DE4315466A1

DE4315466A1 - Einpark- und Rückfahrhilfe

Info

Publication number: DE4315466A1
Application number: DE19934315466
Authority: DE
Inventors: Heinz Turck
Original assignee: Mannesmann VDO AG
Current assignee: Mannesmann VDO AG
Priority date: 1993-05-10
Filing date: 1993-05-10
Publication date: 1994-11-17

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum An zeigen des Abstandes zwischen einem Fahrzeug und einem außerhalb des Fahrzeugs befindlichen Objekt mit Hilfe eines Projektors zur Erzeugung eines virtuellen Bildes.

Es ist insbesondere bei Flugzeugen bekannt, virtuelle Bilder zur Anzeige von Informationen für den Piloten in das zentrale Blickfeld derart einzublenden, daß diese Informationen ohne Kopfbewegung bei konzentrierter Beobachtung der Umwelt wahrgenommen werden können. Das über ein Linsensystem und einen halbdurchlässigen Spie gel projizierte virtuelle Bild erscheint dabei in einer solchen Entfernung vor dem Betrachter, daß Anzeige und Umfeld ohne Akkommodationsprobleme gleichzeitig be obachtet werden können.

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diese Vorrichtung derart auszubilden, daß sie als Ein park- und Rückfahrhilfe für ein Kraftfahrzeug einge setzt werden kann.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß auf der vorderen oder hinteren Scheibe mit Hilfe eines Projek tors ein Bild wiedergegeben wird, das als virtuelles Bild in etwa auf der Höhe bzw. im Bereich des Endes des Kraftfahrzeugs wahrnehmbar ist, wobei das außerhalb des Fahrzeugs wahrnehmbare virtuelle Bild von der Fahrer person dann fokussiert wird, wenn das hintere oder vor dere Ende des Fahrzeugs den Mindestabstand zum anvi sierten oder sich annähernden Objekt eingenommen hat.

Durch die vorteilhafte Ausbildung und Anordnung der Vorrichtung zum Anzeigen des Abstandes zwischen einem Fahrzeug und einem außerhalb des Fahrzeugs befindlichen Gegenstand, einer Wand oder auch eines beweglichen Teils bzw. Kraftfahrzeugs, wird beispielsweise beim Einparken des Fahrzeugs der Fahrerperson der genaue Ab stand oder Mindestabstand zwischen der äußeren hinteren oder vorderen Begrenzung des Kraftfahrzeugs und dem von der Fahrerperson anvisierten Objekt, auf das sich das einzuparkende Fahrzeug zubewegt, übermittelt, so daß beim Zurückfahren des Fahrzeugs Beschädigungen am Fahr zeug oder an dem Objekt vermieden werden können. Hierzu ist es vorteilhaft, daß der Abstand zwischen der sich im Kraftfahrzeug aufhaltenden Fahrerperson und dem vor deren oder hinteren Ende des Kraftfahrzeugs in etwa gleich dem Abstand bzw. Mindestabstand zwischen der sich im Kraftfahrzeug aufhaltenden Fahrerperson und dem virtuellen bzw. dem durch die Fahrerperson wahrnehmba ren Bild ist. Da der Abstand zwischen der Fahrerperson und beispielsweise dem hinteren Ende des Fahrzeugs gleich oder auch etwas kleiner ist als der Abstand zwi schen der Fahrerperson und dem virtuellen Bild, kann durch die genaue Fokussierung des anzufahrenden Objek tes und des hinter der Scheibe erscheinenden virtuellen Bildes exakt die Entfernung bestimmt werden, die dem Abstand beispielsweise der hinteren Außenkante des Fahrzeugs und dem Objekt, dem sich die Fahrerperson mit ihrem Fahrzeug beim Einparken nähert, entspricht. Da durch läßt sich mittels der Einpark- und Rückfahrhilfe das Fahrzeug auf kleinstem Raum rangieren, ohne daß eine Beschädigung des eigenen oder eines anderen Kraft fahrzeugs zu befürchten ist. Das auf die Heckscheibe projizierte Bild erscheint der Fahrerperson als virtu elles Bild und erleichtert dadurch der Fahrerperson die Abschätzung der Länge des Fahrzeugs und somit das Rück wärtsfahren und schließlich Einparken des Fahrzeugs auch in sehr kleine Parklücken.

Eine zusätzliche Möglichkeit ist gemäß einer Weiterbil dung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, daß das virtu elle Bild in etwa in Augenhöhe der im Fahrzeug sitzen den Fahrerperson außerhalb des Fahrzeugs wahrnehmbar ist. Hierdurch wird das virtuelle Bild durch die Fah rerperson wahrgenommen, ohne daß sie ihre Höhenposition verändern muß. Die Fahrerperson braucht beim Rückwärts fahren lediglich den Kopf nach hinten zu drehen und sieht sofort hinter der Heckschutzscheibe das virtuelle Bild, das ihr, sobald es fokussiert ist, den entspre chenden Mindestabstand signalisiert, der dem Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem anvisierten Fahrzeug ent spricht.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteil haft, daß der Projektor im Bereich der Heck- und/oder Windschutzscheibe vorgesehen ist und aus mindestens einer LCD-Beleuchtungseinrichtung, einem Spiegel und einer Abbildungsoptik besteht, die einen Gegenstand auf der Scheibe abbildet, der als virtuelles Bild im Bereich einer äußeren Begrenzung des Fahrzeugs von der Fahrerperson wahrnehmbar ist.

Um das Bild auf der Windschutzscheibe abbilden zu kön nen, ist es vorteilhaft, daß ein Teilbereich der Scheibe, auf dem ein Gegenstand über die Abbildungs optik abgebildet wird, besonders vergütet ist.

Von besonderer Bedeutung ist für die vorliegende Erfin dung, daß mehrere virtuelle Bilder im Bereich einer äußeren Begrenzung des Fahrzeugs nacheinander von der Fahrerperson fokussierbar und somit als scharfes Bild jeweils einzeln wahrnehmbar sind, wobei jedes fokus sierte Bild einem entsprechend unterschiedlich großen Abstand entspricht. Durch die Anzeige mehrerer virtuel ler Bilder, die auf der Windschutzscheibe wiedergegeben werden können und im Bereich einer äußeren Begrenzung des Fahrzeugs von der Fahrerperson wahrnehmbar sind, wird der Fahrerperson auf einfache Weise die kontinu ierliche Annäherung an das anvisierte Objekt übermit telt, bis der Mindestabstand zu diesem Objekt bzw. dem sich annähernden Fahrzeug erreicht worden ist.

Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung der Einpark- und Rückfahrhilfe ist es von Vorteil, daß die einzelnen auf der Scheibe wiedergege benen Bilder unterschiedlich farblich markiert sind und das dem Minimumabstand entsprechende virtuelle Bild als Warnzone angedeutet bzw. kenntlich gemacht ist.

Vorteilhaft ist es ferner, daß als Bildanzeige auf der Scheibe eine programmierbare LCD-Punktmatrix verwendet wird.

Außerdem ist es vorteilhaft, daß der Projektor zwischen dem hinteren Sitz und der hinteren Konsole oder in der vorderen Konsole unterhalb der Scheibe eingebaut ist und zur Erzeugung verschiedener virtueller Bilder mehr als einen Spiegel und/oder mehr als eine Linse bzw. Abbildungsoptik aufweist.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt, wobei bemerkt wird, daß alle Einzelmerkmale und alle Kombinationen von Einzel merkmalen erfindungswesentlich sind.

In der Zeichnung ist in der einzigen Abbildung mit 1 eine Einpark- und Rückfahrhilfe für ein Kraftfahrzeug bezeichnet, das zur genauen Anzeige eines Abstandes 11 zwischen einem hinteren oder vorderen Ende 9, 10 eines Fahrzeugs 2 und einem außerhalb des Fahrzeugs 2 befind lichen Objekt 3 dient. Als Objekt kann ein zweites Fahrzeug, eine Wand oder auch ein anderer Gegenstand angesehen werden, der beim Einparken eines Fahrzeugs zu beachten ist, wobei durch die nachstehend beschriebene Vorrichtung der Mindestabstand zwischen dem einzupar kenden Fahrzeug und dem Objekt sichtbar gemacht werden kann.

Die Einpark- und Rückfahrhilfe 1 besteht aus einem Pro jektor 7, der gemäß Ausführungsbeispiel in eine Kon sole 17 zwischen dem hinteren Sitz 16 und dem Koffer raum 18 eingebaut ist. Der in der Abbildung darge stellte Projektor 7 kann auch im Bereich der vorderen Konsole des Fahrzeugs 2 untergebracht werden.

Der Projektor 7 weist unter anderem eine LCD-Beleuch tungseinrichtung 12, mindestens einen Spiegel 13 zur Umlenkung eines Strahlenganges 19 sowie mindestens eine Abbildungsoptik 14 auf, über die der von der Beleuch tungseinrichtung 12 projizierte Gegenstand auf einer hinteren Scheibe 5 oder nach einem anderen Ausführungs beispiel auf einer vorderen Scheibe 4 abgebildet wird.

Hierzu ist ein Teilbereich 15 der vorderen oder hinte ren Scheibe 4, 5 entsprechend vergütet, so daß der ab zubildende Gegenstand über die Abbildungsoptik 14 abge bildet werden kann und dann als virtuelles Bild 6 im Bereich der äußeren Begrenzung des Fahrzeugs bzw. des hinteren Endes 9 oder des vorderen Endes 10 des Fahr zeugs 2 von der Fahrerperson (8) wahrgenommen werden kann.

Wie aus der Abbildung hervorgeht, liegt das virtuelle Bild 6 auf der gleichen Querebene, auf der das hintere Ende 9 einer Stoßstange 20 endet.

In der Zeichnung ist mit H₁ der Abstand zwischen der Augenhöhe der Fahrerperson 8 und einer Standfläche 21 des Fahrzeugs 2 gekennzeichnet. Die Höhe H₁ ist gleich oder geringfügig größer als die Höhe H₂ des Abstandes zwischen dem virtuellen Bild 6 und der Standfläche 21.

Das virtuelle Bild 6 als Maßangabe zur Entfernung der Anzeige des Abstandes zwischen dem Fahrzeug 2 und dem virtuellen Bild 6 ist beliebig wählbar. Das durch den Projektor 7 austretende Licht wird aufgrund des geson dert vergüteten Bereichs 15 auf der Scheibe 4, 5 re flektiert und somit über das Auge der Fahrerperson 8 in der Höhe H₂ wahrgenommen. Beim Rückwärtsfahren fokus siert die Fahrerperson zuerst den Gegenstand, auf den sie sich mit ihrem Fahrzeug zubewegt. Hat sich das Fahrzeug bis auf wenige Zentimeter diesem Gegenstand genähert, so erscheint das virtuelle Bild als eine scharfe Abbildung, die der Fahrerperson nun den Min destabstand zwischen dem Fahrzeug 2 und dem Objekt 3 signalisiert. Der Abstand zwischen der Fahrerperson 8 und dem virtuellen Bild 6 ist hierzu in vorteilhafter Weise geringfügig kleiner als der Abstand zwischen der Fahrerperson 8 und dem Objekt 3.

Diese als Einpark- und Rückfahrhilfe 1 ausgebildete Vorrichtung kann auch als Parkhilfe zur Ermittlung des Abstandes zwischen dem vorderen Ende 10 und einem in der Zeichnung nicht dargestellten Objekt dienen. Eine derartige Einparkhilfe arbeitet auf gleiche Weise wie die bereits beschriebene Einparkhilfe.

Das auf der Windschutzscheibe 4 wiedergegebene Bild, das als virtuelles Bild 6 hinter der Fahrerscheibe 4 von der Fahrerperson wahrgenommen wird, erleichtert also die Abschätzung der vorderen Teillänge des Fahr zeugs und somit den Einparkvorgang der Fahrerperson.

Es ist jedoch auch möglich, auf der hinteren Scheibe 5 oder der vorderen Scheibe 4 mehrere Bilder in einer Ebene abzubilden, die unterschiedlichen Entfernungen entsprechen und von der Fahrerperson in einem zeit lichen Abstand voneinander als virtuelle Bilder 6, 6′ fokussiert werden, um auf diese Weise der Fahrerperson den Annäherungsvorgang des Fahrzeugs 2 an ein Objekt 3 zu signalisieren und unterschiedliche bzw. abnehmende Abstände bekanntzugeben. Die einzelnen auf der Scheibe 4 wiedergegebenen Bilder können unterschiedlich farblich markiert werden, beispielsweise von einem hel len Rot bis zu einem dunklen Rot, um bei zunehmender Farbintensität den Annäherungszustand an das Objekt 3 zu signalisieren.

In vorteilhafter Weise kann als Bildanzeige eine pro grammierte LCD-Punktmatrix auf der Scheibe 4 bzw. 5 verwendet werden. Wie aus der Abbildung hervorgeht, be findet sich der Projektor 7 etwas unterhalb der Ober kante der Rücklehne des Fahrersitzes 16 im Bereich der Konsole 17. Damit verschiedene virtuelle Bilder zur Signalisierung der unterschiedlichen Abstände auf der Scheibe 4 bzw. 5 wiedergegeben werden können, ist der Projektor 7 beispielsweise mit mehreren Spiegeln bzw. auch mit mehreren Linsen ausgestattet. Die Abstände zwischen der Abbildungsoptik 14 und dem Spiegel 13 so wie der Beleuchtungseinrichtung 12 sind über eine in der Zeichnung nicht dargestellte Vorrichtung einstell bar bzw. justierbar. Die Stromversorgung der Beleuch tungseinrichtung 12 erfolgt über die Fahrzeugbatterie.

Bezugszeichenliste

1 Einpark- und Rückfahrhilfe
2 Fahrzeug
3 Objekt
4 vordere Scheibe, Windschutzscheibe
5 hintere Scheibe, Heckscheibe
6, 6′ virtuelles Bild
7 Projektor
8 Fahrerperson
9 hinteres Ende
10 vorderes Ende
11 Abstand, Länge
12 LCD-Beleuchtungseinrichtung
13 Spiegel
14 Abbildungsoptik
15 vergüteter Teilbereich der Scheibe (4, 5)
16 hinterer Sitz
17 hintere Konsole
18 Kofferraum
19 Strahlengang
20 Stoßstange
21 Standfläche.

Claims

1. Vorrichtung zum Anzeigen des Abstandes zwischen einem Fahrzeug (2) und einem außerhalb des Fahr zeugs befindlichen Objekt (3) mit Hilfe eines Projektors (7) zur Erzeugung eines virtuellen Bildes (6), dadurch gekennzeichnet, daß auf der vorderen oder hinteren Scheibe (4, 5) mit Hilfe eines Projektors (7) ein Bild (6) wiedergegeben wird, das als virtuelles Bild (6) in etwa auf der Höhe bzw. im Bereich des Endes des Kraftfahr zeugs (2) wahrnehmbar ist, wobei das außerhalb des Fahrzeugs (2) wahrnehmbare virtuelle Bild (6) von der Fahrerperson dann fokussiert wird, wenn das hintere oder vordere Ende des Fahrzeugs (2) den Mindestabstand zum anvisierten oder sich an nähernden Objekt (3) eingenommen hat.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß der Abstand (11) zwischen der sich im Kraftfahrzeug (2) aufhaltenden Fahrerperson (8) und dem vorderen oder hinteren Ende (9, 10) des Kraftfahrzeugs (2) in etwa gleich dem Abstand bzw. Mindestabstand (11′) zwischen der sich im Kraftfahrzeug (2) aufhaltenden Fahrerperson (8) und dem virtuellen bzw. dem durch die Fahrerper son wahrnehmbaren Bild (6) ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß das virtuelle Bild (6) in etwa in Augenhöhe (H₁) der im Fahrzeug (2) sitzenden Fahrerperson (8) außerhalb des Fahrzeugs (2) wahrnehmbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß dem Projektor (7) im Bereich der Heck- und/oder Windschutzscheibe (4, 5) vorgesehen ist und aus mindestens einer LCD-Beleuchtungseinrich tung (12), einem Spiegel (13) und einer Abbil dungsoptik (14) besteht, die einen Gegenstand auf der Scheibe (4, 5) abbildet, der als virtuelles Bild (6) im Bereich einer äußeren Begren zung (9, 10) des Fahrzeugs (2) von der Fahrerper son (8) wahrnehmbar ist.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teilbereich (15) der Scheibe (4, 5), auf dem ein Gegenstand über die Abbildungsoptik (14) ab gebildet wird, besonders vergütet ist.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere virtuelle Bilder (6) im Bereich einer äußeren Begrenzung des Fahrzeugs (2) nacheinander von der Fahrerperson (8) fokussierbar und somit als scharfes Bild jeweils einzeln wahrnehmbar sind, wobei jedes fokussierte Bild einem entspre chend unterschiedlich großen Abstand (11, 11′) entspricht.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen auf der Scheibe (4, 5) wiedergege benen Bilder unterschiedlich farblich markiert sind und das dem Minimumabstand (11) entspre chende virtuelle Bild (6) als Warnzone angedeutet bzw. kenntlich gemacht ist.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Bildanzeige auf der Scheibe (4, 5) eine pro grammierbare LCD-Punktmatrix verwendet wird.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Projektor (7) zwischen dem hinteren Sitz (16) und der hinteren Konsole (17) oder in der vorde ren Konsole unterhalb der Scheibe (4) eingebaut ist.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Projektor (7) zur Erzeugung verschiedener virtueller Bilder mehr als einen Spiegel (13) und/oder mehr als eine Linse bzw. Abbildungs optik (14) aufweist.