ersten vorgegebenen Intensitätsschwellwertes und deren Intensität in den von der Infrarot-Kamera (16) erzeugten Bildern oberhalb eines zweiten Intensitätsschwellwertes liegt.
  9. Anzeigevorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildverarbeitungseinrichtung (20) die von der Tageslicht-Kamera (10) und der Infrarot-Kamera (16) erzeugten Bilder vor einer weiteren Verarbeitung digitalisiert.
  10. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kameras (10, 16) im Frontbereich eines Kraftfahrzeuges (24) angeordnet sind.
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