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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Rückansichtskamerasystems (rear view camera system) eines Kraftfahrzeugs. Es wird eine Sequenz von Bildern (Video) mittels einer Bilderfassungseinrichtung des Rückansichtskamerasystems bereitgestellt, welche einen Gesamterfassungsbereich aufweist. In den Bildern ist ein dem Gesamterfassungsbereich entsprechender Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs hinter einem Fahrersitz des Kraftfahrzeugs abgebildet. Es wird ein Teilbereich des Gesamterfassungsbereichs und eine diesem Teilbereich entsprechende Teilregion der Bilder mittels einer Bildverarbeitungseinrichtung bestimmt. Die Teilregion der Bilder wird auf einer Anzeigeeinrichtung angezeigt. Die Erfindung betrifft außerdem ein Rückansichtskamerasystem für ein Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug mit einem Rückansichtskamerasystem.
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Kamerasysteme für Kraftfahrzeuge sind bereits Stand der Technik. Das Interesse richtet sich vorliegend auf ein Kraftfahrzeug, bei welchem als Alternative für die Außenspiegel ein digitales Kamerasystem eingesetzt wird, welches einen digitalen Spiegel darstellt. Solche Fahrzeuge, welche ohne herkömmliche Außenspiegel auskommen, sind bereits aus dem Stand der Technik bekannt. Anstatt der Außenspiegel wird dabei ein Rückansichtskamerasystem eingesetzt, welches eine Bilderfassungseinrichtung mit einer oder mehreren Kameras beinhaltet. Die Bilderfassungseinrichtung hat einen Erfassungsbereich, welcher einem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs hinter dem Fahrersitz des Kraftfahrzeugs und hinter dem Kraftfahrzeug entspricht. Die Bilderfassungseinrichtung stellt ein Video bereit, in welchem der Gesamterfassungsbereich der Bilderfassungseinrichtung abgebildet ist. Auf einer Anzeigeeinrichtung (zum Beispiel Display) wird jedoch nicht der gesamte Erfassungsbereich präsentiert, sondern lediglich ein Teilbereich des Gesamterfassungsbereichs. Dies bedeutet, dass lediglich eine Teilregion des Bildrahmens auf der Anzeigeeinrichtung angezeigt wird, wobei die ausgewählte Teilregion den gesetzlichen Anforderungen hinsichtlich eines Mindestbereichs der Fahrzeugumgebung entsprechen muss, der dem Fahrer des Kraftfahrzeugs präsentiert werden muss.
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Solche Rückansichtskamerasysteme sind bereits Stand der Technik. So beschreibt beispielsweise das Dokument
US 5 289 321 A ein Kamerasystem, bei welchem die erfassten Bilder auf einer Anzeigeeinrichtung dargestellt werden, die in den Rückspiegel im Innenraum des Fahrzeugs integriert ist. Auf der linken Seite des Rückspiegels ist ein Anzeigebereich angeordnet, in welchem die Fahrzeugumgebung links und hinter dem Fahrzeug angezeigt wird. Auf der rechten Seite des Rückspiegels wiederum ist ein weiterer Anzeigebereich angeordnet, in welchem die Umgebung rechts des Kraftfahrzeugs angezeigt wird.
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Des Weiteren beschreibt das Dokument
US 7 859 565 B2 ein Rückansichtskamerasystem, bei welchem auf der Anzeigeeinrichtung auch zusätzliche Informationen eingeblendet werden.
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Auch aus dem Dokument
US 8 130 269 B2 ist ein Kamerasystem bekannt, bei welchem in die Darstellung auf der Anzeigeeinrichtung zusätzliche Informationen (ein so genanntes Overlay) eingeblendet werden, welche abhängig von dem aktuellen Fahrbahntyp erzeugt werden und durch welche eine bestimmte Entfernung von dem Kraftfahrzeug dargestellt wird.
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Eine besondere Herausforderung besteht bei Rückansichtskamerasystemen darin, den Fahrer auch über eine mögliche Kollisionsgefahr besser zu informieren. Bei Fehlen der Außenspiegel soll sich der Fahrer nämlich ausschließlich auf das digitale Kamerasystem verlassen können.
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An den bekannten Rückansichtskamerasystemen ist des Weiteren nachteilig, dass auf dem Display grundsätzlich immer der gleiche Umgebungsbereich des Fahrzeugs angezeigt wird. Im Vergleich zu herkömmlichen Rückspiegeln sind die bekannten Rückansichtskamerasysteme somit relativ wenig intuitiv. Möchte der Fahrer bei herkömmlichen Rückspiegeln nämlich einen anderen Umgebungsbereich des Fahrzeugs im Spiegel sehen, so kann er üblicherweise seine Körperhaltung so anpassen, dass er den gewünschten Umgebungsbereich in dem Rückspiegel sehen kann. Wird nun ein Rückansichtskamerasystem als Ersatz für einen Rückspiegel verwendet, so kann dies zu einer Irritation des Fahrers führen, da der angezeigte Umgebungsbereich stets konstant bleibt. Dies wird in den Dokumenten
DE 10 2012 203 491 A1 und
DE 10 2011 118 253 A1 teilweise gezeigt.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Lösung aufzuzeigen, wie bei einem Kamerasystem der eingangs genannten Gattung der Fahrer beim Führen des Kraftfahrzeugs besonders intuitiv unterstützt werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren, durch ein Rückansichtskamerasystem sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung und der Figuren.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Betreiben eines Rückansichtskamerasystems eines Kraftfahrzeugs, wobei bevorzugt das Kraftfahrzeug keine herkömmlichen Außenspiegel aufweist, sondern das Rückansichtskamerasystem die Funktion eines digitalen Außenspiegels übernimmt. Eine Bilderfassungseinrichtung des Rückansichtskamerasystems weist einen Gesamterfassungsbereich auf und stellt zu diesem Gesamterfassungsbereich eine Sequenz von Bildern bereit. In diesen Bildern ist ein Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs hinter einem Fahrersitz des Kraftfahrzeugs abgebildet, wobei dieser Umgebungsbereich dem Gesamterfassungsbereich der Bilderfassungseinrichtung entspricht. Eine Bildverarbeitungseinrichtung bestimmt einen Teilbereich des Gesamterfassungsbereichs und somit eine dem Teilbereich entsprechende Teilregion der Bilder. Auf einer Anzeigeeinrichtung, insbesondere einem Display, wird dann lediglich die Teilregion der Bilder angezeigt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass mittels einer Detektionseinrichtung eine aktuelle Körperhaltung und/oder eine aktuelle Blickrichtung eines Fahrers des Kraftfahrzeugs detektiert wird und der Teilbereich und/oder ein Anzeigebereich einer Anzeigefläche der Anzeigeeinrichtung, auf welchem die Teilregion der Bilder angezeigt wird, in Abhängigkeit von der aktuellen Körperhaltung und/oder der aktuellen Blickrichtung bestimmt wird.
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Demnach wird mithilfe einer Detektionseinrichtung die aktuelle Körperhaltung - insbesondere die aktuelle Kopfposition - des Fahrers und/oder die aktuelle Blickrichtung des Fahrers relativ zur Anzeigeeinrichtung detektiert. Abhängig von dieser aktuellen Körperhaltung und/oder Blickrichtung wird dann der Teilbereich und somit die Teilregion der Bilder ausgewählt, die auf der Anzeigeeinrichtung angezeigt wird. Ergänzend oder alternativ wird abhängig von der Körperhaltung und/oder Blickrichtung ein Anzeigebereich der Gesamtanzeigefläche bestimmt, auf welchem die ausgewählte Teilregion der Bilder angezeigt wird. Eine solche Vorgehensweise hat den Vorteil, dass der Fahrer besonders intuitiv beim Führen des Kraftfahrzeugs unterstützt wird, da sich das Rückansichtskamerasystem quasi genauso wie ein herkömmlicher Spiegel verhält, bei welchem sich der angezeigte Umgebungsbereich abhängig von der Kopfposition des Fahrers ändert. Das erfindungsgemäße Verfahren vereint somit einerseits die Vorteile eines herkömmlichen Spiegels mit den Vorteilen eines elektronischen Rückansichtskamerasystems. Lehnt sich der Fahrer beispielsweise nach vorne und somit in Richtung weg von der Rückenlehne des Fahrersitzes, so kann der angezeigte Umgebungsbereich entsprechend angepasst werden. Hierbei kann beispielsweise eine andere Bildregion angezeigt werden und/oder die Teilregion der Bilder kann auf einem größeren Anzeigebereich der Anzeigeeinrichtung dargestellt werden.
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Die genannte Detektionseinrichtung, welche die aktuelle Körperhaltung und/oder die aktuelle Blickrichtung detektiert, kann beispielsweise eine im Innenraum des Kraftfahrzeugs angeordnete Kamera umfassen, welche Bilder bereitstellt, in denen der Fahrersitz und der Fahrer abgebildet sind. Die aktuelle Körperhaltung und/oder die aktuelle Blickrichtung kann dann anhand dieser Bilder detektiert werden, nämlich mittels einer Recheneinrichtung.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Größe des Teilbereichs und/oder die Größe des Anzeigebereichs abhängig von der aktuellen Körperhaltung und/oder der aktuellen Blickrichtung bestimmt wird. Einerseits kann somit abhängig von der Körperhaltung und/oder der Blickrichtung die Größe der Teilregion der Bilder variiert werden, d.h. die Größe des Ausschnitts der Bilder, der dem Fahrer präsentiert wird. Andererseits kann auch die Größe des Anzeigebereichs der Anzeigeeinrichtung abhängig von der Körperhaltung und/oder der Blickrichtung variiert werden, sodass die ausgewählte Teilregion der Bilder beispielsweise entweder ausgedehnt oder aber komprimiert dargestellt wird.
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Vorzugsweise wird anhand der Körperhaltung und/oder der Blickrichtung bestimmt, ob sich der Fahrer aktuell an einer Rückenlehne des Fahrersitzes anlehnt oder sich von der Rückenlehne in Fahrtrichtung nach vorne weglehnt. Wird detektiert, dass sich der Fahrer von der Rückenlehne in Fahrtrichtung nach vorne weglehnt, kann das Rückansichtskamerasystem von einem Normalmodus in einen Spezialmodus umgeschaltet werden. In diesem Spezialmodus kann ein gegenüber dem Normalmodus größerer oder verschobener Teilbereich und somit eine größere oder verschobene Teilregion der Bilder ausgewählt werden. Ergänzend oder alternativ kann in dem Spezialmodus ein gegenüber dem Normalmodus größerer Anzeigebereich ausgewählt werden, auf welchem die Teilregion der Bilder angezeigt wird. Somit verhält sich das Rückansichtskamerasystem entsprechend einem herkömmlichen Spiegel. Lehnt sich der Fahrer nämlich in Fahrtrichtung nach vorne, bedeutet dies üblicherweise, dass er einen anderen Umgebungsbereich in dem Spiegel sehen möchte. Dies wird nun entsprechend bei dem Rückansichtskamerasystem realitätsgetreu implementiert.
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In dem Normalmodus kann die Anzeigefläche der Anzeigeeinrichtung in zumindest zwei Anzeigebereiche unterteilt werden. In einem ersten der Anzeigebereiche kann die Teilregion der Bilder angezeigt werden, während in einem zweiten der Anzeigebereiche beispielsweise Benutzerinformationen angezeigt werden, insbesondere Informationen bezüglich einer Bedienung des Rückansichtskamerasystems bzw. so genannte HMI-Informationen (human machine interface). Der erste Anzeigebereich ist dabei vorzugsweise derart an die im Normalmodus ausgewählte Teilregion der Bilder angepasst, dass diese Darstellung hinsichtlich der Bildeigenschaften - d.h. hinsichtlich der Farbgebung, des Weißabgleichs, der Helligkeit und dergleichen - optimal und besonders ästhetisch ist. Qualitätsverluste bei der Darstellung der Teilregion der Bilder können gegebenenfalls lediglich in dem Spezialmodus in Kauf genommen werden.
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In dem Spezialmodus kann die ausgewählte Teilregion der Bilder auf der gesamten Anzeigefläche der Anzeigeeinrichtung angezeigt werden. Lehnt sich der Fahrer nach vorne, so wird die gesamte Fläche der Anzeigeeinrichtung dazu genutzt, um die ausgewählte Teilregion anzuzeigen. Dies ist besonders vorteilhaft, da sich der Fahrer üblicherweise nur in Gefahrensituationen nach vorne lehnt. In solchen Gefahrensituationen wird nun die gesamte Anzeigefläche der Anzeigeeinrichtung dazu genutzt, um die ausgewählte Teilregion dem Fahrer zu präsentieren. Somit kann der Fahrer den entsprechenden Umgebungsbereich besonders gut erfassen.
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In einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass dann, wenn sich der Fahrer aktuell an der Rückenlehne des Fahrersitzes anlehnt und somit der Normalmodus aktiviert ist, mittels einer Gefahrenerkennungseinrichtung ein aktueller Gefahrengrad bezüglich einer Kollision des Kraftfahrzeugs mit einem in dem Gesamterfassungsbereich befindlichen fahrzeugexternen Objekt anhand von Sensordaten zumindest eines Umfeldsensors des Kraftfahrzeugs bestimmt wird, wobei der Teilbereich und/oder ein Anzeigebereich einer Anzeigefläche der Anzeigeeinrichtung, auf welchem die Teilregion der Bilder angezeigt wird, in Abhängigkeit von dem aktuellen Gefahrengrad bestimmt wird.
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Demnach bestimmt eine Gefahrenerkennungseinrichtung den aktuellen Gefahrengrad, welcher die Wahrscheinlichkeit einer Kollision des Kraftfahrzeugs mit einem Objekt angibt, das sich in dem Gesamterfassungsbereich befindet. Dieser Gefahrengrad wird anhand von Sensordaten zumindest eines Umfeldsensors des Kraftfahrzeugs bestimmt.
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Abhängig von dem aktuellen Gefahrengrad wird dann der Teilbereich und somit die Teilregion der Bilder ausgewählt, die auf der Anzeigeeinrichtung angezeigt wird. Ergänzend oder alternativ wird abhängig von dem aktuellen Gefahrengrad ein Anzeigebereich der Gesamtanzeigefläche bestimmt, auf welchem die ausgewählte Teilregion der Bilder angezeigt wird. Eine solche Vorgehensweise hat den Vorteil, dass die Darstellung auf der Anzeigeeinrichtung situationsabhängig und bedarfsgerecht derart dynamisch angepasst werden kann, dass der Fahrer das fahrzeugexterne Objekt wahrnehmen kann und dann entsprechende Sicherheitsmaßnahmen vornehmen kann. Der Fahrer wird somit durch das Rückansichtskamerasystem über die mögliche Kollisionsgefahr zuverlässig informiert, was sich insbesondere bei Fehlen der herkömmlichen Außenspiegel als vorteilhaft erweist.
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Der aktuelle Gefahrengrad wird anhand von Sensordaten bestimmt. Die Sensordaten werden wiederum mittels zumindest eines Umfeldsensors bereitgestellt. Als Umfeldsensor kann zumindest einer der folgenden Sensoren verwendet werden: die genannte Bilderfassungseinrichtung, welche als Sensordaten die Bilder bereitstellt, und/oder zumindest ein Ultraschallsensor und/oder zumindest ein Radarsensor und/oder zumindest ein Lidar-Sensor.
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Als Gefahrengrad kann anhand der Sensordaten zumindest einer der genannten Parameter bestimmt werden: eine Relativgeschwindigkeit zwischen dem Kraftfahrzeug und dem fahrzeugexternen Objekt und/oder ein Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Objekt und/oder eine Zeit bis zur Kollision (time to collision).
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Die Bilderfassungseinrichtung umfasst eine oder mehrere Kameras. Beispielsweise können zumindest zwei Kameras eingesetzt werden, wie beispielsweise eine erste Kamera an der linken Seitenflanke des Kraftfahrzeugs sowie eine zweite Kamera an der rechten Seitenflanke des Kraftfahrzeugs. Optional kann auch eine Kamera an einem Heck des Kraftfahrzeugs eingesetzt werden, zum Beispiel an dem hinteren Stoßfänger oder aber an der Heckklappe. Die zumindest eine Kamera ist bevorzugt eine farbempfindliche Kamera, die Licht im sichtbaren Spektralbereich detektieren und somit Bilder bereitstellen kann. Die zumindest eine Kamera kann eine CCD-Kamera oder eine CMOS-Kamera sein.
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Die Anzeigeeinrichtung kann zum Beispiel ein Display sein, welches im Innenraum des Kraftfahrzeugs derart angeordnet ist, dass es im Sichtbereich des Fahrers liegt. Dieses Display kann optional auch in einen Rückspiegel integriert sein, der in an sich bekannter Weise hinter der Windschutzscheibe im Innenraum des Kraftfahrzeugs angeordnet ist.
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Die Anzeigeeinrichtung kann optional auch ein duales Display bzw. ein so genanntes „Split View“-Display sein, bei welchem blickrichtungsabhängige Inhalte dargestellt werden. Für den Fahrer einerseits und den Beifahrer andererseits können somit unterschiedliche Inhalte auf der Anzeigeeinrichtung angezeigt werden. Dem Fahrer kann dabei die ausgewählte Teilregion der Bilder angezeigt werden, während dem Beifahrer beispielsweise Bildinhalte eines Infotainmentsystems dargestellt werden können.
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Wie bereits ausgeführt, kann in einer Ausführungsform vorgesehen sein, dass das Kraftfahrzeug frei von herkömmlichen Außenspiegeln ausgebildet ist, sodass das Rückansichtskamerasystem als digitaler Außenspiegel dient. Auf der Anzeigeeinrichtung wird dann ein Teilbereich des Gesamterfassungsbereichs angezeigt, der stets mindestens der gesetzlichen Anforderung bezüglich der Größe des angezeigten Umgebungsbereichs entspricht.
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Besonders bevorzugt wird die Größe des Teilbereichs und somit die Größe der angezeigten Teilregion der Bilder und/oder die Größe des Anzeigebereichs, in welchem die Teilregion der Bilder angezeigt wird, abhängig von dem aktuellen Gefahrengrad bestimmt. Einerseits kann somit abhängig von dem Gefahrengrad die Größe der Teilregion der Bilder variiert werden, d.h. die Größe des Ausschnitts der Bilder, der dem Fahrer präsentiert wird. Andererseits kann auch die Größe des Anzeigebereichs der Anzeigeeinrichtung abhängig von dem Gefahrengrad variiert werden, sodass die ausgewählte Teilregion der Bilder beispielsweise entweder ausgedehnt oder aber komprimiert dargestellt wird. Dies ermöglicht eine situationsabhängige Darstellung der Fahrzeugumgebung.
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Insbesondere ist vorgesehen, dass der aktuelle Gefahrengrad mit zumindest einem Schwellwert verglichen wird und der Teilbereich des Gesamterfassungsbereichs und/oder der Anzeigebereich der Anzeigeeinrichtung abhängig von dem Vergleich bestimmt wird. Diese Ausführungsform kann ohne viel Aufwand implementiert werden.
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In diesem Zusammenhang kann das Rückansichtskamerasystem in unterschiedlichen Betriebsmodi betrieben werden: Falls der aktuelle Gefahrengrad einen ersten Schwellwert überschreitet, kann das Rückansichtskamerasystem von einem Normalmodus in einen ersten Gefahrenmodus geschaltet werden. In diesem ersten Gefahrenmodus kann ein Teilbereich des Gesamterfassungsbereichs ausgewählt und angezeigt werden, der insbesondere gegenüber dem Normalmodus kleiner ist und in welchem sich das fahrzeugexterne Objekt befindet. In dem ersten Gefahrenmodus wird also eine kleinere Teilregion der Bilder ausgewählt als in dem Normalmodus. Diese kleinere Teilregion wird dabei bevorzugt auf dem gleichen Anzeigebereich angezeigt, auf welchem auch die im Normalmodus ausgewählte Teilregion der Bilder angezeigt wird. Um zu gewährleisten, dass in dem ersten Gefahrenmodus in der ausgewählten Teilregion der Bilder auch das fahrzeugexterne Objekt abgebildet ist, kann anhand der Sensordaten die relative Position des Objekts bezüglich des Kraftfahrzeugs bestimmt werden. Die Teilregion der Bilder entspricht dann einem Teilbereich des Gesamterfassungsbereichs, in dem sich das fahrzeugexterne Objekt befindet. In dem ersten Gefahrenmodus wird somit das Objekt insgesamt größer dargestellt und kann dadurch auch einfacher durch den Fahrer wahrgenommen werden.
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Der genannte erste Schwellwert wird vorzugsweise bereits dann erreicht, wenn anhand der Sensordaten das Objekt in dem Gesamterfassungsbereich detektiert wird. Dies bedeutet, dass das Rückansichtskamerasystem bereits dann in den ersten Gefahrenmodus umgeschaltet wird, wenn das Objekt erstmals detektiert wird. Somit wird die Aufmerksamkeit des Fahrers bereits frühzeitig auf das Objekt gerichtet.
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In dem Normalmodus kann die Anzeigefläche der Anzeigeeinrichtung in zumindest zwei Anzeigebereiche unterteilt werden. In einem ersten der Anzeigebereiche kann die Teilregion der Bilder angezeigt werden, während in einem zweiten der Anzeigebereiche beispielsweise Benutzerinformationen angezeigt werden, insbesondere Informationen bezüglich einer Bedienung des Rückansichtskamerasystems bzw. so genannte HMI-Informationen (human machine interface). Der erste Anzeigebereich ist dabei vorzugsweise derart an die im Normalmodus ausgewählte Teilregion der Bilder angepasst, dass diese Darstellung hinsichtlich der Bildeigenschaften - d.h. hinsichtlich der Farbgebung, des Weißabgleichs, der Helligkeit und dergleichen - optimal und besonders ästhetisch ist. Qualitätsverluste bei der Darstellung der Teilregion der Bilder können gegebenenfalls lediglich in dem Gefahrenmodus in Kauf genommen werden. In dem Gefahrenmodus ist es nämlich wichtiger, die Aufmerksamkeit des Fahrers auf die Kollisionsgefahr zu richten, als ästhetisch optimale Bilder anzuzeigen.
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Auch in dem ersten Gefahrenmodus kann die Anzeigefläche der Anzeigeeinrichtung in zumindest zwei Anzeigebereiche unterteilt werden, insbesondere in gleiche Anzeigebereiche wie in dem Normalmodus. In einem ersten Anzeigebereich kann hier die dem ersten Gefahrenmodus zugeordnete kleinere Teilregion der Bilder angezeigt werden, in welcher das fahrzeugexterne Objekt vergrößert dargestellt ist. In einem zweiten Anzeigebereich hingegen kann die Teilregion der Bilder angezeigt werden, die sonst in dem Normalmodus angezeigt wird und somit dem Normalmodus zugeordnet ist. Diese dem Normalmodus zugeordnete Teilregion der Bilder kann in dem ersten Gefahrenmodus in einem kleineren Anzeigebereich angezeigt werden, sodass diese Teilregion insgesamt verdichtet und somit komprimiert angezeigt wird. Eine solche Vorgehensweise hat den Vorteil, dass einerseits eine Teilregion der Bilder angezeigt wird, welche die Aufmerksamkeit des Fahrers auf das gefährliche Objekt richtet, und andererseits auch eine Teilregion angezeigt wird, die den gesetzlichen Anforderungen an die Größe der angezeigten Fahrzeugumgebung entspricht.
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Falls der aktuelle Gefahrengrad einen gegenüber dem ersten Schwellwert höheren zweiten Schwellwert überschreitet, kann das Rücksichtansichtskamerasystem in einen zweiten Gefahrenmodus geschaltet werden. In diesem zweiten Gefahrenmodus wird die Aufmerksamkeit des Fahrers noch stärker auf die Gefahr gerichtet.
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Bevorzugt wird in dem zweiten Gefahrenmodus die ausgewählte Teilregion der Bilder auf der gesamten Anzeigefläche der Anzeigeeinrichtung angezeigt. Bei dieser ausgewählten Teilregion handelt es sich bevorzugt um die gleiche Teilregion, wie sie auch in dem Normalmodus angezeigt wird. Da diese Teilregion nunmehr auf der gesamten Anzeigefläche der Anzeigeeinrichtung angezeigt wird, kann der Fahrer somit die Gefahr besser einschätzen und auch entscheiden, ob entsprechende Schritte vorgenommen werden sollen oder nicht.
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Um die gesetzlichen Anforderungen bezüglich des angezeigten Umgebungsbereichs zu erfüllen, ist grundsätzlich eine Kamera mit einem Erfassungswinkel von etwa 20° ausreichend. Vorzugsweise wird jedoch eine Bilderfassungseinrichtung eingesetzt, welche insgesamt einen deutlich größeren Erfassungswinkel aufweist und somit einen größeren Erfassungsbereich abdecken kann. In dem Normalmodus kann dem Fahrer beispielsweise lediglich ein Teilbereich der Umgebung angezeigt werden, der den gesetzlichen Anforderungen entspricht. Es ist aber auch möglich, in dem Normalmodus auch einen größeren Teilbereich darzustellen.
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Insbesondere in dem Normalmodus kann der Teilbereich des Gesamterfassungsbereichs und somit die Teilregion der Bilder und/oder der Anzeigebereich der Anzeigefläche abhängig von zumindest einem der folgenden Parameter bestimmt werden:
- - abhängig von zumindest einem Fahrparameter des Kraftfahrzeugs, insbesondere von dem aktuell eingelegten Gang und/oder abhängig von der aktuellen Geschwindigkeit und/oder abhängig von der aktuellen Bewegungsrichtung und/oder abhängig von der aktuellen Beschleunigung; wird beispielsweise der Rückgang eingelegt, so kann insgesamt ein größerer Teilbereich der Umgebung dargestellt werden, da angenommen werden kann, dass ein Parkmanöver durchgeführt werden soll; es kann auch die Beziehung gelten, dass, je höher die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs ist, desto kleiner der Teilbereich des Gesamterfassungsbereichs ist; und/oder
- - abhängig von einer Eingabe des Fahrers an einer Bedieneinrichtung - somit kann der Fahrer die Größe der angezeigten Teilregion der Bilder selbst einstellen.
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Die Erfindung betrifft außerdem ein Rückansichtskamerasystem für ein Kraftfahrzeug, wobei das Rückansichtskamerasystem zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist. Das Rückansichtskamerasystem kann eine Bilderfassungseinrichtung aufweisen, welche zum Bereitstellen einer Sequenz von Bildern ausgebildet ist und einen Gesamterfassungsbereich aufweist. In den Bildern ist ein dem Gesamterfassungsbereich entsprechender Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs hinter einem Fahrersitz des Kraftfahrzeugs abgebildet. Das Kamerasystem kann auch eine Bildverarbeitungseinrichtung umfassen, welche zum Bestimmen eines Teilbereichs des Gesamterfassungsbereichs und einer dem Teilbereich entsprechenden Teilregion der Bilder ausgebildet ist. Optional kann das Kamerasystem auch eine Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen der Teilregion umfassen. Das Kamerasystem kann eine Gefahrenerkennungseinrichtung umfassen, welche einen aktuellen Gefahrengrad bezüglich einer Kollision des Kraftfahrzeugs mit einem fahrzeugexternen Objekt anhand von Sensordaten zumindest eines Umfeldsensors bestimmt. Die Bildverarbeitungseinrichtung ist dazu ausgelegt, den Teilbereich und/oder einen Anzeigebereich einer Anzeigefläche der Anzeigeeinrichtung, auf welchem die Teilregion angezeigt wird, in Abhängigkeit von dem aktuellen Gefahrengrad zu bestimmen.
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Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug umfasst ein erfindungsgemäßes Rückansichtskamerasystem.
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Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen sowie deren Vorteile gelten entsprechend für das erfindungsgemäße Rückansichtskamerasystem sowie für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Alle vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder aber in Alleinstellung verwendbar.
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Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 in schematischer Darstellung ein Kraftfahrzeug mit einem Rücksichtansichtskamerasystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
- 2 ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
- 3 bis 5 eine Anzeigeeinrichtung des Kamerasystems, wobei das Verfahren näher erläutert wird; und
- 6 in schematischer Darstellung das Kraftfahrzeug mit einer Detektionseinrichtung.
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Ein in 1 dargestelltes Kraftfahrzeug 1 ist im Ausführungsbeispiel ein Personenkraftwagen. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst ein Rückansichtskamerasystem 2, welches in dem Kraftfahrzeug 1 anstatt der herkömmlichen Außenspiegel verbaut ist. Das Rückansichtskamerasystem 2 umfasst eine Bilderfassungseinrichtung 3, welche im Ausführungsbeispiel zumindest eine erste Kamera 4 sowie eine zweite Kamera 5 umfasst. Die erste Kamera 4 ist an einer linken Seitenflanke 7 angeordnet; die zweite Kamera 5 ist an einer rechten Seitenflanke 8 des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet. Optional kann die Bilderfassungseinrichtung 3 auch eine dritte Kamera 6 aufweisen, welche zum Beispiel an dem hinteren Stoßfänger oder aber an einer Heckklappe angeordnet ist. Die Kameras 4, 5, 6 können beispielsweise an der gleichen Position angeordnet sein, an der sonst die herkömmlichen Außenspiegel angeordnet sind. Die Kameras 4, 5 können also in Längsrichtung x des Kraftfahrzeugs 1 vor einem Fahrersitz angeordnet sein. Die Kameras 4, 5 können auch in Längsrichtung x ein wenig nach hinten ausgerichtet sein. Die Kameras 4, 5 können auch einen relativ breiten Erfassungswinkel aufweisen, beispielsweise größer als 50°, insbesondere größer als 70°, insbesondere größer als 100°. Der Erfassungswinkel der Kamera 6 kann noch größer sein, etwa in einem Wertebereich von 120° bis 200°.
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Die Kameras 4, 5, 6 sind Video-Kameras, beispielsweise CCD-Kameras oder CMOS-Kameras.
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Die Bilderfassungseinrichtung 3 weist einen Gesamterfassungsbereich 9 auf, der eine Summe der jeweiligen Erfassungsbereiche der Kameras 4, 5, 6 darstellt. Der Gesamterfassungsbereich 9 entspricht einem Umgebungsbereich 10 des Kraftfahrzeugs 1 hinter dem Fahrersitz. Die Bilderfassungseinrichtung 3 stellt eine Sequenz von Bildern bereit, in denen der Gesamterfassungsbereich 9 bzw. der Umgebungsbereich 10 abgebildet ist. Wie in 1 angedeutet, ist der Gesamterfassungsbereich 9 durch Begrenzungslinien 17, 18 begrenzt. Diese Begrenzungslinien 18 können die Grenze der jeweiligen Erfassungsbereiche der Kameras 4, 5 darstellen.
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Die bereitgestellten Bilder werden an eine elektronische Bildverarbeitungseinrichtung 11 übermittelt, die mit den Kameras 4, 5, 6 gekoppelt ist. Die Bildverarbeitungseinrichtung 11 ist mit einer Anzeigeeinrichtung 12 gekoppelt, die beispielsweise als LCD-Display ausgebildet ist. Des Weiteren ist die Bildverarbeitungseinrichtung 11 mit einer Gefahrenerkennungseinrichtung 13 gekoppelt, welche Sensordaten 14 empfängt, die durch zumindest einen Umfeldsensor 15 bereitgestellt werden. Als Umfeldsensor 15 kann zumindest ein Radarsensor und/oder zumindest ein Lidar-Sensor und/oder zumindest ein Ultraschallsensor eingesetzt werden. Ergänzend oder alternativ kann als Umfeldsensor auch zumindest eine der Kameras 4, 5, 6 betrachtet werden.
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Der zumindest eine Umfeldsensor 15 stellt die Sensordaten 14 zu dem Umgebungsbereich 10 bereit. Diese Sensordaten 14 können beispielsweise Abstandswerte beinhalten, welche einen Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug 1 und einem fahrzeugexternen Objekt 16 angeben, das sich in dem Umgebungsbereich 10 befindet.
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In 1 sind die Bildverarbeitungseinrichtung 11 sowie die Gefahrenerkennungseinrichtung 13 als zwei voneinander separate Komponenten dargestellt, etwa digitale Signalprozessoren. Es ist aber auch möglich, dass die Bildverarbeitungseinrichtung 11 und die Gefahrenerkennungseinrichtung 13 durch eine gemeinsame Komponente gebildet sind, zum Beispiel einen gemeinsamen digitalen Signalprozessor bzw. ein Steuergerät.
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Anhand der Sensordaten 14 kann die Gefahrenerkennungseinrichtung 13 einen aktuellen Gefahrengrad bezüglich einer Kollision des Kraftfahrzeugs 1 mit dem fahrzeugexternen Objekt 16 bestimmen. Bei dem Gefahrengrad kann es sich zum Beispiel um eine Relativgeschwindigkeit und/oder den Abstand zum Objekt 16 und/oder eine Zeit bis zur Kollision handeln. Die aktuellen Werte des Gefahrengrads werden an die Bildverarbeitungseinrichtung 11 übermittelt.
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Das Rückansichtskamerasystem 2 kann in verschiedenen Betriebsmodi betrieben werden: einem Normalmodus, einem ersten Gefahrenmodus sowie einem zweiten Gefahrenmodus. Ein Verfahren zum Umschalten zwischen den verschiedenen Betriebsmodi wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 2 näher erläutert: Das Verfahren startet in einem ersten Schritt S1 und geht zu einem zweiten Schritt S2 über, in welchem die Bildverarbeitungseinrichtung 11 überprüft, ob der aktuelle Gefahrengrad G einen ersten Schwellwert T1 überschreitet. Der erste Schwellwert T1 ist dabei so definiert, dass dieser Schwellwert T1 bereits dann als überschritten gilt, wenn anhand der Sensordaten 14 das Objekt 16 erstmals detektiert wird. Wird der erste Schwellwert T1 überschritten, geht das Verfahren zu einem weiteren Schritt S3 über. Ist der Gefahrengrad G kleiner als T1, so wird in einem Schritt S4 der Normalmodus aktiviert bzw. aufrechterhalten, und das Verfahren kehrt zum Schritt S2 zurück.
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Gemäß Schritt S3 überprüft die Bildverarbeitungseinrichtung 11, ob der Gefahrengrad G einen höheren zweiten Schwellwert T2 überschreitet oder nicht. Ist dies nicht der Fall, so geht das Verfahren zu einem weiteren Schritt S5 über, in welchem ein erster Gefahrenmodus aktiviert bzw. aufrechterhalten wird. Das Verfahren geht dann zum Schritt S2 zurück. Ist der Gefahrengrad G größer als T2, so geht das Verfahren zu einem weiteren Schritt S6 über, in welchem ein zweiter Gefahrenmodus aktiviert wird. Das Verfahren kehrt dann zum Schritt S2 zurück.
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Mit erneutem Bezug auf 1 kann die Bildverarbeitungseinrichtung 11 abhängig von dem Gefahrengrad G - insbesondere abhängig von dem Betriebsmodus - einen Teilbereich 19 (schraffierte Fläche in 1) festlegen. Diesem Teilbereich 19 des Gesamterfassungsbereichs 9 entspricht eine Teilregion der Bilder. Diese Teilregion wird dann auf der Anzeigeeinrichtung 12 angezeigt.
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Die auf der Anzeigeeinrichtung 12 angezeigten Darstellungen sind abhängig von dem aktuellen Betriebsmodus des Rückansichtskamerasystems 2:
- In 3 ist eine Darstellung gezeigt, wie sie auf der Anzeigeeinrichtung 12 in dem Normalmodus dargestellt wird. Eine gesamte Anzeigefläche 20 der Anzeigeeinrichtung 12 ist hier in zwei Anzeigebereiche 21, 22 unterteilt. Diese Unterteilung kann entweder fest und unveränderlich sein, wenn ein entsprechendes duales Display mit zwei separaten, festen Anzeigeflächen 21, 22 verwendet wird. Die Trennung kann aber auch virtuell sein, indem die Anzeigeeinrichtung 12 durch die Bildverarbeitungseinrichtung 11 derart angesteuert wird, dass die einzige Anzeigefläche 20 virtuell in zwei Anzeigebereiche 21, 22 unterteilt wird.
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Im Normalmodus wird in dem ersten Anzeigebereich 21 eine Teilregion 23 der Bilder dargestellt, welche dem Teilbereich 19 des Gesamterfassungsbereichs 9 entspricht. Diese Darstellung ist im Normalmodus hinsichtlich der Bildparameter wie Helligkeit, Weißabgleich und anderer ästhetischer Parameter optimiert. In dem zweiten Anzeigebereich 22 hingegen werden Benutzerinformationen 24 bezüglich der Bedienung des Rückansichtskamerasystems 2 angezeigt, so genannte HMI-Informationen (human machine interface).
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Wird nun das Objekt 16 detektiert, so wird das Rückansichtskamerasystem 2 in den ersten Gefahrenmodus umgeschaltet, in welchem auf der Anzeigeeinrichtung 12 eine Darstellung gemäß 4 erzeugt wird. Auch hier ist die Anzeigefläche 20 in zwei Anzeigebereiche 21, 22 unterteilt, und zwar in gleiche Anzeigebereiche wie im Normalmodus. In dem ersten Gefahrenmodus wird in dem zweiten Anzeigebereich 22 die Bildregion 23 dargestellt, welche der Bildregion entspricht, die im Normalmodus gemäß 3 in dem ersten Anzeigebereich 21 angezeigt wird. Da der zweite Anzeigebereich 22 kleiner als der erste Anzeigebereich 21 ist, wird diese Teilregion 23 komprimiert bzw. verdichtet und somit ein wenig verformt dargestellt. Verformungen der abgebildeten Szene können dabei in Kauf genommen werden. In dem ersten Anzeigebereich 21 wird hingegen eine Teilregion 23' angezeigt, die einem schmaleren (in horizontaler Richtung) Teilbereich 19 des Gesamterfassungsbereichs 9 entspricht. In diesem Teilbereich 19 ist dabei das Objekt 16' vergrößert abgebildet. Auch hier können gegebenenfalls Verformungen der Szene in Kauf genommen werden.
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Wird dann der zweite Schwellwert T2 überschritten, so wird das Rückansichtskamerasystem 2 in den zweiten Gefahrenmodus umgeschaltet. Wie aus 5 hervorgeht, wird hier die gesamte Anzeigefläche 20 der Anzeigeeinrichtung 12 dazu genutzt, um die Teilregion 23 der Bilder anzuzeigen, welche sonst auch im Normalmodus angezeigt wird. Diese Teilregion 23 wird jedoch auf der gesamten Anzeigefläche 20 dargestellt. Auch hier können Verformungen der Szene in Kauf genommen werden, wobei entscheidend ist, dass der Fahrer das Objekt 16' wahrnehmen und die Kollisionsgefahr auch selbst einschätzen kann.
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Die Umschaltung zwischen dem Normalmodus und den Gefahrenmodi gemäß dem Flussdiagramm aus 2 gilt lediglich für die Situation, dass sich der Fahrer an einer Rückenlehne des Fahrersitzes anlehnt. 6 zeigt noch einmal das Kraftfahrzeug 1, welches weiterhin eine Detektionseinrichtung 25 aufweist, wobei der Übersicht halber die weiteren Komponenten des Fahrzeugs 1 (vgl. 1) nicht dargestellt sind. Die Detektionseinrichtung 25 ist zur Detektion einer Körperhaltung und/oder Blickrichtung eines Fahrers 26 ausgebildet. Die Detektionseinrichtung 25 detektiert insbesondere die aktuelle Position eines Kopfes 27 des Fahrers 26. In 6 ist zusätzlich auch der Fahrersitz 28 mit einer Rückenlehne 29 und einer Kopfstütze 30 dargestellt, wie auch ein Beifahrersitz 31. Die Detektionseinrichtung 25 kann beispielsweise in Form einer Kamera bereitgestellt werden, welche Bilder bereitstellt, in denen der Fahrer 26 mit dem Fahrersitz 28 abgebildet ist. Diese Bilder werden beispielsweise an die Bildverarbeitungseinrichtung 11 (vgl. 1) übermittelt. Anhand der Bilder kann detektiert werden, ob sich der Fahrer 26 aktuell an der Rückenlehne 29 anlehnt oder aber sich von der Rückenlehne 29 weg in Fahrzeuglängsrichtung x nach vorne lehnt. Dies kann beispielsweise anhand der aktuellen Position des Kopfes 27 oder aber der Schultern des Fahrers 26 detektiert werden. Lehnt sich der Fahrer 26 an der Rückenlehne 29 an, so stellt dies eine normale Fahrposition dar, bei welcher das Flussdiagramm gemäß 2 angewendet wird.
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Wird jedoch detektiert, dass sich der Fahrer 26 in Fahrzeuglängsrichtung x nach vorne und somit weg von der Rückenlehne 29 lehnt, d.h. in Richtung zu einem Lenkrad 32, so wird das System 2 von dem Normalmodus in einen Spezialmodus umgeschaltet. Dazu kann beispielsweise ein Schwellwert für den Abstand zwischen dem Fahrer 26 und der Rückenlehne 29 vorgegeben werden, sodass nach Überschreiten dieses Schwellwerts der Spezialmodus aktiviert wird. In dem Spezialmodus wird - wie in 5 gezeigt - die gesamte Anzeigefläche 20 der Anzeigeeinrichtung 12 dazu genutzt, um die ausgewählte Teilregion 23 der Bilder anzuzeigen. Diese Teilregion 23 wird auf der gesamten Anzeigefläche 20 dargestellt. Es kann sich dabei um die Teilregion 23 handeln, welche sonst auch im Normalmodus angezeigt wird, sodass auch hier Verformungen der Szene in Kauf genommen werden. Es kann aber auch eine andere Teilregion 23 als im Normalmodus ausgewählt werden, beispielsweise eine größere Teilregion 23 und/oder eine im Vergleich zum Normalmodus verschobene Teilregion 23.