DE102008039136B4

DE102008039136B4 - Kamerasystem für ein Fahrzeug und Verfahren zum Steuern eines Kamerasystems

Info

Publication number: DE102008039136B4
Application number: DE102008039136.0A
Authority: DE
Inventors: Dr. Stoschek Arne; Jonathan Lee; Marcial Hernandez
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2007-09-23
Filing date: 2008-08-21
Publication date: 2018-05-17
Anticipated expiration: 2028-08-22
Also published as: US8218007B2; DE102008039136A1; US20090079828A1

Abstract

Kamerasystem für ein Fahrzeug (10) mit einer am Fahrzeug (10) angebrachten Kameraeinheit (12) zum Einsehen eines Bereichs außerhalb des Fahrzeugs (10), mit einer Bildverarbeitungseinheit (48), die Bilddaten von der Kameraeinheit (12) empfängt, und mit einer Anzeigeeinheit (50) zum Anzeigen eines aus den Bilddaten erzeugten Bildschirmbildes, die für einen Übergang zwischen einem durch einen ersten Sichtwinkel (a) definierten Bildschirmbild und einem durch einen zweiten Sichtwinkel (a) definierten Bildschirmbild ansteuerbar ist, wobei der erste Sichtwinkel (a) und der zweite Sichtwinkel (a) sich in einer vertikalen Ebene erstrecken und der erste Sichtwinkel (a) größer als der zweite Sichtwinkel (a) ist, dadurch gekennzeichnet, dass- eine Steuereinheit (52) Fahrzeugbetriebsdaten einschließlich Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten empfängt, und dass die Anzeigeeinheit (50), gleichzeitig mit dem aus den Bilddaten erzeugten Bildschirmbild, auf den Fahrzeugbetriebsdaten beruhende Zusatzinformation anzeigt, wobei die angezeigte Zusatzinformation Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation und/oder Information, die ein Übergangsverhalten der Anzeigeeinheit (50) zwischen dem durch den ersten Sichtwinkel (a) definierten Bildschirmbild und dem durch den zweiten Sichtwinkel (a) definierten Bildschirmbild anzeigt, enthält,- wobei die Steuereinheit (52) die Anzeigeeinheit (50) in Abhängigkeit von den Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten so ansteuert, dass die Anzeigeeinheit (50) von dem durch den ersten Sichtwinkel (a) definierten Bildschirmbild zu dem durch den zweiten Sichtwinkel (a) definierten Bildschirmbild übergeht, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit einen gegebenen Schwellenwert unterschreitet, und/oder dass die Steuereinheit (52) die Anzeigeeinheit (50) in Abhängigkeit von den Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten so ansteuert, dass die Anzeigeeinheit (50) von dem durch den zweiten Sichtwinkel (a) definierten Bildschirmbild zu dem durch den ersten Sichtwinkel (a) definierten Bildschirmbild übergeht, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit einen gegebenen Schwellenwert überschreitet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kamerasystem, insbesondere ein Rückfahrkamerasystem, für ein Fahrzeug mit einer am Fahrzeug angebrachten Kameraeinheit zum Einsehen eines Bereichs außerhalb des Fahrzeugs, mit einer Bildverarbeitungseinheit die Bilddaten von der Kameraeinheit empfängt und mit einer Anzeigeeinheit zum Anzeigen eines aus den Bilddaten erzeugten Bildschirmbildes. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Steuern eines Kamerasystems eines Fahrzeugs.
Fahrzeugvideokameras werden häufig für Fahrzeugrückfahr- und Sicherheitsanwendungen benutzt. Videokameras werden zum Beispiel benutzt, um einem Fahrer während eines Parkmanövers oder beim Rückwärtsfahren zu helfen. Um sowohl gesetzgeberischen Anforderungen nachzukommen, als auch um die Sicherheit für Fahrzeuginsassen und Fußgänger zu verbessern, müssen Automobilkamerasysteme so weiterentwickelt werden, dass das Situationsbewusstsein des Fahrers verbessert wird.
Videokameras werden benutzt, um den toten Winkel hinter dem Fahrzeug zu verkleinern bzw. zu eliminieren. Größere Fahrzeuge, wie beispielsweise Lastwagen, haben im Allgemeinen einen größeren toten Winkel. Die Wahrscheinlichkeit jemanden beim Zurücksetzen zu überfahren ist deshalb bei Lastwagen und Geländewagen höher. Mit der zunehmenden Anzahl an Lastwagen und Geländewagen werden Unfälle beim Rückwärtsfahren ein zunehmend größeres Problem.
Bei herkömmlichen Rückfahrkamerasystemen ist am Heck des Fahrzeugs eine Kamera montiert, und das entsprechende Videosignal wird im Blickfeld des Fahrers angezeigt. Das Videosignal wird üblicherweise auf einem Bildschirm angezeigt, der auch als Anzeige für die Radio- und Navigationseinheit dient.
Viele Rückfahrkamerasysteme verwenden ein Weitwinkelobjektiv, um den einsehbaren Bereich hinter dem Fahrzeug zu vergrößern. Ein Vorteil von Weitwinkelobjektiven ist, dass sie eine bessere periphere Sicht ermöglichen. Ein Nachteil derartiger Rückfahrkamerasysteme mit Weitwinkelobjektiven ist, dass sie eine Bildverzerrung verursachen, die es schwierig macht, die Tiefe und den Abstand zu Objekten im Blickfeld abzuschätzen.
Rückfahrkamerasysteme sind als Sensoren in Serienfahrzeugen weit verbreitet, um beim Parken und bei der Vermeidung von Hindernissen zu helfen. Außerdem gibt es Kamerasysteme, die eine Bildverarbeitung ausführen, um eine Bildverzerrung zu reduzieren und um einen alternativen Blickpunkt zu erzeugen. Außerdem gibt es Kamerasysteme mit einer frontseitig montierten Kamera, die vom Auto aus nach rechts und nach links gerichtete Ansichten darstellen kann. Weiterhin gibt es Kamerasysteme, die eine Umwandlung in einen von oben nach unten gerichteten Sichtwinkel benutzen, um eine Ansicht des Bereichs um das Fahrzeug von oben zu erzeugen.
Die US 5,646,614 A beschreibt ein System zur Überwachung des Rück- bzw. Frontraumes eines einparkenden Kraftfahrzeugs. Das System hat eine Videokamera mit einer Bildscharfsteuerung. Das System kann ein Objekt erkennen und kann das Objekt schärfemäßig mit dem Autofokus über das gesamte Sucherfeld verfolgen. Das System verwendet diese Eigenschaft zu einer bildverarbeitungsgestützten Nachführung des Sichtwinkels einer Videokamera. Die Videokamera ist so schwenkbar, dass sie nach oben oder nach unten und seitwärts schwenken kann. Ein Nachteil des Systems ist, dass der Bildwinkel der Kamera keine 180° abdeckt, und die Videokamera deshalb seitwärts geschwenkt werden muss, um den ganzen Bereich hinter dem Fahrzeug zu sehen. Ein weiterer Nachteil des Systems ist, dass es zum Schwenken der Videokamera eine Schwenkeinrichtung benötigt. Ein Nachteil einer derartigen Schwenkeinrichtung ist, dass die mechanischen Bauteile der Schwenkeinrichtung zusätzlichen Einbauraum benötigen und die Kosten des gesamten Systems erhöhen.
Die US 6,819,231 B2 offenbart eine Einpark- und Rangierhilfeeinrichtung für ein Fahrzeug. Das System umfasst eine Videokamera und eine grafische Anzeigeeinheit, mit der die von der Videokamera aufgenommene Bildinformation im Fahrzeuginnenraum angezeigt werden kann. Die Videokamera ist hinter einem Schutzelement positioniert, sodass die Videokamera von außen im Wesentlichen unzugänglich ist, wenn die Videokamera in einer Ruhestellung ist. Das Schutzelement hat eine Ausnehmung, die von einem Deckel abgedeckt wird, wenn die Videokamera nicht aktiviert ist. Wenn die Kamera aktiviert wird, schwenkt der Deckel von der Ausnehmung im Schutzelement weg und ermöglicht, dass das Linsensystem der Videokamera durch die Ausnehmung im Schutzelement vorsteht. Das System umfasst außerdem einen Antriebsmechanismus mit einem Motor, der über einen Getriebemechanismus auf eine Zahnstange wirkt, um die Videokamera vorwärts und rückwärts zu bewegen. Ein Nachteil dieser Einpark- und Rangierhilfeeinrichtung ist, dass der Antriebsmechanismus mechanisch komplex ist und viel Einbauraum beansprucht.
Die US 6,693,524 B1 offenbart ein Fahrzeugrückfahrüberwachungs- und Warnsystem für große Nutzlastkraftwagen. Das System umfasst drei Videokameras, drei Abstandserkennungssysteme mit einem Laser und einen Monitor. Eine Kamera und ein Abstanderkennungssystem mit einem Laser sind auf beiden Seiten als auch an der Rückseite des Lastkraftwagens angebracht und sind mit dem Monitor verbunden, der alle drei Bilder simultan anzeigt. Der Abstand zum jeweilig nahesten Objekt, das von jeder Kamera angezeigt wird, wird über dem jeweiligen Objekt auf dem Monitor überlagert, wobei der Abstand vom lasergestützten Abstanderkennungssystem ermittelt wird. Wenn ein Abstand zu einem Objekt unter einen Mindestabstand fällt, blinkt die numerische Anzeige des Abstands und ein akustisches Alarmsignal ertönt. Ein Nachteil dieses Systems ist, dass die Implementierung des Systems mit einem beträchtlichen Hardwareaufwand verbunden ist.
Die US 5,670,935 A offenbart ein Rückblicksystem für ein Fahrzeug, das mindestens zwei in Bezug auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs nach hinten gerichtete Videokameras aufweist. Ein Anzeigesystem zeigt ein Bild, das aus den Ausgangssignalen der Videokameras erzeugt wird. Das System soll herkömmliche Rückspiegel ersetzen. Mit anderen Worten, das System soll dem Fahrer während der Fahrt das Vorhandensein anderer Fahrzeuge anzeigen. Das in der US 5,670,935 beschriebene Rückblicksystem eignet sich nicht als ein Rückfahrüberwachungssystem, da die Videokameras so konfiguriert sind, dass es einen toten Winkel bzw. nicht einsehbare Bereiche hinter dem Fahrzeug gibt.
Die DE 10 2005 051 777 A1 offenbart ein Sichtunterstützungssystem zum Parken eines Fahrzeugs. Das System umfasst eine Kamera am Heck des Fahrzeugs, eine Kamera auf der Fahrerseite des Fahrzeugs und eine Kamera auf der Beifahrerseite des Fahrzeugs. Das System verarbeitet die von den Kameras gelieferten Abbildungen und erzeugt eine Vogelperspektivenansicht des Bereichs um das Fahrzeug. Die Anzeige der Vogelperspektive wird verwendet, um den Fahrer bei Parkmanövern zu unterstützen. Ein Nachteil dieses Systems ist der erforderliche Hardwareaufwand, da drei separate Kameras am Fahrzeug installiert werden müssen.
Die US 6,985,171 B1 offenbart eine Bildtransformationsvorrichtung für eine Fahrzeughecküberwachungsvorrichtung. Die Bildtransformationsvorrichtung verwendet eine Transformationstabelle, um ein Bild eines Bereichs hinter dem Fahrzeug, das von einer am Fahrzeugheck montierten Kamera zur Aufnahme des Bereichs hinter dem Fahrzeug aufgenommen wurde, in ein Ausgabebild umzuwandeln. Vom Ausgabebild wird angenommen, dass es durch Aufnahme des rückwärtigen Bereichs von einer virtuellen Kameraposition aus mit einer vorbestimmten Neigung aufgenommen wurde, wobei sich die virtuelle Kameraposition von einer tatsächlichen Kameraposition, an der die Kamera montiert ist, unterscheidet. Das Ausgabebild wird auf einem Monitor angezeigt. Eine Lenkstart-Führungslinie, eine Lenkmaß-Führungsmarkierung, Fahrzeugbreiten-Führungslinien und eine Fahrzeugweg-Führungslinie können dem Ausgabebild überlagert werden.
Die US 7,161,616 B1 beschreibt eine Bildverarbeitungsvorrichtung zum Erzeugen eines synthetischen Bildes, das einen virtuellen Blickpunkt über einem Fahrzeug hat. Das synthetische Bild wird unter Verwendung einer Vielzahl von Bildern erzeugt, die von am Fahrzeug montierten Kameras aufgenommen wurden. In dem synthetischen Bild wird eine bildliche Darstellung oder ein tatsächliches Bild des Fahrzeugs in einer Fahrzeugregion angezeigt, in der sich das Fahrzeug befindet. Der Bereich um das Fahrzeug, der von keiner der Kameras erfasst wird, wird als Bereich eines toten Winkels angezeigt. Die US 2006/0115124 A1 offenbart ein weiteres System zum Überwachen der Umgebung eines Fahrzeugs. Ein Bildsyntheseabschnitt liest Kamerabilder gemäß einem ausgewählten Bildsyntheseparameter aus Bildinhaltsspeichern aus und erzeugt ein zusammengefügtes Bild, das einen Zustand der Fahrzeugumgebung anzeigt. Ein Nachteil dieser Systeme ist, dass sie beträchtliche Ausgaben für Hardware erfordern, da zur Aufnahme der Bilder mehrere Kameras notwendig sind.
Aufgabe der Erfindung ist demnach, ein Kamerasystem für ein Fahrzeug sowie ein Verfahren zum Steuern eines Kamerasystems für ein Fahrzeug zu schaffen, die die oben erwähnten Nachteile der bisher bekannten Systeme und Verfahren vermeiden und die kostengünstig zu implementieren sind. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Rückfahrkamerasystem zu schaffen, das die sich aus der Bildverzerrung von Weitwinkelobjektiven ergebenden Probleme vermindert und das dementsprechend die Fähigkeit des Fahrers verbessert, die Tiefe und den Abstand zu Objekten im Sichtfeld abzuschätzen.
Bei einem Kamerasystem für ein Fahrzeug mit einer am Fahrzeug angebrachten Kameraeinheit zum Einsehen eines Bereichs außerhalb des Fahrzeugs, mit einer Bildverarbeitungseinheit, die Bilddaten von der Kameraeinheit empfängt, und mit einer Anzeigeeinheit zum Anzeigen eines aus den Bilddaten erzeugten Bildschirmbildes, wird die oben genannte Aufgabe dadurch gelöst, dass eine Steuereinheit Fahrzeugbetriebsdaten einschließlich Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten empfängt, dass die Anzeigeeinheit für einen Übergang zwischen einem durch einen ersten Sichtwinkel definierten Bildschirmbild und einem durch einen zweiten Sichtwinkel definierten Bildschirmbild ansteuerbar ist, wobei der erste Sichtwinkel und der zweite Sichtwinkel sich im Wesentlichen in einer vertikalen Ebene erstrecken und der erste Sichtwinkel größer als der zweite Sichtwinkel ist, und dass die Anzeigeeinheit, gleichzeitig mit dem aus den Bilddaten erzeugten Bildschirmbild, auf den Fahrzeugbetriebsdaten beruhende Zusatzinformation anzeigt, wobei die angezeigte Zusatzinformation Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation und/oder Information, die ein Übergangsverhalten der Anzeigeeinheit zwischen dem durch den ersten Sichtwinkel definierten Bildschirmbild und dem durch den zweiten Sichtwinkel definierten Bildschirmbild anzeigt, enthält.
Ein Vorteil des oben definierten Kamerasystems ist, dass es einem Fahrer ermöglicht, das Kamerasystem für eine weitwinkelige, periphere Sicht (erster Sichtwinkel) und zudem für einen verkleinerten Sichtwinkel (zweiter Sichtwinkel) bei niedrigeren Geschwindigkeiten zu benutzen, wodurch ein Überblick bei höheren Geschwindigkeiten verbessert wird und die Tiefenperspektive beim Rangieren oder Einparkmanövern verbessert wird.
In der Erfindung ist vorgesehen, dass die Steuereinheit die Anzeigeeinheit in Abhängigkeit von den Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten so ansteuert, dass die Anzeigeeinheit von dem durch den ersten Sichtwinkel (Weitwinkel) definierten Bildschirmbild zu dem durch den zweiten Sichtwinkel (Steilwinkel) definierten Bildschirmbild übergeht, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit einen gegebenen Schwellenwert unterschreitet. Dieses Merkmal ermöglicht es dem Fahrer beim Fahren mit größeren Geschwindigkeiten weiter nach hinten zu sehen und ermöglicht beim Fahren mit niedrigeren Geschwindigkeiten eine Nahsicht auf den Bereich direkt hinter dem Fahrzeug.
In der Erfindung ist zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass die Steuereinheit die Anzeigeeinheit in Abhängigkeit von den Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten so ansteuert, dass die Anzeigeeinheit von dem durch den zweiten Sichtwinkel (Steilwinkel) definierten Bildschirmbild zu dem durch den ersten Sichtwinkel (Weitwinkel) definierten Bildschirmbild übergeht, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit einen gegebenen Schwellenwert überschreitet. Der Kamerablickwinkel passt sich somit in vorteilhafter Weise automatisch an das Sichtverhalten eines Fahrers an, der mit zunehmender Geschwindigkeit weiter voraus blickt, d.h. weiter nach hinten blickt.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Anzeigeeinheit so ausgebildet ist, dass sie einen weichen Übergang mit einer Übergangsdauer zwischen 0,5 Sekunden und 2 Sekunden, vorzugsweise von etwa 1 Sekunde, zwischen dem durch den ersten Sichtwinkel definierten Bildschirmbild und dem durch den zweiten Sichtwinkel definierten Bildschirmbild ausführt. Ein weicher, d.h. stetiger Übergang ermöglicht es dem Fahrer der Kamerabewegung zu folgen und verhindert, dass der Fahrer die Orientierung verliert.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kameraeinheit eine Rückfahrkameraeinheit mit einem Weitwinkelobjektiv zum Einsehen eines Bereichs hinter dem Fahrzeug ist, und dass die Bildverarbeitungseinheit in der Lage ist die Bilddaten zur Verringerung einer Bildverzerrung zu bearbeiten.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Steuereinheit die Anzeigeeinheit in Abhängigkeit von den Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten und Lenkwinkeldaten ansteuert. Die Kameraeinheit kann beispielsweise als eine nach links und rechts steuerbare Rückfahrkamera ausgebildet sein, die den Kamerablickwinkel gemäß der Lenkinformation schwenkt, um die Perspektive basierend auf der Fahrzeugrichtung zu verbessern.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Anzeigeeinheit zum Anzeigen der Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation einen Schieberbalken anzeigt.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Anzeigeeinheit selektiv eine erste Kennzeichnung oder eine zweite Kennzeichnung anzeigt, um anzuzeigen wann die Anzeigeeinheit zwischen dem durch den ersten Sichtwinkel (Weitwinkelsicht für einen großen Zielsichtwinkel a) definierten Bildschirmbild und dem durch den zweiten Sichtwinkel (Steilwinkelsicht für einen kleineren Zielsichtwinkel a) definierten Bildschirmbild übergeht. Die erste und zweite Kennzeichnung sind beispielsweise eine beschreibende Kennzeichnung oder ein Piktogramm.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Anzeigeeinheit gleichzeitig mit dem aus den Bilddaten erzeugten Bildschirmbild ein Lenkwinkeloverlay mit Bahnkurvenlinien anzeigt, um Lenkwinkelinformation darzustellen.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Lenkwinkeloverlay, zusätzlich zu den Bahnkurvenlinien, Querlinien aufweist, um Abstandsinformation darzustellen, wobei die Bahnkurvenlinien und die Querlinien bei geradeausfahrendem Fahrzeug sich im Wesentlichen in einem Winkel von 90° schneiden.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kameraeinheit in Bezug auf das Fahrzeug feststehend (d.h. die Kamera weist keine mechanische Schwenkvorrichtung auf) montiert ist, und dass die Bildverarbeitungseinheit die von der Kameraeinheit gelieferten Bilddaten verarbeitet, um selektiv ein durch den ersten Sichtwinkel definiertes Bildschirmbild oder ein durch den zweiten Sichtwinkel definiertes Bildschirmbild zu erzeugen.
Ein Vorteil des oben beschriebenen Kamerasystems ist, dass es die Verwendung von Bildverzerrungstechniken bei einer Rückfahrkamera berücksichtigt, um dem Fahrer eine bessere Perspektive bei bestimmten Fahrsituationen zu ermöglichen. Das Kamerasystem ist in der Lage, in Echtzeit den Sichtwinkel und die Perspektive basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit, Lenkungsinformation, externen Sensoren oder anderer Information zu ändern. Dies erlaubt es dem Fahrer, das Kamerasystem für eine weite periphere Sicht in einigen Situationen zu benutzen, und gleichzeitig in anderen Situationen die Kamera zur Erhöhung der Tiefenperspektive anzupassen.
Bei einem Verfahren zum Steuern eines Kamerasystems mit einer am Fahrzeug angebrachten, auf einen Bereich außerhalb des Fahrzeugs gerichteten Kameraeinheit zum Erfassen von Bilddaten, wobei eine Anzeigeeinheit ein aus den von der Kameraeinheit gelieferten Bilddaten erzeugtes Bildschirmbild anzeigt, wird die oben genannte Aufgabe dadurch erfüllt, dass die Anzeigeeinheit selektiv ein durch einen ersten Sichtwinkel definiertes Bildschirmbild oder ein durch einen zweiten Sichtwinkel definiertes Bildschirmbild liefert, wobei der erste Sichtwinkel und der zweite Sichtwinkel sich im Wesentlichen in einer vertikalen Ebene erstrecken und der erste Sichtwinkel größer als der zweite Sichtwinkel ist, und dass gleichzeitig mit dem aus den Bilddaten erzeugten Bildschirmbild, Zusatzinformation angezeigt wird, wobei die angezeigte Zusatzinformation Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation und/oder Information enthält, die ein Übergangsverhalten der Anzeigeeinheit zwischen dem durch den ersten Sichtwinkel definierten Bildschirmbild und dem durch den zweiten Sichtwinkel definierten Bildschirmbild anzeigt.
In der Erfindung ist zusätzlich vorgesehen, dass ein Übergang von einem durch den ersten Sichtwinkel definierten Bildschirmbild zu einem durch den zweiten Sichtwinkel definierten Bildschirmbild stattfindet, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit unter einen gegebenen Schwellenwert abfällt.
In der Erfindung ist zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass ein Übergang von einem durch den zweiten Sichtwinkel definierten Bildschirmbild zu einem durch den ersten Sichtwinkel definierten Bildschirmbild stattfindet, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit einen gegebenen Schwellenwert überschreitet.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass ein weicher Übergang zwischen einem durch den ersten Sichtwinkel definierten Bildschirmbild und einem durch den zweiten Sichtwinkel definierten Bildschirmbild stattfindet mit einer Übergangsdauer zwischen 0,5 und 2 Sekunden.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kameraeinheit eine Rückfahrkameraeinheit mit einem Weitwinkelobjektiv zum Einsehen eines Bereichs hinter dem Fahrzeug ist, und dass eine Bildverzerrung zumindest des durch den zweiten Sichtwinkel definierten Bildschirmbildes durch eine Bearbeitung der von der Kameraeinheit gelieferten Bilddaten verringert wird.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Anzeigeeinheit in Abhängigkeit von den Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten und Lenkwinkeldaten gesteuert wird.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation mit Hilfe eines Schieberbalkens angezeigt wird, und dass selektiv eine erste Kennzeichnung oder eine zweite Kennzeichnung angezeigt wird, um anzuzeigen, wann, d.h. beim welcher Geschwindigkeit, die Anzeigeeinheit zwischen dem durch den ersten Sichtwinkel definierten Bildschirmbild und dem durch den zweiten Sichtwinkel definierten Bildschirmbild übergeht.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass gleichzeitig mit dem aus den Bilddaten erzeugten Bildschirmbild ein Lenkwinkeloverlay mit Bahnkurvenlinien angezeigt wird, um Lenkwinkelinformation darzustellen.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Lenkwinkeloverlay, zusätzlich zu den Bahnkurvenlinien, Querlinien aufweist, um Abstandsinformation darzustellen, wobei die Bahnkurvenlinien und die Querlinien bei geradeausfahrendem Fahrzeug sich im Wesentlichen in einem Winkel von 90° schneiden.
Die Erfindung benutzt ein Kamerasystem, um dem Fahrer das Signal der nach hinten gerichteten Videokamera anzuzeigen. Das Kamerasystem verwendet ein Overlay (Überlagerung), das das Verhalten der Kamera und das Fahrzeugverhalten beschreibt und dem Fahrer relative Lenkwinkelinformation für verschiedene Kamerawinkel liefert.
Der Sichtwinkel oder Blickpunkt der Kamera ist von Fahrzeugbetriebsdaten (Fahrzeugstatusinformation) abhängig. Ein Schieberbalken-Overlay, das dem Bildschirmbild überlagert ist, ermöglicht es dem Fahrer, den Sichtwinkel intuitiv zu steuern, das Bewusstsein des Fahrers bezüglich der aktuellen Situation zu steigern und ermöglicht es dem Fahrer den Zustand der Kamera und die Objekte im Blickfeld, die die Aufmerksamkeit des Fahrers erfordern, schneller zu erkennen.
Vorteile des oben definierten dynamischen Rückfahrkamerasystems sind ihre Vielseitigkeit hinsichtlich der Anzeigeoptionen für eine einzelne, starr (unbeweglich) montierte Kamera, die verbesserte Anpassungsfähigkeit in Bezug auf die Kameramontagemöglichkeiten durch eine Softwareänderung des Sichtwinkels, digitale Signalverarbeitung mit dem Bordsystem, um schnelle Produktänderungen und Erweiterungen zu ermöglichen, und eine verbesserte Anzeige von Geschwindigkeitsinformationen und Kameraübergängen für den Fahrer. Diese Vorteile werden durch eine dynamische Änderung einer Videoausgabe mit Hilfe einer digitalen Signalverarbeitung, durch die spezifische Steuerung des Kamerasichtwinkels und durch eine Reduktion der Verzerrung erreicht, wobei ein Overlaysystem angewandt wird, das dem Fahrer Kamerazustandsübergänge in einer klaren und prägnanten Art darstellt.
Der Aufbau und die Funktion des Gegenstandes der Erfindung sowie weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einzelner Ausführungsformen in Kombination mit den Zeichnungen.

1 zeigt schematisch eine Seitenansicht eines Fahrzeugs zur Veranschaulichung eines Zielsichtwinkels für eine Weitwinkelsicht eines Rückfahrkamerasystems gemäß der Erfindung;
2 zeigt schematisch eine Seitenansicht eines Fahrzeugs zur Veranschaulichung eines Zielsichtwinkels für eine Nahfeldsicht des Rückfahrkamerasystems gemäß der Erfindung;
3 und 4 zeigen jeweils schematisch eine Videobildschirmanzeige eines Rückfahrkamerasystems gemäß der Erfindung zur Veranschaulichung einer Weitwinkelsicht;
5 und 6 zeigen jeweils schematisch eine Videobildschirmanzeige eines Rückfahrkamerasystems gemäß der Erfindung zur Veranschaulichung einer Steilwinkelsicht; und
7 ist ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung von Komponenten eines mit einem Kamerasystem gemäß der Erfindung ausgerüsteten Fahrzeugs.

In Detail zeigt 1 eine Seitenansicht eines Fahrzeugs 10 zur Veranschaulichung eines Zielsichtwinkels α für eine Weitwinkelsicht eines Rückfahrkamerasystems gemäß der Erfindung. Der Zielsichtwinkel α erstreckt sich in einer vertikalen Ebene. Ein Hindernis 14 befindet sich hinter dem Fahrzeug 10 innerhalb des Zielsichtwinkels α. Das Fahrzeug 10 hat eine an der Rückseite des Fahrzeugs 10 montierte Rückfahrkameraeinheit 12. Die Rückfahrkameraeinheit 12 hat ein Weitwinkelobjektiv 44, um ein Blickfeld von etwa 180° zu schaffen.
Das Rückfahrkamerasystem arbeitet als ein dynamisches Rückfahrkamerasystem, wie weiter unten beschrieben wird. Eine beispielhafte Ausführungsform der Rückfahrkameraeinheit 12 verwendet einen Bildsensor mit 1,3 Megapixeln und ein Weitwinkelobjektiv mit einem Sichtfeld von 188°. Ein derartiger Bildsensor mit einem Weitwinkelobjektiv ist zum Beispiel Teil eines Kameramoduls, das einen eingebauten digitalen Signalprozessor aufweist, der in der Lage ist, spezifische Ansichten, Verzerrungen und Einstellungen zu liefern.
Für eine Weitwinkelsicht kann das Rückfahrkamerasystem das volle Sichtfeld der Rückfahrkameraeinheit 12 von beispielsweise 188° benutzen. Die Rückfahrkameraeinheit 12 ist vorzugsweise in einem Winkel von etwa 45°aus der Horizontalen nach unten gerichtet. Die Ausgabe der Rückfahrkameraeinheit 12 wird vorteilhafterweise so gedehnt, dass der Anteil des Fahrzeugs 10, der im Bildfeld erscheint, reduziert wird. 3 und 4 zeigen Weitwinkelsichten mit der Rückfahrkameraeinheit 12.
2 ist eine schematische Seitenansicht des Fahrzeugs 10 zur Veranschaulichung eines Zielsichtwinkels α für eine Nahfeldsicht des Rückfahrkamerasystems gemäß der Erfindung. In 2 ist das Fahrzeug 10 rückwärts bis an das Hindernis 14 gefahren, sodass sich das Hindernis 14 nahe am hinteren Stoßfänger des Fahrzeugs 10 befindet. Das Hindernis 14 ist innerhalb des Zielsichtwinkels a, wobei der Zielsichtwinkel α für die in 2 dargestellte Nahfeldsicht 2 kleiner als der Zielsichtwinkel α für die in 1 dargestellte Weitwinkelsicht ist.
Der Zielsichtwinkel α für die Weitwinkelsicht ist ein primärer Sichtwinkel, der eine Weitwinkelsicht auf den Bereich hinter dem Fahrzeug 10 liefert. Eine derartige Weitwinkelsicht wird üblicherweise von herkömmlichen Rückfahrkameras geliefert, um so viel wie möglich vom Bereich hinter dem Fahrzeug zu zeigen. Die Weitwinkelsicht führt zu einer Bildverzerrung, die es schwierig macht, die Entfernung zwischen dem Fahrzeug 10 und dem Hindernis 14, das sich hinter dem Fahrzeug 10 befindet, abzuschätzen. Zusätzlich zum primären Sichtwinkel (erster Sichtwinkel) ist ein sekundärer Sichtwinkel (zweiter Sichtwinkel) vorgesehen zur Fokussierung auf Objekte direkt hinter dem Fahrzeug 10, wie beispielsweise das in 2 gezeigte Hindernis 14, und zur Verbesserung der Perspektive bei der Sicht auf nahe Objekte. Der sekundäre Sichtwinkel wird dadurch erzeugt, dass der Drehwinkel der Kamera auf etwa 70° aus der Waagrechten eingestellt wird und eine Bildverzerrung bzw. Bildentzerrung eingeführt wird, um die „Fischaugenverzerrung“ zu beseitigen, die sich mit dem Weitwinkelobjektiv ergibt, das die Kamera verwendet. Der sekundäre Sichtwinkel wird beispielsweise optimiert, um auf Objekte zu fokussieren, die weniger als etwa 3 Metern vom Fahrzeug 10 entfernt sind.
Das Kamerasystem kann auf die folgende Art und Weise gesteuert werden. Gemäß einer Ausführungsform des Rückfahrkamerasystems wird der Übergang oder das Umschalten zwischen dem primären Sichtwinkel und dem sekundären Sichtwinkel so gesteuert, dass das Rückfahrkamerasystem auf eine Weitwinkelsicht umschaltet, wenn die Fahrgeschwindigkeit größer als 2 Stundenkilometer (km/h) ist, wie dies in 3 und 4 gezeigt ist. Beim Fahren mit einer Geschwindigkeit von weniger als 1 km/h, schaltet das Kamerasystem auf die Nahfeldsicht (Steilwinkelsicht, Blickwinkel von oben) um, wie dies in 5 und 6 gezeigt ist. Beim Umschalten zwischen den Winkeln verwendet das Kamerasystem vorzugsweise ein Steuerverfahren, das einen weichen Übergang zwischen den zwei Ansichten ermöglicht. Die Anstiegszeit und die Absenkzeit der Kamera ist ein linearer Übergang zwischen den zwei Winkeln mit einer Dauer von etwa einer Sekunde.
Gemäß einem alternativen Verfahren zum Übergehen von einem Sichtwinkel auf einen anderen Sichtwinkel, wird der Übergang linear auf der Grundlage der Geschwindigkeit so vorgenommen, dass die Kamera bei einer Geschwindigkeit von 0 km/h nach unten blickt und die Kamera bei 3 km/h eine volle Weitwinkelsicht liefert. Im Gegensatz zum Verfahren für einen Übergang bei festen Geschwindigkeiten, steuert das Verfahren für einen Übergang, der linear mit der Geschwindigkeit abläuft, die Kamera so, dass bei dazwischenliegenden Geschwindigkeiten, die Kamera eine Ansicht zeigt, die einem entsprechenden Prozentsatz zwischen dem weiten Winkel und dem nach unten gerichteten Winkel entspricht. Die Stetigkeit bzw. Gleichmäßigkeit der Videoausgabe bei der Verwendung des geschwindigkeitslinearen Steuerverfahrens ist abhängig von der Stetigkeit der Beschleunigung und Verzögerung des Fahrers bei niedrigen Geschwindigkeiten. Die Geschwindigkeiten und Übergangszeiten, die für jeden Modus gewählt werden, können nach Belieben ausgewählt werden. Allerdings haben sich die oben beschriebenen beispielhaften Geschwindigkeiten und Übergangszeiten bei normalen Fahrbedingungen als brauchbar erwiesen.
3 zeigt schematisch eine Videoanzeige 16 des Rückfahrkamerasystems gemäß der Erfindung, wobei eine Weitwinkelsicht der Kameraeinheit 12 gezeigt wird. In dem beispielhaft gezeigten Fall ist die Kameraeinheit 12 oberhalb des Nummernschilds 18 auf der Heckklappe des Fahrzeugs 10 angebracht. Das Nummernschild 18 ist im unteren Teil der Anzeige 16 gezeigt. Das Nummernschild 18 wird von einem Nummernschildrahmen 20 umrandet. Die Außenkante des hinteren Stoßfängers 22 des Fahrzeugs 10 ist in der Anzeige 16 als eine gekrümmte Linie sichtbar. Bodenmarkierungen 24 in der Form von weißen Linien markieren die Grenzen eines Parkplatzes bzw. Parkstandes 26. Aufgrund der Weitwinkelsicht der Kameraeinheit 12 ist das Bildschirmbild der Anzeige 16 verzerrt. Als Folge der Verzerrung sind die die Umrisse des Nummernschilds 18, des hinteren Stoßfängers 22 und der Bodenmarkierungen 24 gekrümmte Linien. Die Anzeige 16 zeigt weiterhin ein Lenkwinkeloverlay 28, das mit gestrichelten Linien angezeigt wird.
Das Lenkwinkeloverlay 28 liefert Lenkwinkelinformation, indem es die Bahnkurve des Fahrzeugs auf der Anzeige 16 unter der Annahme eines festen Lenkwinkels anzeigt. Mit anderen Worten, wenn der Fahrer das Lenkrad bei diesem Lenkwinkel festhalten würde, dann würde das Fahrzeug 10 entlang der Bahnkurvenlinien 30 zurücksetzen. Das Lenkwinkeloverlay 28 ändert sich dynamisch mit dem Lenkwinkel des Lenkrads. Selbst bei stillstehendem Fahrzeug würde sich also das Lenkwinkeloverlay 28 ändern, wenn der Fahrer das Lenkrad einschlägt. Die Querlinien 32 des Lenkwinkeloverlays 28 helfen dem Fahrer beim Abschätzen von Abständen.
Im unteren Bereich der Anzeige 16 gibt es einen Schieberbalken 34 zum Anzeigen der Fahrzeuggeschwindigkeit. Der Schieberbalken 34 weist Markierungen 36 entlang des Schieberbalkens 34 auf. In der in 3 bis 6 gezeigten beispielhaften Ausführungsform ist der Schieberbalken 34 so ausgebildet, dass er Geschwindigkeiten zwischen 0 km/h und 4 km/h anzeigt. Der Geschwindigkeitsanzeigeschieber 38 bewegt sich entlang des Schieberbalkens 34, um die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit anzuzeigen. In der in 3 gezeigten Anzeige 16 beträgt die angezeigte Fahrzeuggeschwindigkeit etwa 3,2 km/h. In der linken unteren Ecke der in 3 gezeigten Anzeige 16 ist eine rechteckige Kennzeichnung 40, die einen Teil des Schieberbalkens 34 verdeckt. Die Kennzeichnung 40 zeigt an, dass die Kamera bei niedrigen Geschwindigkeiten auf eine Steilwinkelsicht (Blickwinkel von oben) umschaltet. Die Beschriftung „Steilwinkel“ des Kennzeichens 40 deutet darauf hin, dass der Kamerablickwinkel von einer Weitwinkelsicht auf einen steil von oben nach unten gerichteten Blickwinkel übergeht. Mit anderen Worten, wenn der Geschwindigkeitsanzeigeschieber 38 auf dem Schieberbalken 34 in 3 und 4 sich so weit nach links bewegt, dass er die Kennzeichnung 40 (Steilwinkel) berührt, dann schaltet die Kamera auf die Steilwinkelsicht um. Umgekehrt, wenn sich der Geschwindigkeitsanzeigeschieber 38 in 5 und 6 entlang des Schieberbalkens 34 so weit nach rechts (höhere Geschwindigkeiten) bewegt, dass der Geschwindigkeitsanzeigeschieber 38 die Kennzeichnung 42 (Weitwinkel) berührt, dann schaltet die Kamera auf eine Weitwinkelsicht um.
4 zeigt schematisch eine Videoanzeige 16 zur Veranschaulichung einer Weitwinkelsicht der Kameraeinheit 12 nachdem das Fahrzeug 10, im Vergleich zu 3, weiter in Richtung zum Parkplatz 26 zurückgefahren ist. Das in 4 gezeigte Lenkwinkeloverlay 28 zeigt, dass das Lenkrad eingeschlagen ist. Das Lenkwinkeloverlay 28 zeigt die Bahnkurve des Fahrzeugs an, wenn der aktuelle Lenkwinkel unverändert bleiben würde. Mit anderen Worten, wenn der Fahrer den aktuellen Lenkwinkel des Lenkrads beibehalten würde, dann würde das Fahrzeug 10 entlang der Bahnkurvenlinien 30 zurücksetzen. Das in 4 gezeigte Lenkwinkeloverlay 28 zeigt dem Fahrer an, dass er das Lenkrad in die Gegenrichtung drehen muss, um richtig in den Parkplatz 26 zurückzusetzen. Im Vergleich zu 3 ist der Geschwindigkeitsanzeigeschieber 38 in 4 nach links (niedrigere Geschwindigkeiten) verschoben, womit angezeigt wird, dass das Fahrzeug 10 langsamer geworden ist. Der Geschwindigkeitsanzeigeschieber 38 in 4 befindet sich direkt rechts neben der Kennzeichnung 40. Dies bedeutet dass, wenn das Fahrzeug noch langsamer fährt, das Kamerasystem dann auf eine Steilwinkelsicht umschaltet.
5 zeigt schematisch eine Videoanzeige 16 des Rückfahrkamerasystems, das eine nach unten gerichtete Steilwinkelsicht (Nahfeldsicht) der Kameraeinheit 12 illustriert. In 5 ist der Geschwindigkeitsanzeigeschieber 38 nahe am linken Ende des Schieberbalkens 34, womit angezeigt wird, dass sich das Fahrzeug 10 mit einer Geschwindigkeit von kleiner als 0,5 km/h bewegt. Die Kennzeichnung 42 auf der rechten Seite des Schieberbalkens 34 zeigt den Geschwindigkeitsbereich an, in dem das Rückfahrkamerasystem auf die Weitwinkelsicht umschaltet. Wie aus 5 und 6 ersichtlich ist, ist das Bild in der Steilwinkelsicht weniger verzerrt als das Bild mit der Weitwinkelsicht. Infolgedessen ist es für den Fahrer einfacher eine Tiefe des Bildes und eine Entfernung zwischen dem Fahrzeug und einem Hindernis abzuschätzen. Es ist deshalb leichter für den Fahrer Parkmanöver bei niedrigen Geschwindigkeiten durchzuführen, wie beispielsweise das Fahrzeug in den Parkplatz 26 zurückzusetzen und das Fahrzeug 10 innerhalb der Bodenmarkierungen 24 zu halten, die den Parkplatz 26 begrenzen. Weiterhin liefert die Steilwinkelsicht (Nahfeldsicht) einen Zielsichtwinkel a, der es dem Fahrer ermöglicht den Bereich direkt hinter dem Fahrzeug 10 zu sehen, wie dies in 2 gezeigt ist. Die Steilwinkelsicht verbessert daher das visuelle Erkennen von Hindernissen direkt hinter dem Fahrzeug 10.
6 zeigt schematisch eine weitere Bildschirmanzeige 16 des Rückfahrkamerasystems, wobei eine Steilwinkelsicht der Kameraeinheit 12 gezeigt ist. In 6 zeigt das Lenkwinkeloverlay 28 an, dass der Lenkwinkel im Wesentlichen null ist, sodass das Fahrzeug 10 geradeaus fährt, um in den Parkplatz 26 zurückzusetzen. Die Querlinien 32 des Lenkwinkeloverlays 28 helfen dem Fahrer, das Fahrzeug direkt vor der Bodenmarkierung 24 anzuhalten, die das Ende des Parkplatzes 26 anzeigt. Die Querlinie 32 des Lenkwinkeloverlays 28, die dem Fahrzeug 10 am nächsten ist, wird vorzugsweise in einer Farbe angezeigt, die sich von der Farbe der anderen Linien der Lenkwinkeloverlays 28 unterscheidet, um anzuzeigen, dass der Fahrer das Fahrzeug 10 anhalten muss, wenn diese Querlinie 32 mit der Bodenmarkierung 24 zusammentrifft, die das Ende des Parkplatzes 26 anzeigt.
Wie oben beschrieben, unterstützt die Videoanzeige 16 mehrere Sichtwinkel (Weitwinkelsicht, Steilwinkelsicht) mit jeweils einem Lenkwinkeloverlay 28. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung benutzt das Rückfahrkamerasystem Fahrzeugstatusinformationen des CAN (Controller Area Network) Netzwerks und Kamerasteuerinformationen bei der Anwendung des Overlays, wobei das Overlay Lenkinformation in der Form eines Lenkwinkeloverlays enthält, Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation in der Form eines Schieberbalkens enthält und Information darüber enthält, wann die Kamera den Sichtwinkel umschaltet. Wie aus 3 bis 6 ersichtlich ist, wird die Lenkwinkelinformation mit Hilfe einer Projektion dargestellt, um die Bahnkurve des Fahrzeugs auf der Videoanzeige anzuzeigen, wobei ein fester Lenkwinkel angenommen wird. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung stellt das Rückfahrkamerasystem eine zusätzliche Funktionalität für das dynamische Kamerasystem zur Verfügung, indem die projizierte Overlaygeometrie an unterschiedliche Kamerawinkel und Verzerrungen angepasst ist.
Die Bedeutung der Darstellung der Fahrzeuggeschwindigkeit und die Bedeutung des Umschaltens bzw. des Übergangs zwischen Kameraansichten, die dem Fahrer angezeigt werden, wird im Folgenden genauer erklärt. Um den Fahrer über den aktuellen Zustand der Kamera zu informieren und um dem Fahrer Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation anzuzeigen, wird ein Schieberbalken 34 am unteren Ende der Anzeige 16 dargestellt. Dieser Bereich am unteren Ende der Anzeige 16 ist von Vorteil, da er nur das Nummernschild 18 auf der Heckklappe des Fahrzeugs 10 im Videobild (Bildschirmbild) verdeckt und nicht Objekte, die sich möglicherweise im Blickfeld der Kamera befinden. Beim Fahren folgt der Geschwindigkeitsanzeigeschieber 38 der Fahrzeuggeschwindigkeit. Die Höhe der Fahrzeuggeschwindigkeit wird mit Skalenmarkierungen 36 jeweils im Abstand von 0,5 km/h angezeigt. Die Fahrzeuggeschwindigkeiten, die einen Übergang der Kamera verursachen, werden grafisch angezeigt, wie beispielsweise durch die beschreibenden Kennzeichnungen 40, 42 an der jeweils entsprechenden Geschwindigkeit. Wenn das Fahrzeug diese Geschwindigkeitsgrenzen überschreitet oder unterschreitet, dann wechselt die Kamera ihren Sichtwinkel und das Overlay wechselt zur entsprechenden Geometrie zur Unterstützung der Lenkinformation.
Die Darstellung der Kameraübergangsinformation (Sichtwinkelumschaltverhalten) auf der Rückfahrvideoeinspeisung ist ein wichtiges Merkmal für den Betrieb des Rückfahrkamerasystems gemäß der Erfindung. Durch das Anzeigen der Zustandsübergänge der Kamera wird dem Fahrer ein besseres Gefühl der Kontrolle ermöglicht und die Handhabung des Systems wird einfacher gemacht. Ohne diese Information, d.h. ohne den aktuellen Zustand der Kamera zu kennen und ohne zu wissen welche Vorgänge die Kamera zum Umschalten bringen, könnte die Kamera verwirrend sein. Die Kameraübergänge können abwechselnd von Sensordaten, extremen Lenkwinkeln, Benutzereingaben oder einer Kombination dieser Eingaben verursacht werden. Diese Kombination von Eingaben kann dazu verwendet werden, Warnsymbole oder abwechselnde bzw. alternative grafische Darstellungen auf der Videoeinspeisung anzuzeigen, um auf Kameraübergänge hinzuweisen.
Anwendungen für das oben beschriebene Kamerasystem für eine dynamische Rückblickschnittstelle umfassen Parkassistenz- und Fußgänger/ Hindernisvermeidungsysteme, Rückspiegelassistenzsysteme, Videoausgabe im Auto für Fahrzeuginsassen auf den Vordersitzen und auf den Rücksitzen für Unterhaltungszwecke oder Sicherheitszwecke, nach vorne oder hinten gerichtete, mit Ultraschall- oder Abstandssensorsignalen gesteuerte Kameras zum Bereitstellen einer von oben nach unten gerichteten Ansicht, einer vergrößerten oder abgeänderten Ansicht, wenn Hindernisse detektiert werden.
Die Verwendung des Kamerasystems gemäß der Erfindung kann erweitert werden, sodass es einen Festplattenspeicher oder einen digitalen Mediendatenspeicher zum Speichern einer Videoausgabe umfasst, um eine Videoausgabe auf einen Personalcomputer herunterzuladen oder die Videoausgabe online weiterzugeben. Der Kameraeinheit kann weiterhin als eine nach links und rechts steuerbare Rückfahrkamera ausgebildet sein, die den Kamerasichtwinkel mit der Lenkinformation drehen kann, um die Perspektive auf Grundlage der Fahrzeugrichtung zu verbessern. Außerdem könnte eine Umwandlung in eine von oben nach unten gerichtete Ansicht zur Darstelllung einer Vogelperspektive ausgeführt werden. Das Kamerasystem kann außerdem für Sicherheitsanwendungen modifiziert werden, wie beispielsweise eine Unterstützung beim Spurwechsel/Spurhalten, Überwachung eines toten Winkels oder Spurführungssteuerung.
7 ist ein Blockdiagramm, das Bauelemente eines mit einem Kamerasystem gemäß der Erfindung ausgerüsteten Fahrzeugs 10 erläutert. Das Fahrzeug 10 wird nur schematisch mit einer gestrichelten Linie angedeutet. Eine Kameraeinheit 12 umfasst ein Weitwinkelobjektiv 44 und einen Bildsensor 46. Der Bildsensor 46 kann in herkömmlicher Weise beispielsweise als CCD (ladungsgekoppeltes Bauelement) Bildsensor oder als CMOS (komplementärer Metalloxid-Halbleiter) Bildsensor ausgebildet sein. Der Bildsensor 46 wandelt das vom Weitwinkelobjektiv 44 erfasste Bild in elektrische Signale um, die der Bildverarbeitungseinheit 48 zugeführt werden. Die Kameraeinheit 12 ist so eingestellt, dass das Weitwinkelobjektiv 44 ein Blickfeld von etwa 180° erfassen kann. Die Bildverarbeitung reduziert beispielsweise die vom Weitwinkelobjektiv 44 verursachte Bildverzerrung. Eine Bildverzerrungs- bzw. Videoverzerrungsverarbeitung in Echtzeit kann mit Hilfe einer FPGA (frei programmierbares Verknüpfungsfeld) oder einer DSP (digitaler Signalprozessor) Technik erreicht werden.
Eine Anzeigeeinheit 50 zeigt das Bildschirmbild, das mit den von der Kameraeinheit 12 gelieferten Bilddaten erzeugt wird. Fahrzeugsensoren 54 liefern Fahrzeugbetriebsdaten, wie beispielsweise eine Fahrzeuggeschwindigkeit, einen Lenkwinkel und einen eingelegten Gang. Die Fahrzeugbetriebsdaten werden der Steuereinheit 52 zugeführt, die die Fahrzeugbetriebsdaten verwendet, um die Anzeigeeinheit 50 zu steuern. Wie oben beschrieben, wird die Anzeigeeinheit 50 so gesteuert, dass sie zwischen einer Weitwinkelsicht bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten und einer Steilwinkelsicht bzw. einer Nahfeldsicht bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten umschaltet. Die Steuereinheit 52 steuert die Anzeigeeinheit 50 außerdem so, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit und das Übergangsverhalten bzw. Umschaltverhalten der Anzeigeeinheit 50 auf der Videoanzeige 16 angezeigt wird.
Bezugszeichenliste

α: Zielsichtwinkel
10: Fahrzeug
12: Kameraeinheit
14: Hindernis
16: Videoanzeige
18: Nummernschild
20: Nummernschildrahmen
22: hinterer Stoßfänger
24: Bodenmarkierung
26: Parkplatz
28: Lenkwinkeloverlay
30: Bahnkurvenlinien
32: Querlinie des Lenkwinkeloverlays
34: Schieberbalken
36: Skalenmarkierungen auf dem Schieberbalken
38: Geschwindigkeitsanzeigeschieber
40: Kennzeichnung
42: Kennzeichnung
44: Weitwinkelobjektiv
46: Bildsensor
48: Bildverarbeitungseinheit
50: Anzeigeeinheit
52: Steuereinheit
54: Fahrzeugsensoren

Claims

Kamerasystem für ein Fahrzeug (10) mit einer am Fahrzeug (10) angebrachten Kameraeinheit (12) zum Einsehen eines Bereichs außerhalb des Fahrzeugs (10), mit einer Bildverarbeitungseinheit (48), die Bilddaten von der Kameraeinheit (12) empfängt, und mit einer Anzeigeeinheit (50) zum Anzeigen eines aus den Bilddaten erzeugten Bildschirmbildes, die für einen Übergang zwischen einem durch einen ersten Sichtwinkel (a) definierten Bildschirmbild und einem durch einen zweiten Sichtwinkel (a) definierten Bildschirmbild ansteuerbar ist, wobei der erste Sichtwinkel (a) und der zweite Sichtwinkel (a) sich in einer vertikalen Ebene erstrecken und der erste Sichtwinkel (a) größer als der zweite Sichtwinkel (a) ist, dadurch gekennzeichnet, dass - eine Steuereinheit (52) Fahrzeugbetriebsdaten einschließlich Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten empfängt, und dass die Anzeigeeinheit (50), gleichzeitig mit dem aus den Bilddaten erzeugten Bildschirmbild, auf den Fahrzeugbetriebsdaten beruhende Zusatzinformation anzeigt, wobei die angezeigte Zusatzinformation Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation und/oder Information, die ein Übergangsverhalten der Anzeigeeinheit (50) zwischen dem durch den ersten Sichtwinkel (a) definierten Bildschirmbild und dem durch den zweiten Sichtwinkel (a) definierten Bildschirmbild anzeigt, enthält, - wobei die Steuereinheit (52) die Anzeigeeinheit (50) in Abhängigkeit von den Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten so ansteuert, dass die Anzeigeeinheit (50) von dem durch den ersten Sichtwinkel (a) definierten Bildschirmbild zu dem durch den zweiten Sichtwinkel (a) definierten Bildschirmbild übergeht, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit einen gegebenen Schwellenwert unterschreitet, und/oder dass die Steuereinheit (52) die Anzeigeeinheit (50) in Abhängigkeit von den Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten so ansteuert, dass die Anzeigeeinheit (50) von dem durch den zweiten Sichtwinkel (a) definierten Bildschirmbild zu dem durch den ersten Sichtwinkel (a) definierten Bildschirmbild übergeht, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit einen gegebenen Schwellenwert überschreitet.
Kamerasystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinheit (50) so ausgebildet ist, dass sie einen weichen Übergang mit einer Übergangsdauer zwischen 0,5 Sekunden und 2 Sekunden zwischen dem durch den ersten Sichtwinkel (a) definierten Bildschirmbild und dem durch den zweiten Sichtwinkel (a) definierten Bildschirmbild ausführt.
Kamerasystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kameraeinheit (12) eine Rückfahrkameraeinheit mit einem Weitwinkelobjektiv (44) zum Einsehen eines Bereichs hinter dem Fahrzeug (10) ist, und dass die Bildverarbeitungseinheit (48) in der Lage ist, die Bilddaten zur Verringerung einer Bildverzerrung zu bearbeiten.
Kamerasystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit die Anzeigeeinheit (50) in Abhängigkeit von den Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten und Lenkwinkeldaten ansteuert.
Kamerasystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinheit (50) zum Anzeigen der Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation einen Schieberbalken (34) anzeigt.
Kamerasystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinheit (50) selektiv eine erste Kennzeichnung oder eine zweite Kennzeichnung anzeigt, um anzuzeigen, wann die Anzeigeeinheit (50) zwischen dem durch den ersten Sichtwinkel (a) definierten Bildschirmbild und dem durch den zweiten Sichtwinkel (a) definierten Bildschirmbild übergeht.
Kamerasystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinheit (50) gleichzeitig mit dem aus den Bilddaten erzeugten Bildschirmbild ein Lenkwinkeloverlay (28) mit Bahnkurvenlinien (30) anzeigt.
Kamerasystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenkwinkeloverlay (28), zusätzlich zu den Bahnkurvenlinien (30), Querlinien (32) aufweist, um Abstandsinformation darzustellen, wobei die Bahnkurvenlinien (30) und die Querlinien (32) bei geradeausfahrendem Fahrzeug (10) sich im Wesentlichen in einem Winkel von 90° schneiden.
Kamerasystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kameraeinheit (12) in Bezug auf das Fahrzeug (10) feststehend montiert ist, und dass die Bildverarbeitungseinheit (48) die von der Kameraeinheit (12) gelieferten Bilddaten verarbeitet, um selektiv ein durch den ersten Sichtwinkel (a) definiertes Bildschirmbild oder ein durch den zweiten Sichtwinkel (a) definiertes Bildschirmbild zu erzeugen.
Verfahren zum Steuern eines Kamerasystems mit einer an einem Fahrzeug (10) angebrachten, auf einen Bereich außerhalb des Fahrzeugs (10) gerichteten Kameraeinheit (12) zum Erfassen von Bilddaten, wobei eine Anzeigeeinheit (50) ein aus den von der Kameraeinheit (12) gelieferten Bilddaten erzeugtes Bildschirmbild anzeigt, und die Anzeigeeinheit (50) selektiv ein durch einen ersten Sichtwinkel (a) definiertes Bildschirmbild oder ein durch einen zweiten Sichtwinkel (a) definiertes Bildschirmbild liefert, wobei der erste Sichtwinkel (a) und der zweite Sichtwinkel (a) sich in einer vertikalen Ebene erstrecken und der erste Sichtwinkel (a) größer als der zweite Sichtwinkel (a) ist, dadurch gekennzeichnet, dass - gleichzeitig mit dem aus den Bilddaten erzeugten Bildschirmbild, Zusatzinformation angezeigt wird, wobei die angezeigte Zusatzinformation Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation und/oder Information, die ein Übergangsverhalten der Anzeigeeinheit (50) zwischen dem durch den ersten Sichtwinkel (a) definierten Bildschirmbild und dem durch den zweiten Sichtwinkel (a) definierten Bildschirmbild anzeigt, enthält, - wobei ein Übergang von einem durch den ersten Sichtwinkel (a) definierten Bildschirmbild zu einem durch den zweiten Sichtwinkel (a) definierten Bildschirmbild stattfindet, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit unter einen gegebenen Schwellenwert abfällt, und/oder dass ein Übergang von einem durch den zweiten Sichtwinkel (a) definierten Bildschirmbild zu einem durch den ersten Sichtwinkel (a) definierten Bildschirmbild stattfindet, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit einen gegebenen Schwellenwert überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein weicher Übergang zwischen einem durch den ersten Sichtwinkel (a) definierten Bildschirmbild und einem durch den zweiten Sichtwinkel (a) definierten Bildschirmbild stattfindet mit einer Übergangsdauer zwischen 0,5 und 2 Sekunden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kameraeinheit (12) eine Rückfahrkameraeinheit mit einem Weitwinkelobjektiv (44) zum Einsehen eines Bereichs hinter dem Fahrzeug (10) ist, und dass eine Bildverzerrung zumindest des durch den zweiten Sichtwinkel definierten Bildschirmbildes durch eine Bearbeitung der von der Kameraeinheit (12) gelieferten Bilddaten verringert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinheit (50) in Abhängigkeit von Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten und Lenkwinkeldaten gesteuert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation mit Hilfe eines Schieberbalkens (34) angezeigt wird, und dass selektiv eine erste Kennzeichnung (40) oder eine zweite Kennzeichnung (42) angezeigt wird, um anzuzeigen, wann die Anzeigeeinheit (50) zwischen dem durch den ersten Sichtwinkel (a) definierten Bildschirmbild und dem durch den zweiten Sichtwinkel (a) definierten Bildschirmbild übergeht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass gleichzeitig mit dem aus den Bilddaten erzeugten Bildschirmbild ein Lenkwinkeloverlay (28) mit Bahnkurvenlinien (30) angezeigt wird.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenkwinkeloverlay (28), zusätzlich zu den Bahnkurvenlinien (30), Querlinien (32) aufweist, um Abstandsinformation darzustellen, wobei die Bahnkurvenlinien (30) und die Querlinien (32) bei geradeausfahrendem Fahrzeug (10) sich im Wesentlichen in einem Winkel von 90° schneiden.