ES2861601T3 - Sistema de visión para la detección del entorno de un vehículo - Google Patents

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Abstract

Sistema de visión (100, 200) para un vehículo (1) con una unidad de tracción (2) y un remolque (3), que contiene: una unidad de registro (10) con al menos un sensor de imagen (12) para registrar un área de visión (40) alrededor del vehículo en forma de datos de imagen, pudiendo montarse la unidad de registro (10) sobre la unidad de tracción (2), al menos una unidad de procesamiento (20) para el procesamiento de los datos de imagen registrados por la unidad de registro (10), y al menos una unidad de reproducción (30) para reproducir al menos un primer recorte de imagen (410) y un segundo recorte de imagen (420) del área de visión (40) registrada por la unidad de registro (10), en donde, si la unidad de tracción (2) y el remolque (3) están alineados fundamentalmente entre sí en la dirección longitudinal del vehículo (1), la unidad de procesamiento (20) toma, del área de visión (40) del al menos un sensor de imagen (12), el primer recorte de imagen (410) en una primera posición original (A) y el segundo recorte de imagen (420) en una segunda posición original (B), y en donde, si la unidad de tracción (2) y el remolque (3) están dispuestos en un ángulo fundamentalmente no igual a 0° la una respecto al otro, la unidad de procesamiento (20) toma, del área de visión (40) del al menos un sensor de imagen (12), el primer recorte de imagen (410) en una primera posición modificada (A') y/o el segundo recorte de imagen (420) en una segunda posición modificada, y siendo la resolución del primer recorte de imagen (410) en la posición original (A) y en la posición modificada (A') en la unidad de reproducción (30) mayor que la resolución del segundo recorte de imagen (420) en la posición original (B) y en la posición modificada en la unidad de reproducción (30), presentando la unidad de registro de imágenes (10) una única cámara (11), presentando la única cámara (11) un único sensor de imagen (12).

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema de visión para la detección del entorno de un vehículo
La invención se refiere a un sistema de visión para la detección del entorno alrededor de un vehículo, en particular un vehículo comercial con semirremolque, tráiler, remolque u otra sección que puede pivotar con respecto a la cabina del conductor y se extiende hacia atrás.
Por el estado de la técnica se conocen retrovisores que pueden estar colocados o bien están colocados en el lado exterior de la cabina del conductor o bien de una unidad de tracción. En el caso de los retrovisores, con la derivación del remolque, por ejemplo, en el caso de una marcha en curva o de un proceso de giro, el conductor puede observar el entorno del vehículo alrededor del remolque (al menos parcialmente) por medio de un movimiento de la cabeza correspondiente.
En el sentido de la presente enseñanza, un remolque comprende remolques que se acoplan a un vehículo (tractor o bien unidad de tracción) por medio de un acoplamiento de remolque, por ejemplo, semirremolques (los denominados tráileres) que se colocan en el área trasera y rebajada de un tractor y, con ello, se conectan de manera pivotable alrededor de al menos un eje vertical. En términos generales, un remolque es una sección que se extiende hacia atrás, que se encuentra en la parte posterior de la cabina del conductor de un vehículo y es una parte del vehículo que se puede mover lateralmente con respecto a la cabina del conductor (que se puede pivotar hacia fuera), que pivota alrededor de un eje vertical en el caso de una marcha en curva relativamente a la cabina del conductor. Los vehículos articulados o los trenes articulados también son remolques en el sentido de la invención.
Recientemente, los retrovisores de los vehículos se han sustituido cada vez más por sistemas de cámaras (sistemas de sustitución de retrovisores) o se han complementado al menos por sistemas de cámaras. A este respecto, se sustituyen o se complementan los sistemas de retrovisores convencionales que están prescritos para un vehículo de motor, tales como, por ejemplo, retrovisores exteriores (retrovisores principales), retrovisores interiores en automóviles o retrovisores de gran angular y retrovisores delanteros en vehículos comerciales. En el caso de sistemas de sustitución de retrovisores de este tipo, al conductor del vehículo se le muestra el área de visión correspondiente, que convencionalmente se hace visible por medio de un retrovisor, en ocasiones de forma permanente y en tiempo real en un monitor u otra unidad de reproducción, por ejemplo, en el espacio interior del vehículo, de manera que el conductor del vehículo pueda revisar en cualquier momento el área de visión correspondiente, aunque ni tiene visión directa del área de visión correspondiente ni está previsto un retrovisor. Además, los sistemas de cámaras se emplean en el vehículo en el contexto de los denominados sistemas de asistencia al conductor (ADAS, por sus siglas en inglés), en los cuales o bien los datos registrados por los sistemas de cámaras se muestran asimismo al conductor del vehículo, por ejemplo, dependiendo de la situación de conducción existente en cada caso, o por el contrario en los cuales los datos de imagen detectados se evalúan para controlar otros componentes del vehículo, tales como, por ejemplo, en el contexto de detección de distancia y/o de obstáculos, detección de condición de la calzada, sistemas de advertencia de salida de carril, detección de señales de tráfico, etc.
En particular, por el estado de la técnica se conocen sistemas de sustitución de retrovisores para vehículos comerciales con unidades de tracción y remolque, que presentan dos o más cámaras con en cada caso diferentes ángulos de apertura para el registro de diferentes campos de visión, habitualmente campos de visión de clase II y IV según ECE R46. Estas cámaras están conectadas por regla general de forma estacionaria a la unidad de tracción del vehículo. Los sistemas de visión con dos cámaras están configurados de manera que, en el caso de una orientación diferente respecto a la unidad de tracción del remolque, es decir, el remolque no se encuentra en el eje longitudinal de la unidad de tracción, al menos una de las dos cámaras para la detección del entorno del vehículo se pivota alrededor de un eje vertical (eje normal) en el caso de un estado horizontal del vehículo. Sin embargo, un mecanismo pivotante es propenso a sufrir daños debido a influencias ambientales e influencias mecánicas, tales como, por ejemplo, vibraciones. Como alternativa, en el caso del uso de sistemas de visión con dos cámaras con diferente orientación respecto a la unidad de tracción del remolque, el entorno del vehículo que se va a detectar se corta del área de visión de la cámara para el área de gran angular y se representa de manera ampliada en un monitor. Sin embargo, la cámara para el área de gran angular presenta una resolución básica baja debido al gran ángulo de registro de imagen, razón por la cual el área de imagen recortada del área de gran angular presenta asimismo una resolución baja, que no posibilita ninguna evaluación fiable del entorno del vehículo. Además, como alternativa, en el caso de sistemas de visión con dos cámaras, el área de visión de la cámara para el campo de visión principal se pivota digitalmente dentro del campo de visión principal, mediante lo cual, sin embargo, solo es posible una detección restringida del entorno del vehículo y no se detectan en ocasiones ángulos de articulación extremos entre la unidad de tracción y el remolque debido a un ángulo de registro máximo limitado de la cámara.
Un sistema de visión que presenta dos cámaras para el registro de dos campos de visión diferentes y al menos un monitor para la reproducción de los campos de visión se conoce, por ejemplo, por el documento DE 102015218033 A1. A este respecto, el sistema de visión ahí revelado está adecuado de tal manera que adapta la imagen del monitor de tal manera que todavía está asegurada una suficiente visibilidad hacia atrás. La adaptación de la imagen del monitor se realiza o bien por medio de un pivotamiento mecánico de la respectiva cámara y, con ello, el campo de registro de la cámara, o bien por medio del desplazamiento de un registro de imagen mostrado en el monitor de la respectiva imagen de la cámara por medio del uso de aparatos de cálculo y de control y programas de procesamiento de imágenes adecuados. Sistemas de visión adicionales se conocen por los documentos DE 102013214368 A1, EP 2 623374 A1, DE 102014006153 A1 y DE 102010032411 A1.
El documento DE102013214368 A1 revela un sistema de visión para un vehículo con una unidad de tracción 2 y un remolque 3, que contiene: una unidad de registro con un sensor de imagen para registrar un área de visión 4 alrededor del vehículo en forma de datos de imagen para procesar los datos de imagen registrados por el unidad de registro, y una unidad de reproducción para reproducir un primer recorte de imagen del área de visión registrada por la unidad de registro, en donde, si la unidad de tracción 2 y el remolque 3 están alineados fundamentalmente entre sí en la dirección longitudinal del vehículo, la unidad de procesamiento toma, del área de visión 4 del sensor de imagen, el primer recorte de imagen en una primera posición original (ilustración 1), y en donde, si la unidad de tracción 2 y el remolque 3 están dispuestos en un ángulo fundamentalmente no igual a 0° la una respecto al otro, la unidad de procesamiento toma, del área de visión 4 del un sensor de imagen, el primer recorte de imagen en una primera posición modificada (ilustración 3).
El documento EP 2623374 A1 revela un sistema de visión para un vehículo con una unidad de tracción y un remolque que contiene: una unidad de registro 43 con al menos un sensor de imagen para registrar un área de visión alrededor del vehículo en forma de datos de imagen, pudiendo colocarse la unidad de registro 43 en la unidad de tracción, una unidad de procesamiento 30 para procesar los datos de imagen registrados por la unidad de registro 43, y una unidad de reproducción 20 para reproducir un primer recorte de imagen 51 y un segundo recorte de imagen 52 del área de visión registrado por el unidad de registro 53, en donde, si la unidad de tracción y el remolque están alineados fundamentalmente entre sí en la dirección longitudinal del vehículo (véanse las figuras), la unidad de procesamiento 30 toma, del área de visión del un sensor de imagen, el primer recorte de imagen 51 en una primera posición original y el segundo recorte de imagen 52 en una segunda posición original, siendo la resolución del primer recorte de imagen 51 en la posición original en la unidad de reproducción 20 mayor que la resolución del segundo recorte de imagen 52 en la posición original (véanse los párrafos [0032]), presentando la unidad de registro de imágenes una única cámara 53, presentando la única cámara 53 un único sensor de imagen 53.
Sin embargo, en el caso de vehículos con sistemas de cámaras y remolques, existe el problema de que el conductor no puede supervisar suficientemente un área al lado del vehículo en el caso de una orientación diferente del remolque respecto al vehículo, es decir, en el caso de diferentes ángulos del eje longitudinal del vehículo respecto al longitudinal del remolque, puesto que un movimiento de la cabeza en el caso del uso de sistemas de cámara no da como resultado un desplazamiento en el área del entorno detectada por la cámara.
Partiendo de esto, el objetivo de la presente invención es proporcionar un sistema de visión basado en cámaras para un vehículo, en particular un vehículo utilitario con unidad de tracción y remolque, que garantice al conductor en todo momento una evaluación fiable del entorno alrededor del vehículo, en particular alrededor del remolque.
El objetivo anterior se resuelve con un sistema de visión según la reivindicación 1, una disposición de sistema de visión según la reivindicación 14 y un sistema de sustitución de retrovisores según la reivindicación 15. En las reivindicaciones secundarias están indicadas formas de realización preferentes.
La invención se basa en la idea de proporcionar un sistema de visión para un vehículo con una unidad de tracción y un remolque, que contiene una unidad de registro con al menos un sensor de imagen para registrar un área de visión alrededor del vehículo en forma de datos de imagen, al menos una unidad de procesamiento para el procesamiento de los datos de imagen registrados por la unidad de registro, y al menos una unidad de reproducción para reproducir un primer recorte de imagen y un segundo recorte de imagen del área de visión registrada por la unidad de registro. La unidad de registro se puede colocar en la unidad de tracción de manera estacionaria y de manera fija en cuanto a la posición o bien está colocada en esta, es decir, la unidad de registro tiene exactamente una posición de funcionamiento predefinida relativamente a la unidad de tracción. La unidad de procesamiento está configurada de tal manera que, si la unidad de tracción y el remolque están alineados fundamentalmente entre sí en la dirección longitudinal del vehículo, es decir, el ángulo entre la unidad de tracción y el remolque asciende a 0°, toma, del área de visión del al menos un sensor de imagen, el primer recorte de imagen en una primera posición original y el segundo recorte de imagen en una segunda posición original y, si la unidad de tracción y el remolque están dispuestos en un ángulo fundamentalmente no igual a 0° la una respecto al otro, toma, del área de visión del al menos un sensor de imagen, el primer recorte de imagen en una primera posición modificada y/o el segundo recorte de imagen en una segunda posición modificada. A este respecto, la resolución del primer recorte de imagen en la posición original y en la posición modificada en la unidad de reproducción es siempre más alta que la resolución del segundo recorte de imagen en la posición original y en la posición modificada en la unidad de reproducción.
Por lo tanto, el sistema de visión de acuerdo con la invención se basa en la idea de extraer al menos dos recortes de imagen, es decir, al menos un primer y un segundo recorte de imagen, de una única área de visión registrada por la unidad de registro de imágenes, cuyas posiciones dentro el área de visión del sensor de imagen varían dependiendo de la posición del remolque respecto a la unidad de tracción. Si el vehículo circula en línea recta o marcha atrás en línea recta, en el caso de que el remolque esté dispuesto en cada caso en la dirección longitudinal del vehículo con la unidad de tracción fundamentalmente alineada detrás de este y el ángulo entre la unidad de tracción y el remolque ascienda a aproximadamente 0°, los dos recortes de imagen mostrados en la unidad de reproducción se encuentran en cada caso en una posición original, que posibilita al conductor poder observar y evaluar de manera fiable el entorno alrededor del vehículo y, en particular, el remolque. En el caso de una marcha en curva, tal como, por ejemplo, en el caso de una marcha en curva por tierra, un proceso de giro o un proceso de maniobra, el remolque deriva. Esto da como resultado una orientación diferente del remolque respecto a la unidad de tracción. La unidad de tracción y el remolque encierran entonces un ángulo no igual a 0°, en particular que se desvía claramente de 0°. Con el fin de garantizar que el conductor pueda ver de manera fiable al igual que antes el entorno alrededor del remolque, la unidad de procesamiento toma del área de visión al menos uno de los al menos dos recortes de imagen, es decir, o bien el primer o bien el segundo recorte de imagen, en una posición modificada dentro del área de visión. En otras palabras, en el caso de derivación del remolque, la unidad de procesamiento corta o bien extrae en cada caso una imagen en un punto diferente del área de visión de la unidad de registro de imágenes o bien del sensor de imagen, lo cual posibilita una evaluación fiable para el conductor del entorno alrededor del remolque incluso en el caso del remolque derivado dispuesto en un ángulo respecto a la unidad de tracción. Por el término "área de visión" debe entenderse la superficie del sensor en la que se registra y, por lo tanto, se proyecta, el entorno del vehículo, es decir, la unidad de procesamiento toma las áreas de diferentes ubicaciones del sensor de imagen en el estado original o bien modificado.
El término "fundamentalmente alineado" hace referencia no solo a una disposición exactamente alineada de la unidad de tracción y el remolque (es decir, una disposición en la que el ángulo entre la unidad de tracción y el remolque asciende exactamente a 0°), sino también a una disposición de la unidad de tracción y el remolque que incluye pequeñas desviaciones de 0° y, con ello, no está estrictamente limitada a exactamente 0°, preferentemente 40°, más preferentemente 30° e incluso más preferentemente 15°. Las desviaciones, que deben subsumirse en el término "fundamentalmente alineado", dependen de diversos parámetros de funcionamiento, tales como el ángulo de dirección o la velocidad y, por eso, dependen de la situación de funcionamiento correspondiente y, con ello, son variables. Del mismo modo, el término "fundamentalmente no igual a 0°" no se restringe a todos los ángulos que se desvían de 0°, sino que hace referencia más bien a ángulos que se determinan como ángulos dependiendo de las variables de entrada anteriormente mencionadas, en los cuales una detección del entorno del vehículo es insuficiente, preferentemente un ángulo entre 90° (el remolque es perpendicular respecto a la unidad de tracción) y 40°, más preferentemente 50°, incluso más preferentemente 60°, aún más preferentemente 65°.
En la presente, tomar, recortar y extraer significa que un desplazamiento digital del respectivo recorte de imagen se realiza dentro de toda el área de visión, de manera que otro recorte de imagen modificado, al menos parcialmente diferente del recorte de imagen original, se selecciona y se saca de la única área de visión de la unidad de registro de imágenes. Por consiguiente, se lee un recorte de imagen adicional fuera del área de visión, que se diferencia al menos parcialmente del recorte de imagen original. Así, se evita un pivotamiento o bien movimiento mecánico de piezas de la cámara. El sistema de visión es robusto con respecto a las influencias ambientales, tales como vibraciones, y se puede fabricar de forma económica.
El área de visión única, que presenta tanto el primer como el segundo recorte de imagen, se registra "de una vez" por medio de una única cámara con un único sensor y una disposición de lentes y geometría adecuadas. Al generar o bien registrar un área de visión única, que presenta tanto el primer como el segundo recorte de imagen y está diseñado de tal manera que aún detecta un entorno del vehículo incluso en el caso de derivación máxima del remolque, se puede realizar, por lo tanto, un pivotamiento digital por toda el área de visión. Como consecuencia, es posible desplazar los recortes de imagen incluso en el caso de la derivación máxima del remolque de tal manera que el entorno alrededor del extremo trasero del remolque en la dirección de marcha principal todavía sea visible para el conductor.
Para posibilitar al conductor siempre una evaluación fiable del entorno del remolque, es necesario que el al menos un primer recorte de imagen en cada posición, es decir, en la posición original y en una posición modificada, en la unidad de reproducción presente siempre una resolución más alta que el segundo o cualquier recorte de imagen adicional en la unidad de reproducción. Por lo tanto, la resolución del primer recorte de imagen en la unidad de reproducción debe ser siempre mayor que la resolución del al menos un segundo recorte de imagen en la unidad de reproducción, a saber, independientemente de si solo se toma el primer recorte de imagen en una posición modificada o solo se toma el segundo y cada recorte de imagen adicional en una posición modificada o se toman tanto el primer como el segundo recorte de imagen del área de visión en una primera y una segunda posición modificadas debido a una derivación del remolque. Así, se asegura que el conductor siempre pueda ver el primer recorte de imagen con suficiente nitidez en la unidad de reproducción.
La resolución más alta en el primer recorte de imagen se puede generar en comparación con el segundo recorte de imagen en la unidad de reproducción por medio de la edición de los datos de imagen (procesamiento de datos por medio de la unidad de procesamiento). Sin embargo, la resolución más alta se logra preferentemente porque el área de visión del sensor de imagen presenta una alta resolución con buena calidad constante en toda su superficie y el primer recorte de imagen se representa con esta alta resolución en la unidad de reproducción, mientras que el segundo recorte de imagen se reduce en tamaño para una representación en la unidad de reproducción y, así, se representa con una resolución más baja que el primer recorte de imagen en la unidad de reproducción. En otras palabras, el tamaño del segundo recorte de imagen durante la reproducción se reduce en comparación con el tamaño del segundo recorte de imagen durante el registro, mientras que el tamaño del primer recorte de imagen durante la reproducción sigue siendo el mismo en comparación con el tamaño del primer recorte de imagen durante el registro, o solo se reduce hasta cierto punto, que se encuentra por encima del alcance de reducción del segundo recorte de imagen. También es concebible aumentar el tamaño del primer recorte de imagen durante la reproducción en comparación con el primer recorte de imagen durante el registro. En principio, se aplica que el tamaño del segundo recorte de imagen siempre se debe escalar hacia abajo durante la reproducción en la unidad de reproducción, de tal manera que la resolución resultante de la escala sea menor que la resolución del primer recorte de imagen durante la reproducción. Por medio de la reducción relativa de uno de los recortes de imagen representados en la unidad de reproducción se produce para este una resolución más baja que para el recorte de imagen menos reducido relativamente a él.
Por el término "resolución" se puede entender el número de píxeles en una cierta superficie. Sin embargo, por el término "resolución" se debe entender preferentemente la "resolución con respecto a pares de líneas por unidad de longitud", por ejemplo, mm, tal como se puede describir mediante una función de transferencia de modulación (Modulation Transfer Function, MTF), que está definida como la relación de contraste de imagen respecto al contraste del objeto o la relación del contraste de imagen real respecto al contraste de imagen ideal cuando se visualizan determinados patrones de línea.
La unidad de procesamiento sirve para el procesamiento de imágenes o bien la edición de imágenes (por ejemplo, la selección de tamaños adecuados del primer y del segundo recorte de imagen, de manera que se cumple el criterio de que la resolución del primer recorte de imagen en el caso de una representación en la unidad de reproducción es siempre mayor que la resolución del segundo recorte de imagen en el caso de una representación en la unidad de reproducción) y, en ocasiones, también puede funcionar como unidad de control para la unidad de registro de imágenes y/o la unidad de reproducción (ECU del sistema de visión) y recibir señales de control de la unidad de registro de imágenes y/o de la unidad de reproducción y/o emitir señales de control a la unidad de registro de imágenes y/o a la unidad de reproducción. Como alternativa, la unidad de registro de imágenes y/o la unidad de reproducción también se pueden controlar por una unidad de control del lado del vehículo (ECU del vehículo). La unidad de procesamiento está prevista o bien por separado de la unidad de registro de imágenes o de la unidad de reproducción o bien se integra en la unidad de registro de imágenes o la unidad de reproducción.
La unidad de reproducción puede estar montada en el interior de la cabina del conductor de tal manera que el conductor pueda verla sin esfuerzo (por ejemplo, en un pilar A izquierdo o derecho o en el medio) y puede ser un monitor, tal como, por ejemplo, un monitor TFT, LCD, OLED, etc. La unidad de registro de imágenes puede contener una o varias cámaras con tecnología CMOS o CCD.
La unidad de registro de imágenes presenta una única cámara, que presenta preferentemente un único sensor de imagen con una alta resolución. Una única cámara, en particular con un único sensor, está diseñada activamente por medio de la utilización y la selección de disposiciones especiales de lentes como elemento óptico, de manera que los requisitos realmente contradictorios entre sí, tales como, por ejemplo, una proyección de gran angular, es decir, una proyección con un gran ángulo de imagen, y una proyección de alta resolución fundamentalmente libre de distorsión o bien de baja distorsión, tal como, por ejemplo, una proyección del campo de visión principal, se puede lograr al mismo tiempo para el campo de visión deseado. Una cámara con un único sensor de imagen está descrita, por ejemplo, en el documento DE 102017 108569 B4. Una única cámara tiene la ventaja de que la resolución no cambia abruptamente desde una resolución alta a una resolución más baja en el caso de tomar un recorte de imagen diferente en una posición modificada. Aparte de eso, no es necesario ningún cambio para utilizar el campo de visión de gran angular completo mientras se toma el recorte de imagen. Además, por medio de una única cámara se logra un sistema de visión rentable.
El primer recorte de imagen puede contener, al menos en la posición original, un primer campo de visión legalmente prescrito y/o el segundo recorte de imagen puede contener un segundo campo de visión legalmente prescrito. A este respecto, es concebible que, en el caso del desplazamiento del primer y/o del segundo recorte de imagen, el primer recorte de imagen original se siga mostrando como tercer recorte de imagen adicional, en particular cuando uno de los recortes de imagen desplazados ya no proyecta el campo de visión legalmente prescrito y, por lo tanto, se proyecta adicionalmente al campo de visión legalmente prescrito. Por lo tanto, en la posición de funcionamiento de los recortes de imagen en la posición original, se muestran dos recortes de imagen que corresponden a dos campos de visión legalmente prescritos. En el caso de la derivación del remolque, se muestran entonces tres campos de visión, uno de los cuales corresponde al primer campo de visión legalmente prescrito en la posición original, uno adicional corresponde al primer campo de visión en la posición modificada y el último corresponde o bien al segundo campo de visión legalmente prescrito en la posición original o bien al segundo campo de visión en la posición modificada, según si el segundo campo de visión se desplaza o no. En este caso, el primer recorte de imagen no se desplaza o bien no se sustituye por un primer recorte de imagen en una posición modificada, sino que se mantiene como un tercer recorte de imagen adicional. Además, es concebible que, a pesar de la derivación del remolque, tanto el primer como el segundo recorte de imagen en la posición original se muestren además al conductor como recortes de imagen adicionales, mientras que el primer y el segundo recorte de imagen se desplacen a una primera o bien segunda posición modificada. La visualización del primer y/o segundo recorte de imagen en la posición original se puede realizar en una o varias unidades de reproducción adicionales. Sin embargo, en la presente, resulta preferente el desplazamiento del primer y/o segundo recorte de imagen a la posición modificada correspondiente sin una visualización adicional simultánea del primer y/o segundo recorte de imagen en la posición original correspondiente.
Preferentemente, el primer campo de visión legalmente prescrito del primer recorte de imagen contiene un campo de visión principal y/o el segundo campo de visión legalmente prescrito del segundo recorte de imagen contiene un campo de visión de gran angular, como ha definido, por ejemplo, en Reglamento de la UE ECE R46 como campo de visión principal II y campo de visión de gran angular IV. Las resoluciones en el campo de visión principal y el campo de visión de gran angular deben satisfacer entonces los requisitos de ECE R46 en la posición de funcionamiento (resolución mínima).
De manera preferente, el primer recorte de imagen está posicionado y orientado en el área de visión del sensor de imagen de tal manera que proyecta una parte de la unidad de tracción en la primera posición original, de manera que el conductor también pueda observar una parte del entorno al lado de la unidad de tracción y tiene una mejor orientación en el espacio. A este respecto, la parte de la unidad de tracción puede estar representada en el campo de visión principal y/o en el campo de visión de gran angular.
Según una forma de realización preferente, el primer recorte de imagen en la posición original y el primer recorte de imagen en la posición modificada presentan un punto de referencia del remolque. Como punto de referencia pueden servir, por ejemplo, el extremo trasero o delantero del remolque en la dirección de marcha principal, la rueda trasera del remolque, el último eje del remolque, etc.
En el caso del desplazamiento del recorte de imagen, el punto de referencia puede cambiar relativamente al recorte de imagen, es decir, cambiar su posición relativamente a su posición original en la posición de desplazamiento modificada. Sin embargo, resulta preferente que el punto de referencia dentro del primer recorte de imagen en la primera posición original y en la primera posición modificada se encuentre en la misma ubicación en el sensor de imagen, de manera que, por ejemplo, siempre tenga la misma distancia respecto al borde de la unidad de reproducción, y al conductor le resulte más fácil, por ello, situar el remolque espacialmente en su entorno. Por ejemplo, el extremo del remolque permanece a una determinada distancia del borde vertical de la unidad de reproducción durante toda la marcha en curva. Por lo tanto, el punto de referencia permanece en la misma ubicación en el sensor de imagen solo en la fase dinámica del seguimiento del respectivo recorte de imagen. Si el remolque deriva sin que se desplace el recorte de imagen, es decir, en el caso de ángulos de dirección reducidos o un ligero retardo de tiempo, el punto de referencia migra en el recorte de imagen original mostrado y, con ello, no permanece en la misma ubicación.
Preferentemente, el primer recorte de imagen y el segundo recorte de imagen se solapan al menos parcialmente sobre el sensor de imagen.
De manera preferente, la unidad de reproducción presenta una primera área de visualización definida para reproducir el primer recorte de imagen en la primera posición original y una segunda área de visualización definida para reproducir el segundo recorte de imagen en la segunda posición original. Por ejemplo, en el caso de una unidad de reproducción rectangular, cuya extensión en la dirección de altura-profundidad es más larga que en la dirección de anchura, el primer recorte de imagen puede ocupar 2/3 de la superficie de reproducción superior de la unidad de reproducción, mientras que el segundo recorte de imagen puede ocupar 1/3 de la superficie de reproducción inferior de la unidad de reproducción, o el primer recorte de imagen puede ocupar 3/4 de la superficie de reproducción superior de la unidad de reproducción, mientras que el segundo recorte de imagen ocupa 1/4 de la superficie de reproducción inferior de la unidad de reproducción. Como alternativa, los dos recortes de imagen también pueden estar dispuestos el uno junto al otro, es decir, en una disposición adyacente en yuxtaposición/contigua horizontalmente. Resulta preferente que el primer recorte de imagen se muestre en un área de visualización más grande en superficie que el segundo recorte de imagen, puesto que así se puede garantizar que el primer recorte de imagen presente una resolución más alta que el segundo recorte de imagen durante la reproducción.
Preferentemente, la relación entre el tamaño de la primera área de visualización definida y el tamaño de la segunda área de visualización definida es invariable, con el fin de posibilitar siempre al conductor una clasificación fiable del entorno del vehículo proyectado en las áreas de visualización. Sin embargo, también es concebible que el tamaño de la primera área de visualización definida cambie respecto al tamaño de la segunda área de visualización definida si es necesario para una mejor proyección del entorno del vehículo. Por ejemplo, las vistas del primer recorte de imagen y del segundo recorte de imagen, por ejemplo, del campo de visión principal y del campo de visión de gran angular, se pueden invertir, o la división de toda la superficie de reproducción de la unidad de reproducción puede estar modificada en comparación con la división original cuando se visualizan los recortes de imagen en las posiciones originales, tal como, por ejemplo, desde originalmente 1:3 a 1:4, etc.
De manera ventajosa, el área que se proyecta por el primer recorte de imagen y/o el segundo recorte de imagen en la posición modificada está dispuesta más cerca o más lejos de la unidad de tracción que el área que se proyecta por el primer recorte de imagen y/o el segundo recorte de imagen en la posición original.
De manera alternativa o adicional, el tamaño del primer recorte de imagen y/o al tamaño del segundo recorte de imagen en la posición modificada son iguales al tamaño del primer recorte de imagen y/o al tamaño del segundo recorte de imagen en la posición original. Sin embargo, también es concebible que el tamaño del primer recorte de imagen y/o el tamaño del segundo recorte de imagen en la posición modificada sea variable (más pequeño o más grande) en comparación con el tamaño del primer recorte de imagen y/o el tamaño del segundo recorte de imagen en la posición original, si esto promueve una mejor evaluabilidad del entorno del vehículo.
De manera alternativa o más adicional, la relación de aspecto del primer recorte de imagen y/o la relación de aspecto del segundo recorte de imagen en la posición modificada son iguales a la relación de aspecto del primer recorte de imagen y/o a la relación de aspecto del segundo recorte de imagen en la posición original. Sin embargo, también es concebible que la relación de aspecto del primer recorte de imagen y/o la relación de aspecto del segundo recorte de imagen en la posición modificada sea variable en comparación con la relación de aspecto del primer recorte de imagen y/o la relación de aspecto del segundo recorte de imagen en la posición original si esto promueve una mejor evaluabilidad del entorno del vehículo.
Un tamaño variable o una relación de aspecto variable, en particular del primer recorte de imagen, es en particular ventajoso cuando, en el caso del desplazamiento del primer y/o del segundo recorte de imagen respecto a la posición modificada, el primer recorte de imagen se mantiene en la posición original como tercer recorte de imagen adicional para satisfacer los requisitos legales, en particular en cuanto a una visualización permanente de los campos de visión legalmente definidos. Así, en este caso, es posible ampliar/reducir como se desee el primer recorte de imagen en la posición modificada a pesar de los requisitos legales para cambiar su forma o relación de aspecto, porque los requisitos legales al mantener el primer recorte de imagen en la posición original adicionalmente del primer recorte de imagen se mantienen en la posición modificada.
De manera preferente, la primera área de visualización está adaptada para reproducir el primer recorte de imagen al mismo tiempo en la posición original y la modificada, y la segunda área de visualización está adaptada para reproducir el segundo recorte de imagen. A este respecto, el primer recorte de imagen en la posición original puede presentar una escala que cambia en la dirección horizontal en perpendicular respecto al eje longitudinal del vehículo que el primer recorte de imagen en la posición modificada. En otras palabras, las áreas de visualización de la unidad de reproducción pueden estar configuradas de tal manera que, en un área de visualización dispuesta en la parte superior en el estado montado de la unidad de reproducción, es decir, la primera área de visualización, se muestra tanto el primer recorte de imagen en la posición original como en la posición modificada y en un campo de visión dispuesta en la parte superior, y en un área de visualización dispuesta en la parte inferior en el estado montado de la unidad de reproducción, es decir, la segunda área de visualización, se visualiza el segundo recorte de imagen. A este respecto, el primer recorte de imagen en la posición original en la dirección horizontal en perpendicular respecto al eje longitudinal del vehículo presenta una escala diferente que el primer recorte de imagen en la posición modificada en la dirección horizontal en perpendicular respecto al eje longitudinal del vehículo. Más precisamente, el primer recorte de imagen se visualiza de manera comprimida en la posición original con respecto al primer recorte de imagen en la posición modificada, es decir, por ejemplo, faltan columnas de píxeles en la dirección horizontal en perpendicular respecto al eje longitudinal del vehículo. Así, el conductor puede evaluar aún mejor el entorno del vehículo en el lado del vehículo en el que está montado el sistema de visión, por que al menos una parte del vehículo se puede percibir de manera comprimida en la unidad de reproducción.
Preferentemente, la unidad de procesamiento está adaptada para recibir señales para describir la relación angular entre la unidad de tracción y el remolque desde un equipo de señalización montado en el vehículo. Dependiendo de la señal de control, la unidad de procesamiento toma, del área de visión del sensor, un primer y/o segundo recorte de imagen en una primera y/o segunda posición modificada o no. A este respecto, el equipo de señalización puede estar adaptado para generar una señal de control manual, mediante lo cual el conductor puede solicitar una toma de un recorte de imagen diferente del campo de visión dependiendo de la situación de conducción si ya no puede ver de forma fiable el entorno alrededor del vehículo. De manera adicional o alternativa, el equipo de señalización puede contener un sensor de vehículo, que está adaptado para generar la señal de control. El equipo de señalización para generar una señal de control manual puede comprender un panel de control de puerta, un panel/pantalla táctil, un panel de instrumentos, etc. El sensor del vehículo puede comprender un equipo para la determinación de un ángulo de dirección y/o de un ángulo de articulación del remolque, de una posición de la rueda, de un sensor de velocidad de marcha, de un sensor ABS, de un equipo de evaluación de imágenes, etc. En particular, es adecuado cualquier sensor que pueda generar una señal para determinar la orientación del remolque relativamente al tractor.
Preferentemente, la unidad de procesamiento adapta continuamente el primer y segundo recorte de imagen en la primera o bien segunda posición modificada con base en la señal de control a la situación de funcionamiento del vehículo, a saber, en toda el área de visión, por ejemplo, todo el campo de visión de gran angular, de manera que el conductor puede ver en cualquier momento el entorno alrededor del vehículo, en particular el remolque, y la seguridad operativa del vehículo se incrementa por medio de la representación adaptada a la situación de conducción (el denominado trailer panning/seguimiento del remolque). En otras palabras, el al menos un recorte de imagen (desplazado) seguido, en el caso de un seguimiento dinámico, puede asumir un sinfín de posiciones durante el funcionamiento del vehículo.
A este respecto, la situación de funcionamiento puede ser una marcha en curva (hacia delante o hacia atrás).
Según un aspecto adicional, la presente invención presenta una disposición de sistema de visión que presenta dos sistemas de visión como se ha descrito anteriormente. Los dos sistemas de visión pueden estar montados en el lado exterior izquierdo y derecho de una cabina del conductor de un vehículo y pueden estar configurados de manera invertida lateralmente el uno respecto al otro. Las unidades de procesamiento de los dos sistemas de visión pueden comunicarse entre sí de tal manera que intercambian datos. Por ejemplo, las unidades de procesamiento de los sistemas de visión individuales pueden intercambiar datos de imagen/vídeo o comandos de control. El intercambio de datos se realiza preferentemente a través de una conexión por cable del propio sistema de bus del vehículo (bus CAN). Sin embargo, también son concebibles otros tipos de transmisión de datos entre las unidades de procesamiento, tales como, por ejemplo, a través de Bluetooth o WLAN. Dependiendo de los datos intercambiados, en el caso de la derivación del remolque, los dos sistemas de visión pueden desplazar el primer recorte de imagen y/o el segundo recorte de imagen desde la primera o bien segunda posición original a una primera o bien segunda posición modificada, o solo uno de los dos sistemas de visión puede desplazar al menos uno de los recortes de imagen originales a una posición modificada, mientras que los recortes de imagen restantes permanecen en su respectiva posición original. Un intercambio de datos entre los dos sistemas de visión tiene la ventaja de que los algoritmos en los que se basa el procesamiento o bien edición de datos transcurre de manera más estable. Por ejemplo, por medio de un intercambio de datos entre dos sistemas de visión montados en un vehículo, se puede verificar si las señales que reciben los sistemas de visión individuales desde el equipo de señalización son correctas al compararse las señales con las señales recibidas de los dos sistemas de visión (algoritmo de corrección).
Según un aspecto adicional, la presente invención presenta un sistema de sustitución de retrovisores para un vehículo, en particular un vehículo utilitario con unidad de tracción y remolque, un sistema de visión que está diseñado tal como se ha descrito anteriormente, o una disposición de sistema de visión con dos sistemas de visión tales como se han descrito anteriormente.
La invención se describe a continuación a modo de ejemplo mediante las figuras adjuntas, designando los mismos números de referencia los mismos componentes. Muestran:
la figura 1a dos sistemas de visión de acuerdo con la invención para un vehículo,
la figura 1b dos sistemas de visión de acuerdo con la invención para un vehículo de acuerdo con una forma de realización alternativa,
la figura 2 una vista superior de un vehículo con unidad de tracción y remolque en una disposición alineada la una respecto al otro y un primer recorte de imagen y un segundo recorte de imagen en una posición original,
la figura 3 un área de visión de una unidad de registro de imágenes con el primer recorte de imagen y el segundo recorte de imagen en la posición original de la figura 2,
la figura 4 una unidad de reproducción que reproduce el primer recorte de imagen y el segundo recorte de imagen en la posición original de las figuras 2 y 3,
la figura 5 una vista superior de un vehículo con unidad de tracción y remolque en una disposición en ángulo la una respecto al otro y un primer recorte de imagen en una posición modificada y el segundo recorte de imagen en la posición original de la figura 2,
la figura 6 un área de visión de la unidad de registro de imágenes con el primer recorte de imagen en la posición modificada de la figura 5 y el segundo recorte de imagen en la posición original de la figura 2,
la figura 7 una unidad de reproducción que reproduce el primer recorte de imagen en la posición modificada de la figura 5 y el segundo recorte de imagen en la posición original de la figura 2,
la figura 8 una unidad de reproducción que muestra un primer recorte de imagen y un segundo recorte de imagen de forma esquemática por medio de una función de transferencia de modulación, la figura 9 una vista superior de un vehículo con unidad de tracción y remolque en una disposición en ángulo la una respecto al otro y una disposición de sistema de visión de acuerdo con la invención con un sistema de visión dispuesto a la izquierda y a la derecha del vehículo,
la figura 10 un área de visión del sistema de visión izquierdo,
la figura 11 un área de visión del sistema de visión derecho,
la figura 12 una unidad de reproducción izquierda que muestra un entorno del vehículo izquierdo, y la figura 13 una unidad de reproducción derecha que muestra un entorno del vehículo derecho.
La figura 1a muestra dos sistemas de visión 100 que se pueden montar en cada caso a la izquierda y a la derecha en un lado exterior de una cabina del conductor de un vehículo, en particular de un vehículo comercial, tal como un camión. Cada sistema de visión 100 presenta una unidad de registro de imágenes 10, que presenta dos cámaras 11 cada una con un sensor de imagen 12. Como alternativa, la unidad de registro de imágenes 100 también puede presentar más de dos cámaras 11 y/o cada cámara 11 puede presentar más de un sensor de imagen 12. Aparte de eso, cada sistema de visión 100 presenta una unidad de procesamiento 20 y una unidad de reproducción 30. La unidad de procesamiento 20 está acoplada a la unidad de registro de imágenes 10 y a la unidad de reproducción 30. En ocasiones, cada unidad de procesamiento 20 puede acoplarse a componentes del sistema adicionales (véanse las líneas discontinuas).
La unidad de registro de imágenes 10 está adaptada para registrar imágenes del entorno de un vehículo en forma de datos de imagen, por ejemplo, datos de vídeo. La unidad de procesamiento 20 procesa o bien edita los datos de imagen registrados por la unidad de registro de imágenes, de tal manera que se puedan reproducir por la unidad de reproducción 30. En particular, la unidad de procesamiento edita los datos de imagen de tal manera que el primer recorte de imagen, en el caso de la representación en la unidad de reproducción 30, siempre presenta una resolución más alta que el segundo recorte de imagen, en el caso de la representación en la unidad de reproducción 30 (por ejemplo, a través de una escala adecuada del primera y segundo recorte de imagen). Adicionalmente, la unidad de procesamiento 20 también puede emitir y recibir señales de control, por ejemplo, hacia o bien desde la unidad de registro de imágenes 10 y/o la unidad de reproducción 30.
En la figura 1b se muestra una forma de realización alternativa de un sistema de visión 200 de acuerdo con la invención. A diferencia del sistema de visión 100 mostrado en la figura 1a, el sistema de visión 200 mostrado en la figura 1b presenta únicamente una cámara 11 con un sensor de imagen 12. La cámara 11 puede presentar un único o varios sensores de imagen 12 y está adaptada para registrar un área de visión alrededor del vehículo, que contiene tanto un campo de visión principal como un campo de visión de gran angular (tal como se define, por ejemplo, en ECE R46).
La figura 2 muestra una vista superior de un vehículo 1 con una unidad de tracción 2 y un remolque 3. En el caso de la situación de conducción representada en la figura 2, la unidad de tracción 2 y el remolque 3 están fundamentalmente alineados en la dirección longitudinal del vehículo 1, tal como en el caso de una circulación en línea recta o en marcha atrás en línea recta (véase la línea de puntos y trazos en la figura 2). A este respecto, el término "fundamentalmente alineado" comprende pequeños ángulos de dirección que no requieren un seguimiento del recorte de imagen.
La figura 3 muestra el área de registro o bien área de visión 40 del sensor de imagen 12 de la unidad de registro de imágenes en el caso de la situación de conducción mostrada en la figura 2, es decir, una circulación en línea recta o en marcha atrás en línea recta. Como se puede ver en la figura 3, la cámara 11 de los sistemas de visión 100, 200 está adaptada para registrar una única área de visión 40 común, que corresponde a la superficie del sensor en la que se registra el entorno alrededor del vehículo 1. Con una única área de visión común se entiende un área de visión que contiene tanto un campo de visión principal como un campo de visión de gran angular (tal como se define, por ejemplo, en ECE R46). Es decir. la única cámara registra una única área de visión. En el caso de una única cámara 11 con varios sensores de imagen 12, el área de visión 40 común se genera a través de un software de cálculo adecuado, que combina las imágenes de las cámaras 11 para formar un área de visión 40 común. En el caso de una única cámara 11 con un único sensor de imagen 12, el área de visión 40 se genera a través de una disposición de lentes adecuada como elemento óptico, de manera que los requisitos realmente contradictorios entre sí, tales como, por ejemplo, una proyección de gran angular, es decir, una proyección con un gran ángulo de imagen, y una proyección de alta resolución fundamentalmente libre de distorsión o bien de baja distorsión, tal como, por ejemplo, una proyección del campo de visión principal, se puede lograr al mismo tiempo para el campo de visión deseado.
El área de visión 40 contiene un primer recorte de imagen 410, que a su vez contiene un campo de visión principal legalmente prescrito 411. Aparte de eso, el área de visión 40 contiene un segundo recorte de imagen 420, que a su vez contiene un campo de visión de gran angular legalmente prescrito 421. Los requisitos para el campo de visión principal y el campo de visión de gran angular legalmente prescritos están definidos, por ejemplo, en ECE R46. Tal como se puede deducir por la figura 3, el segundo recorte de imagen 420 comprende tanto el campo de visión de gran angular legalmente prescrito 421, el primer recorte de imagen 410 y el campo de visión de gran angular legalmente prescrito 421, así como una parte de una unidad de tracción 2 y un remolque 3 del vehículo 1. El primer recorte de imagen 410 se encuentra en la situación de conducción representada en la figura 3, es decir, en el caso de la unidad de tracción 2 y el remolque 3 alineados en la dirección longitudinal, en una primera posición original A. El segundo recorte de imagen 410 se encuentra, en el caso de una situación de conducción representada en la figura 3, en una segunda posición original B.
El primer recorte de imagen 410 y el campo de visión principal legalmente prescrito 411 contenido en este, así como el segundo recorte de imagen 420 y el campo de visión de gran angular legalmente prescrito 421 contenido en este también se pueden ver en la vista superior de la figura 2.
La figura 4 muestra una unidad de reproducción 30 que presenta una forma rectangular con una extensión más larga en una dirección de arriba abajo que en una dirección de anchura en la figura 4 y presenta una primera área de visualización 31 y una segunda área de visualización 32. En el estado montado en el vehículo 1 de la unidad de reproducción 30, la primera área de visualización 31 se encuentra por encima de la segunda área de visualización 32 y ocupa aproximadamente 2/3 de toda la superficie de visualización de la unidad de reproducción 30. Con ello, en el estado montado en el vehículo 1 de la unidad de reproducción 30, la segunda área de visualización 32 se encuentra por debajo de la primera área de visualización 31 y, correspondientemente, ocupa aproximadamente 1/3 de toda la superficie de visualización de la unidad de reproducción 30. El primer recorte de imagen 410, que contiene el campo de visión principal legalmente prescrito 411, está reproducido en la primera área de visualización 31. El segundo recorte de imagen 420, que contiene el campo de visión de gran angular legalmente prescrito 421, está reproducido en la segunda área de visualización 32. Más precisamente, el primer recorte de imagen 410 en la posición original A corresponde a la primera área de visualización 31 y el segundo recorte de imagen 420 en la posición original B corresponde a la segunda área de visualización 32.
Como está mostrado en la figura 3, el segundo recorte de imagen 420 en el caso del registro a través de la unidad de registro de imágenes 10 es más grande que el primer recorte de imagen 410 en el caso del registro a través de la unidad de registro de imágenes 10. Sin embargo, a diferencia de esto, el primer recorte de imagen 410 en el caso de una representación en la unidad de reproducción 30 es más grande que el segundo recorte de imagen 420 en el caso de una representación en la unidad de reproducción 30. Para ello, el segundo recorte de imagen 420 durante el registro se cambia o bien se modifica en tamaño por la unidad de procesamiento 20 en relación con el primer recorte de imagen 410 durante el registro de tal manera que es más pequeño que el recorte de imagen 410 durante su reproducción. Por medio de la reducción de tamaño también se disminuye la resolución del segundo recorte de imagen 420. El tamaño del primer recorte de imagen 410 se puede o bien mantener o bien reducir en menor medida que el segundo recorte de imagen 420. Siempre que se cumplan los requisitos mínimos para la resolución, el primer recorte de imagen 410 también se puede ampliar. Así, se asegura que el primer recorte de imagen 410 durante la representación en la unidad de reproducción 30 siempre presente una resolución más alta que el segundo recorte de imagen 420 durante la representación en la unidad de reproducción 30.
Como está mostrado en la figura 4, el conductor ve en la primera área de visualización 31 una parte de la unidad de tracción 2 y el borde trasero del remolque 3 (con un punto de referencia P en el borde trasero del remolque 3) y así puede evaluar de manera fiable el entorno alrededor del vehículo, en particular el remolque.
Si el remolque 3 del vehículo 1 comienza a moverse fuera de la disposición, alineada en la dirección longitudinal con la unidad de tracción 2, durante una maniobra de conducción, tal como, por ejemplo, una marcha en curva o un proceso de giro, hacia una disposición en ángulo respecto la unidad de tracción, el primer recorte de imagen 410 se desplaza por la unidad de procesamiento 20 de tal manera que el punto de referencia P se puede ver al igual que antes en el primer recorte de imagen. Para que la unidad de procesamiento 20 no comience a desplazar el primer recorte de imagen 410 en el caso de pequeños movimientos de dirección por parte del conductor, que habitualmente van acompañados de una circulación en línea recta o en marcha atrás en línea recta, por ejemplo, para mantener la posición en el carril, se realiza un desplazamiento del primer recorte de imagen 410 por medio de la unidad de procesamiento 20 solamente a partir de un determinado ángulo firmemente definido entre el remolque 3 y la unidad de tracción 2. De manera alternativa o adicional, también es concebible que la unidad de procesamiento 20 comience a desplazar el primer recorte de imagen 410 con un determinado retardo temporal definido de manera fija, es decir, si el remolque 3 y la unidad de tracción 2 no han adoptado de nuevo la orientación alineada la una respecto al otro incluso después del transcurso de un cierto período de tiempo.
La figura 5 muestra una vista superior del vehículo 1, en la que la unidad de tracción 2 y el remolque 3 ya no están alineados en la dirección longitudinal del vehículo 1, sino que están dispuestos en ángulo la una respecto al otro, como en el caso de una marcha en curva o un proceso de giro del vehículo 1. Más precisamente, el remolque 3 está dispuesto en un ángulo a con respecto a la unidad de tracción 2. Preferentemente, un desplazamiento de un recorte de imagen correspondiente no comienza antes de alcanzar un determinado ángulo a, tal como, por ejemplo, no antes de a > 30°, preferentemente a > 20°, más preferentemente a > 10° e incluso más preferentemente a > 5°.
La figura 6 muestra el área de registro o bien área de visión 40 del sensor de imagen 11 de la unidad de registro de imágenes 10 en el caso de la situación de conducción mostrada en la figura 5, es decir, en el caso de una marcha en curva o un proceso de giro. Como en la figura 3, el área de visión 40 presenta el primer recorte de imagen 410 y el segundo recorte de imagen 420. Sin embargo, en el caso de la situación de conducción en la que se basa la figura 6, es decir, en el caso de una marcha en curva o un proceso de giro, el primer recorte de imagen 410 se encuentra en una primera posición modificada A', mientras que el segundo recorte de imagen 410 se encuentra al igual que antes en la segunda posición original B. En otras palabras, el primer recorte de imagen 410 en el caso de la situación de conducción en la que se basa la figura 6 se toma de la unidad de procesamiento 20 en una ubicación diferente en el área de visión 40 o bien se desplaza continuamente hacia esta ubicación diferente tomando una pluralidad de posiciones intermedias que en el caso de la situación de conducción en la que se basa la figura 3. Más precisamente, en la figura 6 se puede ver que el primer recorte de imagen 410 se ha tomado del área de visión 40 en una posición A' de manera que el primer recorte de imagen 410 contiene el borde trasero del remolque 3 y, con ello, el punto de referencia P. El punto de referencia P posibilita al conductor una clasificación del remolque 3 en su entorno y una evaluación del tamaño del ángulo a entre la unidad de tracción 2 y el remolque 3. El primer recorte de imagen 410 mostrado en la figura 6 ya no contiene el campo de visión principal legalmente prescrito 411 en la posición A', sino que solo el segundo recorte de imagen 420, que también se encuentra en la posición original B en el caso de la situación de conducción en la que se basa la figura 6, todavía contiene el campo de visión de gran angular legalmente prescrito 412.
La figura 7 muestra la unidad de reproducción 30 descrita en la figura 4 con la primera área de visualización 31 y la segunda área de visualización 32. Como también se muestra en la figura 4, en la figura 7 la primera área de visualización 31 se encuentra en el estado montado en el vehículo 1 por encima de la segunda área de visualización 32 y ocupa aproximadamente 2/3 de toda la superficie de visualización de la unidad de reproducción 30, y la segunda área de visualización 32 ocupa correspondientemente de manera aproximada 1/3 de toda la superficie de visualización de la unidad de reproducción 30 por debajo de la primera área de visualización 31. A diferencia de la unidad de reproducción 30 mostrada en la figura 4, en el caso de la unidad de reproducción 30 mostrada en la figura 7, el primer recorte de imagen 410 está reproducido en la posición modificada A', pero no el campo de visión principal legalmente prescrito 411. Como en la figura 4, el segundo recorte de imagen 420, que contiene el campo de visión principal legalmente prescrito 421, está reproducido en la segunda área de visualización 32. Más precisamente, el primer recorte de imagen 410 en la posición modificada A' corresponde a la primera área de visualización 31 y el segundo recorte de imagen 420 corresponde a la segunda área de visualización 32.
También es concebible que solo se desplace el segundo recorte de imagen 420 o que se desplacen los dos recortes de imagen 410, 420. Independientemente de cuál de los recortes de imagen 410, 420 se desplace y cuánto se desplace, siempre debe estar garantizado que el primer recorte de imagen 410 se represente en la unidad de reproducción 30 con una resolución más alta que el segundo recorte de imagen 420. Esto se puede realizar, como se ha descrito anteriormente, por medio de la escala adecuada del primer y/o del segundo recorte de imagen 410, 420.
La unidad de procesamiento 20 recibe preferentemente una señal de control desde un equipo de señalización (no mostrado) para indicar a la unidad de procesamiento 20 que el remolque 3 se mueve desde la disposición alineada respecto a la unidad de tracción 2 hacia la disposición en ángulo. El equipo de señalización puede ser un equipo de señalización que se puede accionar manualmente por el conductor, tal como un panel táctil/pantalla táctil, un panel de control de puerta, etc. Si el conductor se da cuenta de que ya no ve el entorno alrededor del vehículo, en particular alrededor del remolque, y con ello un punto de referencia relevante para él y establecido previamente de antemano, puede señalar, por lo tanto, mediante una entrada manual de la unidad de procesamiento 20, desplazar correspondientemente el recorte de imagen 410, 420 en cuestión, de manera que vea nuevamente el entorno alrededor del remolque y el punto de referencia. En este caso, el conductor especifica el alcance del desplazamiento. De manera alternativa o adicional, el equipo de señalización puede ser un equipo de señalización automática, tal como un sensor de ángulo de dirección, un sensor de posición, etc. El equipo de señalización automática detecta constantemente si el remolque 3 se encuentra todavía en una disposición alineada respecto a la unidad de tracción 2. En cuanto el equipo de señalización automática determina una disposición en ángulo entre el remolque 3 y la unidad de tracción 2, emite una señal a la unidad de procesamiento 20, que también contiene una información sobre el tamaño del ángulo entre el remolque 3 y la unidad de tracción 2, de manera que la unidad de procesamiento 20 puede desplazar el recorte de imagen 410, 420 correspondiente a una posición A' o bien puede tomarlo del área de visión 40 en una posición A', que posibilita al conductor ver el punto de referencia P en el remolque 3.
La figura 8 muestra una unidad de reproducción 30 con una primera y una segunda área de visualización 31, 32, como ya se ha descrito con respecto a las figuras 4 y 7. En la primera área de visualización 31, está reproducido esquemáticamente un campo de visión principal mediante una cuadrícula de líneas (tonos de gris reproducidos por cordones cortos que discurren en la dirección derecha-izquierda en la figura 8 en las líneas negras), tal como en el caso de una función de transferencia de modulación (Modulation Transfer Function, MTF), La cuadrícula de líneas representa el contraste del objeto. En la segunda área de visualización 32 está reproducido esquemáticamente un campo de visión de gran angular mediante una cuadrícula de líneas. En las dos cuadrículas de líneas está definido un intervalo de medición Y, que siempre comprende cuatro líneas. Dentro del intervalo de medición Y está establecido en cada caso un valor de medición X, que presenta una cantidad idéntica en el caso de la representación del campo de visión principal y la representación del campo de visión de gran angular. En el caso de la cuadrícula de líneas mostrada en la primera área de visualización 31 para un campo de visión principal, el valor de medición X corresponde a la anchura de una línea, mientras que en el caso de la cuadrícula de líneas mostrada en la segunda área de visualización 32 para un campo de visión de gran angular, el valor de medición X corresponde a la anchura de cuatro líneas y, con ello, al intervalo de medición Y. Las líneas tanto de la cuadrícula de líneas del campo de visión principal en el área de visualización 31 como del campo de visión de gran angular en el área de visualización 32 discurren de arriba abajo en el plano de imagen de la figura 8 y presentan distancias fijas.
La función de transferencia de modulación MTF es un criterio de evaluación para proyecciones incoherentes. Más precisamente, la función de transferencia de modulación es una medida de la nitidez o bien el contraste de la proyección y está definida como la relación del contraste de imagen respecto al contraste del objeto o la relación del contraste de imagen real respecto al contraste de imagen ideal.
A la derecha al lado de la representación del campo de visión principal y la representación del campo de visión de gran angular está proyectada la respectiva cuadrícula de líneas en una modulación de imagen sinusoidal. La modulación de imagen sinusoidal representa el contraste de imagen. Como se puede deducir de las modulaciones de imagen sinusoidales asignadas en cada caso al campo de visión principal o bien al campo de visión de gran angular, la relación del contraste de imagen respecto al contraste del objeto en el caso del campo de visión principal es mayor (amplitud alta con longitud de onda baja) que en el caso del campo de visión de gran angular (amplitud baja con longitud de onda larga). Por lo tanto, el valor de medición X en el caso de la modulación de imagen sinusoidal del campo de visión principal comprende una extensión de exactamente la mitad de una longitud de onda, mientras que el valor de medición X en el caso de la modulación de imagen sinusoidal del campo de visión de gran angular comprende exactamente dos longitudes de onda. Por lo tanto, la distancia entre los pares de líneas de la cuadrícula de líneas del campo de visión principal es menor que la distancia entre los pares de líneas de la cuadrícula de líneas del campo de visión de gran angular, razón por la cual el campo de visión principal siempre presenta una resolución más alta que el campo de visión de gran angular.
La función de transferencia de modulación mostrada en la figura 8 es una de las muchas formas de describir o bien de definir la resolución de una imagen y en la presente es el tipo preferente de descripción. Sin embargo, evidentemente también son concebibles otros tipos de resolución, tales como, por ejemplo, la indicación de los píxeles por superficie de proyección definida.
La figura 9 muestra, al igual que la figura 5, una vista superior del vehículo 1, en la que la unidad de tracción 2 y el remolque 3 ya no están alineados en la dirección longitudinal del vehículo 1, sino que están dispuestos en ángulo la una respecto al otro, como en el caso de una marcha en curva o un proceso de giro del vehículo 1. Más precisamente, el remolque 3 está dispuesto en un ángulo a con respecto a la unidad de tracción 2. Aparte de eso, en el caso de la forma de realización mostrada en la figura 9, un sistema de visión 100L está dispuesto en un lado exterior de la unidad de tracción 2 a la izquierda en la dirección de marcha principal y un sistema de visión 100R está dispuesto en un lado exterior de la unidad de tracción 2 a la derecha en la dirección de marcha principal. Los sistemas de visión 100L, 100R corresponden al sistema de visión 100, pero también pueden corresponder al sistema de visión 200. Los dos sistemas de visión 100L, 100R están configurados de tal manera que pueden intercambiar datos entre sí, tales como, por ejemplo, datos de imagen, comandos de control, etc.
El sistema de visión 100L registra un área de visión 40L del entorno en un lado izquierdo del vehículo 1 en la dirección de marcha principal. El área de visión 40L contiene un campo de visión de gran angular 420L y un campo de visión principal 410L. El sistema de visión 100R registra un área de visión 40R del entorno en un lado derecho del vehículo I en la dirección de marcha principal. El área de visión 40R contiene un campo de visión de gran angular 420R y un campo de visión principal 410r .
La figura 10 muestra el área de registro o bien área de visión 40L del sensor de imagen del sistema de visión 100L en el caso de la situación de conducción mostrada en la figura 9, es decir, en el caso de una marcha en curva o un proceso de giro. Como se muestra en la figura 9, el área de visión 40L presenta el primer recorte de imagen 410L y el segundo recorte de imagen 420L. Sin embargo, en el caso de la situación de conducción en la que se basa la figura 10, es decir, en el caso de una marcha en curva o un proceso de giro, el primer recorte de imagen 410L se encuentra en una primera posición modificada A2', mientras que el segundo recorte de imagen 420L se encuentra en una segunda posición original B2. En otras palabras, el primer recorte de imagen 410L en el caso la situación de conducción en la que se basa la figura 10 se ha tomado de la unidad de procesamiento del sistema de visión 100L en una ubicación diferente en el área de visión 40L o bien se ha desplazado continuamente respecto a esta otra ubicación A2' a través de una toma de una pluralidad de posiciones intermedias que en el caso de una situación de conducción en la que la unidad de tracción 2 y el remolque 3 están fundamentalmente alineados. Más precisamente, en la figura 10 se puede ver que el primer recorte de imagen 410L se ha tomado del área de visión 40l en una posición A2' de manera que el primer recorte de imagen 410L es una parte de una superficie frontal 4 del remolque 3 (la superficie del remolque que está orientada en una disposición fundamentalmente alineada en la unidad de tracción 2) y contiene un punto de referencia P2. En la presente, el punto de referencia P2 está posicionado aproximadamente en el centro en un borde de la superficie frontal 4 a la izquierda en la dirección de marcha principal, pero también puede estar posicionado en cualquier otra ubicación de la superficie frontal 4. El punto de referencia P2 posibilita al conductor una clasificación del remolque 3 en su entorno izquierdo y una evaluación del tamaño del ángulo a entre la unidad de tracción 2 y el remolque 3. Como en las formas de realización descritas anteriormente, el primer recorte de imagen 410L mostrado en la figura 10 ya no contiene un campo de visión principal (no marcado) en la posición A2', sino que solo el segundo recorte de imagen 420L, que también se encuentra todavía en la posición original B2 en el caso de la situación de marcha en la que la figura 10, todavía contiene un campo de visión de gran angular (no marcado).
La figura 11 muestra el área de registro o bien área de visión 40R del sensor de imagen del sistema de visión 100R en el caso de la situación de conducción mostrada en la figura 9, es decir, en el caso de una marcha en curva o un proceso de giro. Como se muestra en la figura 9, el área de visión 40R presenta el primer recorte de imagen 410R y el segundo recorte de imagen 420R. Sin embargo, en el caso de la situación de conducción en la que se basa la figura 11, es decir, en el caso de una marcha en curva o un proceso de giro, el primer recorte de imagen 410R se encuentra en una primera posición modificada A1', mientras que el segundo recorte de imagen 420R se encuentra en una segunda posición original B1. En otras palabras, el primer recorte de imagen 410R en el caso la situación de conducción en la que se basa la figura 11 se ha tomado de la unidad de procesamiento del sistema de visión 100R en una ubicación diferente en el área de visión 40R o bien se ha desplazado continuamente respecto a esta otra ubicación A1' a través de una toma de una pluralidad de posiciones intermedias que en el caso de una situación de conducción en la que la unidad de tracción 2 y el remolque 3 están fundamentalmente alineados. Más precisamente, en la figura I I se puede ver que el primer recorte de imagen 410R se ha tomado del área de visión 40r en una posición A1' de manera que el primer recorte de imagen 410R contiene una parte de un borde trasero del remolque 3 en la dirección de marcha principal y un punto de referencia P1. En la presente, el punto de referencia P1 está dispuesto en una esquina superior del borde trasero, pero también puede estar posicionado en cualquier otra ubicación del borde trasero del remolque 3 o en otra posición de referencia. El punto de referencia P1 posibilita al conductor una clasificación del remolque 3 en su entorno derecho y una evaluación del tamaño del ángulo a entre la unidad de tracción 2 y el remolque 3. Como en las formas de realización descritas anteriormente, el primer recorte de imagen 410R mostrado en la figura 11 ya no contiene un campo de visión principal (no marcado) en la posición A1', sino que solo el segundo recorte de imagen 420R, que también se encuentra todavía en la posición original B1 en el caso de la situación de marcha en la que la figura 11, todavía contiene un campo de visión de gran angular (no marcado).
La figura 12 muestra una unidad de reproducción 30L que reproduce un entorno del vehículo izquierdo con una primera área de visualización 31L y una segunda área de visualización 32L. La unidad de reproducción 30L corresponde a la unidad de reproducción 30 descrita anteriormente. En el caso de la unidad de reproducción 30L mostrada en la figura 12, el primer recorte de imagen 410L en la posición modificada A2' corresponde al área de visualización 31L y el segundo recorte de imagen 420L corresponde al segundo recorte de imagen 420L en la posición original B2.
La figura 13 muestra una unidad de reproducción 30R que reproduce un entorno del vehículo derecho con una primera área de visualización 31R y una segunda área de visualización 32R. La unidad de reproducción 30R corresponde a la unidad de reproducción 30 descrita anteriormente. En el caso de la unidad de reproducción 30R mostrada en la figura 13, el primer recorte de imagen 410R en la posición modificada A1' corresponde al área de visualización 31R y el segundo recorte de imagen 420R corresponde al segundo recorte de imagen 420R en la posición original B1.
El entorno del vehículo izquierdo y derecho también se puede representar en una unidad de reproducción 30 común.
En la forma de realización mostrada en las figuras 9 a 13, tanto el sistema de visión izquierdo como el derecho 100L, 100R desplazan el primer recorte de imagen 410L, 410R de tal manera que, incluso en el caso de derivación del remolque 3 relativamente a la unidad de tracción 2, el conductor puede ver en cada caso el entorno en los lados izquierdo y derecho alrededor del vehículo. Sin embargo, también es concebible que solo se desplace el primer recorte de imagen izquierdo 410L o el primer recorte de imagen derecho 410R o se desplacen tres de los primeros y segundos recortes de imagen 410L, 410R, 420L, 420R o se desplacen todos los primeros y segundos recortes de imagen 410L, 410R, 420L, 420R.
Se enfatiza explícitamente que todas las características reveladas en la descripción y/o las reivindicaciones se deberían considerar separadas e independientes entre sí para el fin de la divulgación original, así como para el fin de restringir la invención reivindicada, independientemente de las combinaciones de características en las formas de realización y/o las reivindicaciones. Se establece explícitamente que todas las indicaciones de área o indicaciones de grupos de unidades revelan todos los posibles valores intermedios o subgrupos de unidades para el fin de la divulgación original, al igual que para el fin de restringir la invención reivindicada, en particular también como límite de una indicación de área.
Lista de referencias
1 Vehículo
2 Unidad de tracción
3 Remolque
4 Superficie frontal del remolque
10 Unidad de registro de imágenes
11 Cámara
12 Sensor de imagen
20 Unidad de procesamiento
30, 30L, 30R Unidad de reproducción
31, 31L, 31R Primera área de visualización
32, 31L, 32R Segunda área de visualización
40, 40L, 40R Área de visión
410, 410L, 410R Primer recorte de imagen
411 Primer campo de visión legalmente prescrito, campo de visión principal
420, 420L, 420R Segundo recorte de imagen
421 Segundo campo de visión legalmente prescrito, campo de visión de gran angular 100, 100L, 100R, 200 Sistema de visión
A, A1, A2 Primera posición original
A', A1', A2' Primera posición modificada
B, B1, B2 Segunda posición original
P, P1, P2 Punto de referencia
a Ángulo entre la unidad de tracción y el remolque
X Valor de medición MTF
Y Intervalo de medición MTF

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Sistema de visión (100, 200) para un vehículo (1) con una unidad de tracción (2) y un remolque (3), que contiene:
una unidad de registro (10) con al menos un sensor de imagen (12) para registrar un área de visión (40) alrededor del vehículo en forma de datos de imagen, pudiendo montarse la unidad de registro (10) sobre la unidad de tracción (2),
al menos una unidad de procesamiento (20) para el procesamiento de los datos de imagen registrados por la unidad de registro (10), y
al menos una unidad de reproducción (30) para reproducir al menos un primer recorte de imagen (410) y un segundo recorte de imagen (420) del área de visión (40) registrada por la unidad de registro (10),
en donde, si la unidad de tracción (2) y el remolque (3) están alineados fundamentalmente entre sí en la dirección longitudinal del vehículo (1), la unidad de procesamiento (20) toma, del área de visión (40) del al menos un sensor de imagen (12), el primer recorte de imagen (410) en una primera posición original (A) y el segundo recorte de imagen (420) en una segunda posición original (B), y
en donde, si la unidad de tracción (2) y el remolque (3) están dispuestos en un ángulo fundamentalmente no igual a 0° la una respecto al otro, la unidad de procesamiento (20) toma, del área de visión (40) del al menos un sensor de imagen (12), el primer recorte de imagen (410) en una primera posición modificada (A') y/o el segundo recorte de imagen (420) en una segunda posición modificada, y
siendo la resolución del primer recorte de imagen (410) en la posición original (A) y en la posición modificada (A') en la unidad de reproducción (30) mayor que la resolución del segundo recorte de imagen (420) en la posición original (B) y en la posición modificada en la unidad de reproducción (30), presentando la unidad de registro de imágenes (10) una única cámara (11), presentando la única cámara (11) un único sensor de imagen (12).
2. Sistema de visión (100, 200) según la reivindicación 1, conteniendo el primer recorte de imagen (410) un campo de visión principal y/o conteniendo el segundo recorte de imagen (420) un campo de visión de gran angular, conteniendo el campo de visión principal preferentemente un primer campo de visión legalmente prescrito (411) y/o conteniendo el campo de visión de gran angular un segundo campo de visión legalmente prescrito (421).
3. Sistema de visión (100, 200) según una de las reivindicaciones anteriores, estando posicionado y orientado el primer recorte de imagen (410) en el área de visión (40) del sensor de imagen (12) de tal manera que proyecta una parte de la unidad de tracción (2) en la primera posición original (A), y/o presentando el primer recorte de imagen (410) en la posición original (A) y el primer recorte de imagen (410) en la posición modificada (A') un punto de referencia (P) del remolque, encontrándose el punto de referencia (P) preferentemente dentro del primer recorte de imagen (410) en la primera posición original (A) y en la primera posición modificada (A') en la misma ubicación del primer recorte de imagen (410).
4. Sistema de visión (100, 200) según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el primer recorte de imagen (410) y el segundo recorte de imagen (420) se solapan parcialmente sobre el sensor de imagen (12).
5. Sistema de visión (100, 200) según una de las reivindicaciones anteriores, presentando la unidad de reproducción (30) una primera área de visualización (31) definida para reproducir el primer recorte de imagen (410) en la primera posición original (A) y una segunda área de visualización (32) definida para reproducir el segundo recorte de imagen (420) en la segunda posición original (B), siendo preferentemente invariable la relación del tamaño de la primera área de visualización (31) definida respecto al tamaño de la segunda área de visualización (32) definida.
6. Sistema de visión (100, 200) según una de las reivindicaciones anteriores, estando dispuesta el área que se proyecta a través del primer recorte de imagen (410) y/o el segundo recorte de imagen (420) en la posición modificada (A') más cerca de o más lejos de la unidad de tracción (2) que el área que se proyecta a través del primer recorte de imagen (410) y/o el segundo recorte de imagen (420) en la posición original (A, B).
7. Sistema de visión (100, 200) según la reivindicación 5 o 6, siendo el tamaño del primer recorte de imagen (410) y/o el tamaño del segundo recorte de imagen (420) en la posición modificada (A') igual al tamaño del primer recorte de imagen (410) y/o al tamaño del segundo recorte de imagen (420) en la posición original (A, B).
8. Sistema de visión (100, 200) según la reivindicación 6, siendo la relación de aspecto del primer recorte de imagen (410) y/o la relación de aspecto del segundo recorte de imagen (420) en la posición modificada (A') igual a la relación de aspecto del primer recorte de imagen (410) y/o a la relación de aspecto del segundo recorte de imagen (420) en la posición original (A, B).
9. Sistema de visión (100, 200) según la reivindicación 5, estando adaptada la primera área de visualización (31) para reproducir el primer recorte de imagen (410) al mismo tiempo en la posición original y la modificada, y estando adaptada la segunda área de visualización (32) para reproducir el segundo recorte de imagen (420), presentando el primer recorte de imagen (410) en la posición original preferentemente una escala que se cambia en la dirección horizontalmente en perpendicular respecto al eje longitudinal del vehículo que el primer recorte de imagen (410) en la posición modificada.
10. Sistema de visión (100, 200) según una de las reivindicaciones anteriores, estando adaptada la unidad de procesamiento (20) para recibir señales para describir la relación angular entre la unidad de tracción (2) y el remolque (3) de un equipo de señalización montado en el vehículo (1) y para extraer o no el primer recorte de imagen (410) y/o el segundo recorte de imagen (420) con base en la señal de control en la primera y/o segunda posición modificada, estando adaptado el equipo de señalización preferentemente para generar una señal de control manual, y/o conteniendo el equipo de señalización un sensor de vehículo, que está adaptado para la generación de la señal de control.
11. Sistema de visión (100, 200) según una de las reivindicaciones anteriores, en el que la unidad de procesamiento (20) adapta el primer y segundo recorte de imagen (410, 420), en la primera o bien segunda posición modificada (A') con base en la señal de control, continuamente a la situación de funcionamiento del vehículo (1).
12. Sistema de visión (100, 200) según la reivindicación 11, siendo la situación de funcionamiento una marcha en curva.
13. Disposición del sistema de visión con dos sistemas de visión (100L, 100R) según una de las reivindicaciones 1 a 12, estando adaptadas las unidades de procesamiento (20) de los dos sistemas de visión (100L, 100R) para intercambiar datos.
14. Sistema de sustitución de retrovisores para un vehículo con un sistema de visión (100, 200) según una de las reivindicaciones 1 a 12 o con una disposición de sistema de visión según la reivindicación 13.
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