DE19816822B4

DE19816822B4 - Kamerasystem zum Überwachen einer nicht unmittelbar einsehbaren Umgebung eines Anhängefahrzeugs

Info

Publication number: DE19816822B4
Application number: DE19816822A
Authority: DE
Inventors: Bernd Dr. Rech; Thorsten Gleich; Rudolf Mai
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1997-04-26
Filing date: 1998-04-16
Publication date: 2007-06-14
Anticipated expiration: 2018-04-17
Also published as: DE19816822A1

Abstract

Kamerasystem zum Überwachen einer nicht unmittelbar einsehbaren Umgebung eines Anhängefahrzeugs (8), auf dem sich eine Last (9) befindet, wobei das Kamerasystem mindestens zwei Kameras (1a, 1b) umfasst, die an der Last (9) lösbar befestigt sind, und von denen eine Kamera (1a) am Heck des Anhängefahrzeugs (8) angeordnet ist, und wobei das Kamerasystem ferner eine Signalverarbeitungsvorrichtung (2) und eine Anzeigevorrichtung (3) vor dem Fahrersitz in einem Fahrzeug (7) sowie ein Übertragungssystem zum Übertragen der Bildsignale von wenigstens einer der Kameras (1a, 1b) zu der Signalverarbeitungsvorrichtung (2) in dem Fahrzeug (7) umfaßt, wobei bei der Darstellung der Bilddaten auf der Anzeigevorrichtung (3) eine Auswahl aus Bilddaten der zumindest zwei Kameras in Abhängigkeit von der Fahrtrichtung des Anhängefahrzeugs (8) vorgegeben wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kamerasystem zum Überwachen einer nicht unmittelbar einsehbaren Umgebung eines Anhängefahrzeugs nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs.
Beim Führen eines Fahrzeugs ist der Fahrer im allgemeinen auf Informationen über die nähere Umgebung seines Fahrzeugs angewiesen. Dies gilt besonders bei Fahrzeugkombinationen aus zwei (oder mehr) Fahrzeugen mit einer Zugmaschine und einem Anhängefahrzeug. Vor allem sind hierfür Durchfahrten durch Engstellen und Rangierbewegungen beim Einparken etc. kritisch. Zu diesem Zweck wurden Kamerasysteme entwickelt, die über einen im Fahrzeug eingebauten Monitor dem Fahrer einen größeren Blickwinkel verschaffen und so die Überwachung einer nicht unmittelbar einsehbaren Umgebung eines Fahrzeugs zulassen.

Bekannte Kamerasysteme dieser Art umfassen eine Kamera und eine Signalverarbeitungs- und Anzeigevorrichtung. Ein System dieser Art für große Fahrzeuge wie Lastwagen, Busse etc., bei dem das Bild der Rückseite des Fahrzeugs aufgenommen wird und auf einem Monitor vor dem Fahrersitz gezeigt wird, wird in JP8-258623 A beschrieben. Das System umfaßt eine Kamera, welche die Rückansicht des Fahrzeugs aufnimmt. Die Kamera ist in dem Anhängefahrzeug des Fahrzeugs eingebaut. Monitore, die sich an den seitlichen (Außen-) Spiegeln des Fahrzeugs befinden, geben die aufgenommenen Bilder wieder. Nach diesem Stand der Technik ist es dem Fahrer möglich, beim Rückwärtsfahren den toten Winkel zwischen Fahrzeug und Anhängefahrzeug einzusehen.

Der Nachteil bei diesem Stand der Technik ist, daß die Kameras speziell ausgelegt sind für die Ausrichtung von einem Fahrzeug und einem Anhängefahrzeug zueinander und ein solches System nur beim Rückwärtsfahren und -rangieren eines Gespannes mit Anhängefahrzeug eine Hilfe für den Fahrer darstellt.

Aus der DE 195 26 702 A1 ist ein Verfahren und eine Anordnung zum Rückwärtsrangieren eines lenkbaren, mit einem Anhängefahrzeug verbundenen Straßenkraftfahrzeugs bekannt, bei der am Heck des Anhängefahrzeugs eine CCD-Kamera vorgesehen ist. Bei einem Rückwärtsrangieren wird ein Gestell hinter dem Fahrzeug aufgestellt. Das Gestell wird von der Kamera aufgenommen und kann so von dem Fahrer des Fahrzeugs auf einem Monitor beobachtet werden. Bei einer genannten Ausführungsform ist die Kamera drehbar.

Aus der GB 934 037 A ist ein Kraftfahrzeug mit einem Anhänger bekannt, an dessen Heck eine Kamera vorgesehen ist, die die rückseitige Umgebung aufnimmt. Von der Kamera führt eine Kabelverbindung zu einem Monitor in der Fahrzeugkabine.

In der DE 83 08 363 U1 ist ein Kraftfahrzeug offenbart, an dem anstelle eines Rückspiegels eine Kamera vorgesehen sein kann, die über Lichtleiterverbindungen Signale ins Fahrzeuginnere leitet.

Die DE 1 115 603 B beschreibt eine Innenrückblickspiegeleinrichtung für Kraftfahrzeuge, die einen karosseriefesten Teil und einen Spiegelhaltearm umfasst, wobei der Fußteil des Spiegelhaltearms über Magnete an dem karosseriefesten Teil befestigt ist.

Die DE 43 39 600 A1 offenbart ein land- oder bauwirtschaftliches Fahrzeug, das optisch mit Erfassungseinrichtungen, wie zum Beispiel Videokameras, überwacht wird. Auf einem Monitor können die Bilder der Videokameras wiedergegeben werden, wobei die erfassten Beobachtungsbereiche der unterschiedlichen Erfassungseinrichtungen gleichzeitig oder getrennt voneinander darstellbar sind. Die Darstellung des Beobachtungsbereichs kann in Abhängigkeit von der Fahrtrichtung des Fahrzeugs, zum Beispiel in Abhängigkeit vom Einlegen des Rückwärtsgangs, umschaltbar sein.

Um dem Fahrer eine umfassende Rangier- und Überwachungshilfe zur Verfügung zu stellen, die einfach aufgebaut ist und daher kostengünstig zu realisieren ist, wird ein Kamerasystem zum Erfassen und Anzeigen von Daten in einem Fahrzeug vorgeschlagen, mit dem die oben genannten Nachteile überwunden werden.

Das erfindungsgemäße Kamerasystem hat die Merkmale nach dem unabhängigen Vorrichtungsanspruch. Die Unteransprüche beziehen sich auf vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Kamerasystems.

In einer speziellen Ausführungsform weist das Übertragungssystem zum Übertragen der Bildsignale an vorgegebenen Positionen an dem Anhängefahrzeug Steckverbinder auf, die zur mechanischen und/oder übertragungsmäßigen Verbindung der Kameras angebracht sind. Dabei kann das Übertragungssystem eine elektrische Kabelverbindung oder eine Lichtwellenleiterverbindung zwischen der Signalverarbeitungsvorrichtung und jeder Kamera umfassen. Denkbar ist auch eine kabellose Verbindung, beispielsweise eine Funkverbindung, zwischen der Signalverarbeitungsvorrichtung und den Kameras.

In einer alternativen Ausführungsform des Kamerasystems umfaßt das Übertragungssystem eine Funkübertragungsstrecke zwischen der Signalverarbeitungsvorrichtung und jeder Kamera. Als lösbare Befestigung der Kameras an dem Anhängefahrzeug und/oder der Last werden magnetische Halterungen bevorzugt.

Zusätzlich zu den genannten Daten kann durch die Kameras ein Abstand des Anhängefahrzeugs zu einem Hindernis (schmale Durchfahrt, Abstand zu dem Zugfahrzeug beim Rückwärtsrangieren usw.) erfaßt werden. Diese Daten werden dann zusätzlich zu den Bilddaten von den Kameras als Angabe eines Abstandes zu dem Hindernis auf der Anzeigevorrichtung angezeigt. Die Art der Darstellung der Bilddaten auf der Anzeigevorrichtung kann darüber hinaus in Abhängigkeit von der Fahrtrichtung des Anhängefahrzeugs vorgegeben werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den Vorteil, daß dem Fahrer eine Rangierhilfe zur Verfügung steht, bei der es keinen toten Winkel mehr gibt – weder zwischen Fahrzeug und Anhängefahrzeug noch hinter dem Anhängefahrzeug. Damit wird also dank des erfindungsgemäßen Kamerasystems die Sicherheit für ein entsprechend ausgerüstetes Fahrzeuggespann erhöht.

Die Erfindung wird zum besseren Verständnis im folgenden unter Angabe von weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand eines zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

1 zeigt ein Fahrzeuggespann in schematischer Darstellung von der Seite, in das eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kamerasystems eingebaut ist.

Das Fahrzeuggespann in 1 besteht aus einem Zugfahrzeug 7 (im folgenden Fahrzeug genannt) und einem von diesem gezogenen Anhängefahrzeug 8. Das Anhängefahrzeug 8 dient zum Transport von Lasten 9, wie z. B. einem hier gezeigten Boot. Das Anhängefahrzeug 8 ist dabei auf allgemein bekannte Art und Weise mit dem Fahrzeug verbunden (Anhängerdeichsel mit Kupplung und mit elektrischen und evtl. hydraulischen und pneumatischen Versorgungsleitungen etc.). Das hier dargestellte Anhängefahrzeug 8 ist ein Starr-Deichselanhänger für den Transport von einem Boot 9. Die Erfindung ist aber selbstverständlich nicht auf diese Art von Anhängefahrzeugen beschränkt, sondern findet auch Anwendung bei Gelenk-Deichselanhängern.
Die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kamerasystems nach 1 weist zum Erfassen und Anzeigen von Daten eine Signalverarbeitungsvorrichtung 2 auf, die über Zuleitungen 5 mit den einzelnen Kameras 1a, 1b des Kamerasystems verbunden ist. Ferner ist die Signalverarbeitungsvorrichtung 2 über eine weitere Zuleitung 5 mit einer Anzeigevorrichtung 3 verbunden, auf der das Bild der Kameras 1a und 1b dargestellt wird.
Die Kameras 1a und 1b sind über das Anhängefahrzeug so verteilt, daß sie schlecht vom Fahrer einsehbare Bereiche erfassen. Dazu sind sie bei der 1 gezeigten bevorzugten Ausführungsform in einem vorderen Abschnitt des Anhängefahrzeugs und in einem hinteren Abschnitt des Anhängefahrzeugs angebracht.
Die Kameras können am Anhängefahrzeug direkt oder an der auf dem Anhängefahrzeug befindlichen Last angebracht sein. Auch ist es möglich, die Signalverarbeitungseinrichtung am Anhängefahrzeug vorzusehen.
Wenn die Kameras an Aufbauten des Anhängefahrzeugs angebracht werden, d. h. bei einem Bootsanhänger z. B. an den Radkästen, so können sie permanent am Anhängefahrzeug verbleiben, was ein wiederholtes An- und Abbauen überflüssig macht und auch eine stabilere Befestigung ermöglicht. Mit einer permanenten Befestigung können sie vor Außeneinflüssen geschützt werden. Auch aus ästhetischen Gründen und aus Sicherheitsgründen ergeben sich bei dieser Anordnung der Kameras Vorteile. Schließlich entfällt auch das optische und/oder elektronische Einrichten der Kamera in Abhängigkeit von wechselnden Einbauhöhen an der Last 9 auf dem Anhängefahrzeug 8.
Da jedoch der Blickwinkel aufgrund von unterschiedlichen Lasten eingeschränkt sein kann, müssen die Kameras i. a. lösbar befestigt werden, da damit eine optimale Positionierbarkeit gewährleistet bleibt. In der in 1 dargestellten Ausführungsform sind die Kameras 1a und 1b daher unmittelbar an der Last 9 angebracht, die in der in 1 gezeigten Ausführungsform ein Boot ist.
Bei der lösbaren Befestigung sind entweder an (nicht dargestellten) festen Aufbauten des Anhängefahrzeugs Steckverbinder vorgesehen, an denen die Kameras mechanisch und/oder übertragungsmäßig befestigt werden. Dazu umfaßt der Steckverbinder einen (nicht dargestellten) Sockel am Anhängefahrzeug 8, in den ein (nicht dargestelltes) entsprechendes Gegenstück, das an der Kamera 1a oder 1b befestigt ist, hineinpaßt. Dadurch wird ein mechanischer Halt gewährleistet, der noch dadurch erhöht werden kann, daß eine lösbare Verriegelung von Sockel und Gegenstück vorgesehen werden kann.
Außerdem sind Kontakte vorgesehen, die für die eigentliche Übertragung von Daten zu der Signalverarbeitungsvorrichtung 2 dienen. Diese Kontakte können in die mechanischen Steckverbinder integriert sein. Die Übertragung der Daten kann auf elektrischem Wege über die Kontakte und die Zuleitungen 5 erfolgen. Um jedoch Störungen aufgrund elektrischer Felder, die von Fahrzeugkomponenten oder der Umgebung ausgehen, weitestgehend zu unterdrücken, wird bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kamerasystems eine optische Übertragung über Glasfaser oder Lichtwellenleiter als Zuleitung 5 angewendet.
Die flexibelste lösbare Verbindung der Kameras 1a und 1b an dem Anhängefahrzeug 8 oder der Last 9 besteht bei der Verwendung von magnetischen Halterungen oder einer Saugnapfverbindung, die auf der Erzeugung von Unterdruck mit Gummifüßen basiert, für die mechanische Anbringung und einer (nicht dargestellten) Funkübertragung der Kameradaten an die Signalverarbeitungsvorrichtung 2.
Die Kamerabilder von Kamera 1a und Kamera 1b werden auf der Anzeigevorrichtung 3 dargestellt. Die Anzeigevorrichtung 3 befindet sich vorzugsweise in Höhe des Innenspiegels. Dadurch kann der Fahrer mit einem Blick die Situation des hinter ihm fließenden Verkehrs erfassen, er braucht nicht den Blick nach hinten zu richten.
In der gezeigten Ausführungsform ist die Signalverarbeitungsvorrichtung 2 außer mit der hinteren und der vorderen Kamera 1a und 1b an dem Anhängefahrzeug 8 über eine Zuleitung 5 mit einem Richtungssensor 4 (Getriebe) verbunden. Damit wird die richtungsabhängige Darstellung der Kamerabilder ermöglicht, welche besonders vorteilhaft beim Rangieren des Fahrzeugs in enge Parklücken oder nahe an Hindernisse heran ist, z. B. beim Rückwärtsfahren, um das Boot zu wassern, oder dem Rangieren durch eine enge Durchfahrt. Während bei Geradeausfahrt das Bild der nach hinten gerichteten Kamera 1a auf der Anzeigevorrichtung 3 dargestellt wird, um z. B. beim Überholen sicherzustellen, daß das Fahrzeug nicht zu früh einschert, wird beim Rückwärtsfahren das Bild der nach vorne gerichteten Kamera 1b auf der Anzeigevorrichtung dargestellt, damit der Fahrer das Gespann ausrichten kann. Nähert er sich schließlich einer Endposition seines Fahrzeugs, z. B. vor einer Laderampe oder dergleichen, so kann der Fahrer manuell wieder die hintere Kamera 1a auf die Anzeigevorrichtung schalten, um das Gespann aus Fahrzeug 7 und Anhängefahrzeug 8 rechtzeitig zum Stehen zu bringen.
Das automatische Umschalten der Darstellung auf der Anzeigevorrichtung 3 erfolgt insbesondere durch die Erfassung des eingelegten Ganges über den Richtungssensor 4.
In 1 sind die Sichtfelder 6a und 6b der Kameras 1a und 1b dargestellt. Die Kameras 1a und 1b haben dabei vorzugsweise Weitwinkelobjektive mit sehr kurzer Brennweite, damit sie ein großes Blickfeld abdecken. Da diese Weitwinkelobjektive aber ein sehr verzerrtes Bild erzeugen, kann in der Signalverarbeitungsvorrichtung 2 ein Algorithmus zur rechnerischen Eliminierung der Verzerrung der Abbildung implementiert sein. Daneben kann in der Signalverarbeitungsvorrichtung 2 auch eine vorläufige Auswertung der Kamerabilder erfolgen, um weitere Angaben auf dem Display im Fahrzeug zur Erhöhung der Fahrsicherheit darzustellen, wie etwa Angaben zum Abstand gegenüber anderen Fahrzeugen.
Bei Gelenk-Deichselanhängern werden vorzugsweise statt einer Kamera 1b im vorderen Abschnitt des Anhängefahrzeugs zwei oder mehrere Kameras eingesetzt. Damit ist es möglich zu erkennen, ob sich aufgrund einer starken Auslenkung der Vorderachse des Anhängefahrzeugs 8 das Zugfahrzeug 7 dem Anhängefahrzeug nähert, ohne daß letzteres sich bewegt. Dies kann im Extremfall dazu führen, daß das Anhängefahrzeug 8 umstürzt.

1a: Kamera hinten im Anhänger
1b: Kamera vorne im Anhänger
2: Signalverarbeitungsvorrichtung
3: Anzeigevorrichtung
4: Richtungssensor
5: Zuleitungen
6a: Sichtfeld hinter dem Anhänger
6b: Sichtfeld vor dem Anhänger
7: Fahrzeug
8: Anhängefahrzeug
9: Last (Boot)

Claims

Kamerasystem zum Überwachen einer nicht unmittelbar einsehbaren Umgebung eines Anhängefahrzeugs (8), auf dem sich eine Last (9) befindet, wobei das Kamerasystem mindestens zwei Kameras (1a, 1b) umfasst, die an der Last (9) lösbar befestigt sind, und von denen eine Kamera (1a) am Heck des Anhängefahrzeugs (8) angeordnet ist, und wobei das Kamerasystem ferner eine Signalverarbeitungsvorrichtung (2) und eine Anzeigevorrichtung (3) vor dem Fahrersitz in einem Fahrzeug (7) sowie ein Übertragungssystem zum Übertragen der Bildsignale von wenigstens einer der Kameras (1a, 1b) zu der Signalverarbeitungsvorrichtung (2) in dem Fahrzeug (7) umfaßt, wobei bei der Darstellung der Bilddaten auf der Anzeigevorrichtung (3) eine Auswahl aus Bilddaten der zumindest zwei Kameras in Abhängigkeit von der Fahrtrichtung des Anhängefahrzeugs (8) vorgegeben wird.
Kamerasystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungssystem zum Übertragen der Bildsignale an vorgegebenen Positionen an dem Anhängefahrzeug (8) Steckverbinder zur mechanischen und/oder übertragungsmäßigen Verbindung der Kameras (1a, 1b) aufweist.
Kamerasystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungssystem eine elektrische Kabelverbindung (5) zwischen der Signalverarbeitungsvorrichtung (2) und jeder Kamera (1a, 1b) umfaßt.
Kamerasystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungssystem eine Lichtwellenleiterverbindung zwischen der Signalverarbeitungsvorrichtung (2) und jeder Kamera (1a, 1b) umfaßt.
Kamerasystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungssystem eine Funkübertragungsstrecke zwischen der Signalverarbeitungsvorrichtung (2) und jeder Kamera (1a, 1b) umfaßt.
Kamerasystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die lösbare Befestigung der Kameras (1a, 1b) an dem Anhängefahrzeug (8) und/oder der Last (9) magnetische Halterungen umfaßt.
Kamerasystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß über die Kameras der Abstand des Anhängefahrzeugs (8) zu einem Hindernis erfaßt wird.
Kamerasystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung (3) zusätzlich zu den Bilddaten von den Kameras (1a, 1b) einen Abstand des Anhängefahrzeugs (8) zu dem Hindernis anzeigt.