DE19950033A1 - Kameravorrichtung für Fahrzeuge - Google Patents

Kameravorrichtung für Fahrzeuge

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kameravorrichtung für Fahrzeuge mit einer variabel ausrichtbaren Kamera zur Erfassung eines vor einem Fahrzeug liegenden Straßenverlaufs. DOLLAR A Um eine gute räumliche Auflösung sowohl bei Kurvenfahrten als auch bei Geradeausfahrten zu gewährleisten, wird vorgeschlagen, die Ausrichtung der Kamera durch ein Steuergerät, welches fahrdynamische Parameter des Fahrzeugs oder eine satellitengestützte Information über den aktuellen Standort des Fahrzeugs, den Verlauf und/oder örtliche Lage der Straße erhält, zu steuern.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kameravorrichtung für Fahrzeuge mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
Variabel ausrichtbare Kameravorrichtungen für Fahrzeuge sind allgemein bekannt. Zum weiteren Umfeld der Erfindung wird auf die EP 0 782 059 A1, die WO 9219811 A1 und die US 5,121,200 hingewiesen. Aus diesen Doku­ menten ist es jedoch nicht bekannt, die Kamera bereits vor Beginn einer Kurvenfahrt in die richtige Richtung zu verschwenken.
Ferner haben Kamerasysteme, besonders Infrarotkameras, ein begrenztes Gesichtsfeld, das durch die verwendete Optik an eine Sensoraufgabe ange­ paßt ist. Für einen Einsatz im Nahbereich wird beispielsweise ein großes horizontales Gesichtsfeld benötigt, mit dem sich jedoch aus Gründen der Auflösung oftmals keine Anwendungen im Fernbereich realisieren lassen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kameravorrichtung der ein­ gangs genannten Art derart weiterzubilden, daß eine fortwährende Erfas­ sung des vorausliegenden Straßenverlaufes bei guter Auflösung möglich ist.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1.
Die verstell-, insbesondere verschwenkbare Kamera wird bereits vor Beginn einer Kurve in Richtung des dann folgenden Kurvenverlaufes verstellt. Damit ist es möglich, die Kurvenfahrt mit bereits in die richtige Richtung ver­ schwenkter Kamera anzutreten. Entsprechend gilt dies während der Kur­ venfahrt. Auch dort wird die Erfassung des Straßenverlaufs im weiteren Verlauf der Kurve durch eine entsprechende, im voraus erfolgende Ver­ schwenkung der Kamera erreicht. Eine entsprechende Verstellung kann auch für den Kurvenauslauf bereitgestellt werden, wo die Kamera rechtzeitig und noch in der Kurve das anschließende Geradenstück bzw. die Fahr­ bahnfortführung erfaßt.
Die Information über eine anstehende Kurvenfahrt kann aus fahrdynami­ schen Parametern und/oder über ein satellitengestütztes Informationssystem (GPS = Global Positioning System) entstammen. Die Genauigkeit der satel­ litengestützten Information ist bereits heute in den meisten Fällen aus­ reichend, eine brauchbare Information über den aktuellen Standort des Fahrzeugs zu liefern. Mit zunehmender Genauigkeitsverbesserung dieser Information läßt sich die Ausrichtung der Kamera in Bezug auf den Straßen­ verlauf optimieren. Eine Kombination von fahrdynamischen Parametern und satellitengestützten Informationen ist besonders dann von Vorteil, wenn mehrere Fahrtrichtungsmöglichkeiten, beispielsweise bei einer Gabelung, gegeben sind. In diesem Fall kann über fahrdynamische Parameter die tat­ sächlich gewählte Fahrtrichtung erkannt werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Patentansprüche.
So ist es beispielsweise möglich, das Steuergerät mit dem Ausgangssignal einer Navigationseinrichtung zu versorgen. Da eine derartige Vorrichtung in aller Regel ohnehin vorhanden ist, handelt es sich bei der variablen Kamera­ ausrichtung um einen Zusatznutzen der Navigationsvorrichtung.
Entsprechend kann das Steuergerät in die Navigationseinrichtung integriert sein. Eine derartige Einrichtung steuert dann einerseits eine Anzeige für die Navigation und zusätzlich einen Antrieb für die Änderung der Kamerablick­ richtung.
Entsprechend dem Grundgedanken der Erfindung könnte mit Hilfe des Steu­ ergeräts auch die Höhenausrichtung der Kamera, die beispielsweise kurven­ verlaufsabhängig seitenverschwenkbar ist, verändert werden.
Schließlich kann die Verschwenkung der Kamera sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit vor­ genommen sein. Bei hoher Geschwindigkeit erfolgt die Verschwenkung in größerem Abstand vor Beginn einer Kurve als bei niedriger Geschwindigkeit. Es wird damit dem Kamerasystem die Möglichkeit gegeben, sich rechtzeitig auf den Verlauf der Straße einzustellen.
Im übrigen ist es möglich, auch das Erfassungsfeld einer Kamera abhängig von den vorliegenden Informationen zu steuern, beispielsweise kann durch eine Zoom-Funktion ein Nah- oder Fernbereich eingestellt werden, abhängig, ob eine längere Geradeausfahrt oder eine Fahrt um eine enge Kurve zu er­ warten ist.
Die Kamera kann auf einer beweglichen Plattform angeordnet sein, die vom Steuergerät angesteuert wird. Alternativ ist es auch möglich, daß nur das Linsensystem der Kamera variiert wird, so daß das Kameragehäuse an sich feststehend angeordnet ist. Im letzteren Fall ist jedoch nur eine einge­ schränkte Verschwenkung möglich.
Als fahrdynamische Parameter können Parameter verwendet werden, die auf eine Fahrtrichtungsänderung hinweisen, insbesondere der Lenkwinkel, der Gierwinkel oder eine Seitenbeschleunigung des Fahrzeugs.
Die Erfindung wird nachfolgend und mit Bezug auf die beiliegenden Zeich­ nungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer an einem Fahrzeug ver­ schwenkbar angeordneten Kamera und
Fig. 2 eine Blockdiagramm einer Steuereinrichtung zur geeigneten Ausrichtung der in Fig. 1 dargestellten Kamera.
In Fig. 1 ist nur schematisch und andeutungsweise ein Fahrzeug 10 darge­ stellt, auf dem, im wesentlichen in Fahrtrichtung ausgerichtet, eine Infrarot­ kamera 12 auf einer horizontal verschwenkbaren Plattform (nicht näher dar­ gestellt) angeordnet ist. Die Infrarotkamera 12 besitzt ein Gesichtsfeld mit einem Öffnungswinkel α von 10°. Überdies läßt sich die Infrarotkamera 12 bezüglich der Mittelsenkrechten M um jeweils einen Winkel β (βR, βL) von 15° nach rechts und links verschwenken. Somit deckt die Infrarotkamera 12 ins­ gesamt einen Winkelbereich von 40° (15° + 10° + 15°) ab. Dieser Winkelbe­ reich definiert das virtuelle Gesichtsfeld.
Die verschwenkbare Plattform wird von einer Steuereinrichtung angesteuert, die näher in Fig. 2 dargestellt ist.
Ein GPS-System 20 liefert Informationen über den aktuellen Standort des Fahrzeugs, die es aus Informationen von GPS-Satelliten erhält, an eine Auswerteeinrichtung 50 der Steuereinrichtung. Ferner werden von einem Navigationssystem 30 Informationen über den Verlauf und die örtliche Lage der Straße, auf der sich das Fahrzeug gerade befindet, aus einer digitalen Straßenkarte entnommen und ebenfalls an die Auswerteeinrichtung 50 wei­ tergeleitet. Die Auswerteeinheit 50 erhält ferner als Eingangsgröße den Lenkwinkel. Alternativ können auch andere fahrdynamische Parameter als Eingangsgröße verwendet werden. Diese Parameter liegen auf einem Da­ ten-Bus vor, an den die Auswerteeinheit 50 angeschlossen ist.
In der Auswerteeinheit 50 wird die Istposition des Fahrzeugs und die Vor­ schau auf den vorausliegenden Straßenverlauf errechnet und an eine Steue­ rung 60 für die verschwenkbare Plattform weitergegeben. Die Steuerung 60 beaufschlagt die verschwenkbare Plattform bzw. einen dazugehörigen Motor 70 entsprechend.
Zusätzlich kann die Kamera - falls notwendig - noch in ihrer vertikalen Aus­ richtung oder in ihrem Erfassungsfeld eingestellt werden.
Auf diese Weise ist es möglich, die Kameraausrichtung den tatsächlichen Gegebenheiten und Notwendigkeiten einer Fahrt anzupassen. Insbesondere kann die Anwendung der Kamera für den Fernbereich erhalten bleiben, d. h. man muß keinen Kompromiß beim Gesichtsfeld mehr in Kauf nehmen. Gleichzeitig kann mit der Anpassung der Kameraausrichtung der informati­ onsrelevante Bereich des Fahrzeugumfeldes bei Kurvenfahrt mit guter räum­ licher Auflösung detektiert werden. Die Bilder können dann entweder direkt dem Fahrer zu seiner Information dargeboten oder über eine Bildverarbei­ tung zur Regelung von längs- und/oder querdynamischen Fahrzeugparame­ tern genutzt werden.

Claims (7)

1. Kameravorrichtung für Fahrzeuge mit einer variabel ausrichtbaren Kamera zur Erfassung eines vor einem Fahrzeug liegenden Straßen­ verlaufs, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausrichtung der Kamera durch ein Steuergerät gesteuert ist, welches fahrdynamische Parameter des Fahrzeugs und/oder eine sa­ tellitengestützte Information über den aktuellen Standort des Fahr­ zeugs, den Verlauf und/oder die örtliche Lage der Straße erhält.
2. Kameravorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät das Ausgangssignal einer Navigationsvorrich­ tung für den Standort des Fahrzeugs erhält.
3. Kameravorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät und die Navigationsvorrichtung integriert sind.
4. Kameravorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät auch die Höhenaus­ richtung der Kamera steuert.
5. Kameravorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät auch das Erfassungs­ feld der Kamera steuert.
6. Kameravorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kamera auf einer horizontal bewegbaren Plattform angeord­ net ist, die von dem Steuergerät angesteuert wird.
7. Kameravorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als fahrdynamische Parameter ein Lenkwinkel, ein Gierwinkel und/oder eine Seitenbeschleunigung des Fahrzeugs dient.
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