DE102009022276A1

DE102009022276A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Hinderniserkennung in einem Öffnungsbereich einer Fahrzeugtür

Info

Publication number: DE102009022276A1
Application number: DE102009022276A
Authority: DE
Inventors: Rico Dipl.-Ing. Körner (FH); Roland Dipl.-Ing. Rössler
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2009-05-22
Filing date: 2009-05-22
Publication date: 2010-01-21

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Hinderniserkennung in einem Öffnungsbereich einer Fahrzeugtür (2). Die Vorrichtung umfasst einen Laserscanner (3) zur Erfassung eines Hindernisses (5) in dem Öffnungsbereich, eine Videokamera (11) zur Aufnahme von Videobildern des Öffnungsbereiches, einen Bildschirm (12), mittels dessen von der Videokamera (11) aufgenommene Videobilder wiedergebbar sind, und eine Steuereinheit, mittels derer die Wiedergabe von Videobildern auf dem Bildschirm (12) in Abhängigkeit von mittels des Laserscanners (3) erfassten Signalen beeinflussbar ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Hinderniserkennung in einem Öffnungsbereich einer Fahrzeugtür (2) mittels einer derartigen Vorrichtung. Dabei werden Videobilder des Öffnungsbereiches mittels der Videokamera (11) aufgenommen und mittels des Bildschirms (12) wiedergegeben, wobei die Wiedergabe der Videobilder mittels der Steuereinheit derart beeinflusst wird, dass in diesen Videobildern ein mittels des Laserscanners (3) in dem Öffnungsbereich erfasstes Hindernis (5) hervorgehoben dargestellt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Hinderniserkennung in einem Öffnungsbereich einer Fahrzeugtür mit einem Laserscanner zur Erfassung eines Hindernisses in dem Öffnungsbereich. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Hinderniserkennung in einem Öffnungsbereich einer Fahrzeugtür mittels einer derartigen Vorrichtung.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vermeidung von Kollisionen beim Öffnen von Fahrzeugtüren sind beispielsweise aus der DE 10 2004 062 459 A1 bekannt. Bei dem Verfahren wird in einem ersten Schritt die voraussichtliche Bewegungsbahn eines Fahrzeuges ermittelt. In einem weiteren Schritt werden die Objekte im Umfeld des Fahrzeuges erfasst und für die erfassten Objekte voraussichtliche Bewegungsbahnen festgestellt. Anschließend werden sowohl für das Fahrzeug und den Schwenkbereich jeweils Wahrscheinlichkeitsräume festgelegt. Die Wahrscheinlichkeitsräume der Schwenkbereiche der Fahrzeugtüren werden jeweils mit den einzelnen Wahrscheinlichkeitsräumen der Objekte verglichen, um festzustellen, ob eine Überdeckung vorliegt. Wird eine Überdeckung erkannt, so wird ein Kollisionsgefahr anzeigendes Reaktionssignal erzeugt. Die Vorrichtung umfasst eine Auswerteeinheit, die aus Sensordaten einer Umfeldsensorik Objekte im Umfeld eines Fahrzeuges erkennt und voraussichtliche Bewegungsbahnen für die erfassten Objekte ermittelt und aus Sensordaten der Fahrzeugsensorik die voraussichtliche Bewegungsbahn des Fahrzeuges ermittelt, und einen Mikroprozessor zum Festlegen eines Wahrscheinlichkeitsraums für das Fahrzeug und von Wahrscheinlichkeitsräumen für die erfassten Objekte und zum Erkennen einer Überdeckung der Wahrscheinlichkeitsräume.
Aus der DE 10 2005 023 002 A1 ist ein Türöffnungssystem für Kraftfahrzeuge mit einer Sensoreinrichtung zur Erfassung von Objekten in einem Schwenkbereich mindestens einer Tür und einem Mikrocontroller bekannt. In dem Mikrocontroller wird mittels implementierter Software die Distanz von erfassten Objekten zu der mindestens einen Kraftfahrzeugtür aus den Sensorsignalen errechnet. Ferner werden mit dem Mikrocontroller bei Kollisionsgefahr mit Steuerbefehlen Feststellelemente aktiviert, die ein weiteres Öffnen der mindestens einen Tür verhindern. Dabei wird bei Betätigung eines Bedienelementes in dem Mikrocontroller eine Ablaufsteuerung aktiviert, mit deren Steuerbefehlen an einen ansteuerbaren Aktor die mindestens eine Tür unter fortlaufender Distanzmessung bis zum maximal möglichen Öffnungswinkel aufgeschwenkt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zur Hinderniserkennung in einem Öffnungsbereich einer Fahrzeugtür anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich der Vorrichtung durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale und hinsichtlich des Verfahrens durch die in Anspruch 4 angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Hinderniserkennung in einem Öffnungsbereich einer Fahrzeugtür umfasst einen Laserscanner zur Erfassung eines Hindernisses in dem Öffnungsbereich, eine Videokamera zur Aufnahme von Videobildern des Öffnungsbereiches, einen Bildschirm, mittels dessen von der Videokamera aufgenommene Videobilder wiedergebbar sind, und eine Steuereinheit, mittels derer die Wiedergabe von Videobildern auf dem Bildschirm in Abhängigkeit von mittels des Laserscanners erfassten Signalen beeinflussbar ist.
Unter einer Fahrzeugtür wird dabei neben einer zum Ein- und Ausstieg von Fahrzeuginsassen vorgesehenen Tür eines Fahrzeuges auch eine Klappe, beispielsweise eine Heckklappe, eines Fahrzeuges verstanden. Unter einem Öffnungsbereich einer Fahrzeugtür wird ein Raumbereich verstanden, der von einer Fahrzeugtür bei deren Öffnung überstrichen wird.
Durch die Videokamera und den Bildschirm kann der Öffnungsbereich der Fahrzeugtür einem Fahrzeuginsassen angezeigt werden. Dadurch kann der Öffnungsbereich von dem Fahrzeuginsassen vorteilhaft bereits vor der Öffnung der Fahrzeugtür eingesehen werden, so dass der Fahrzeuginsasse Hindernisse in dem Öffnungsbereich rechtzeitig erkennen und eine Kollision der Fahrzeugtür mit dem Hindernis vermeiden kann. Durch die Beeinflussbarkeit der Wiedergabe von Videobildern auf dem Bildschirm in Abhängigkeit von mittels des Laserscanners erfassten Signalen kann insbesondere ein erfasstes Hindernis in den Videobildern optisch hervorgehoben werden. Dadurch kann die Aufmerksamkeit eines Fahrzeuginsassen vorteilhaft auf das Hindernis gelenkt werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Hinderniserkennung in einem Öffnungsbereich einer Fahrzeugtür mittels einer derartigen Vorrichtung werden dementsprechend Videobilder des Öffnungsbereiches mittels der Videokamera aufgenommen und mittels des Bildschirms wiedergegeben. Dabei wird die Wiedergabe der Videobilder mittels der Steuereinheit derart beeinflusst, dass in diesen Videobildern ein mittels des Laserscanners in dem Öffnungsbereich erfasstes Hindernis hervorgehoben dargestellt wird.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf Zeichnungen beschrieben.
Dabei zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung eines Fahrzeuges mit einem auf einen Bodenbereich neben einer Fahrzeugtür ausgerichteten Laserscanner und eines Scanbereichs des Laserscanners, in dem sich ein Hindernis befindet, und
2 schematisch ein mittels des Laserscanners ermitteltes Scanbild.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Fahrzeuges 1 mit einem Laserscanner 3, einer Videokamera 11 und einem Bildschirm 12.
Der Laserscanner 3 ist an einem Außenspiegel einer Fahrzeugtür 2 angeordnet und auf einen Bodenbereich unter dem Öffnungsbereich der Fahrzeugtür 2 ausgerichtet. Neben der Fahrzeugtür 2 befindet sich ein Hindernis 5.
Die Videokamera 11 ist an einem Außenbereich der Fahrzeugtür 2 angeordnet. Mittels der Videokamera 11 sind Videobilder des Öffnungsbereiches der Fahrzeugtür 2 aufnehmbar.
Der Bildschirm 12 ist im Innenraum des Fahrzeuges 1, beispielsweise an einem Armaturenbrett, derart angeordnet, dass er von einem Fahrzeuginsassen auf einem Sitz neben der Fahrzeugtür 2 einsehbar ist. Auf dem Bildschirm 12 sind von der Videokamera 11 aufgenommene Videobilder wiedergebbar. Der Bildschirm 12 ist vorzugsweise auch für andere Zwecke vorgesehen, beispielsweise zur Anzeige von Navigationshinweisen eines Navigationsgerätes.
2 zeigt schematisch ein mittels des Laserscanners 3 ermitteltes Scanbild für die in 1 dargestellte Situation.
Der Laserscanner 3 sendet Laserpulse zu dem Bodenbereich neben der Fahrzeugtür 2 aus, wobei die Richtungen, in die die Laserpulse ausgesendet werden, über einen Scanbereich 4 variiert werden. Der Scanbereich 4 ist ein Sektor einer Ebene, der durch eine erste Halbgerade 6 und eine zweite Halbgerade 7 begrenzt wird, wobei die Halbgeraden 6, 7 jeweils von dem Ort des Laserscanners 3 ausgehen. Dabei bildet die erste Halbgerade 6 eine fahrzeugheckseitige Begrenzung des Scanbereichs 4 und die zweite Halbgerade 7 eine fahrzeugfrontseitige Begrenzung des Scanbereichs 4.
Auf einer Schnittkurve des Scanbereichs 4 mit der Oberfläche des Hindernisses 5 und einer Bodenoberfläche des Bodenbereiches werden die Laserpulse an jeweils einem Reflexionsort 9 teilweise reflektiert. Dabei hängen der Reflexionsgrad, der den jeweils reflektierten Anteil eines Laserpulses bestimmt, und die Reflexionsart (diffus oder gerichtet) von der Beschaffenheit der Oberfläche ab, auf die der Laserpuls an dem jeweiligen Reflexionsort 9 trifft. Übliche Oberflächen reflektieren das Laserlicht diffus, so dass ein Anteil des Laserpulses an dem jeweiligen Reflexionsort 9 zu dem Laserscanner 3 hin reflektiert wird und von dem Laserscanner 3 detektiert werden kann.
Mittels einer nicht dargestellten im Fahrzeug 1 angeordneten Steuereinheit werden, beispielsweise durch eine Ermittelung der Laufzeiten des Laserlichtes der einzelnen Laserpulse zwischen Aussendung und Detektion durch den Laserscanner 3, die Entfernungen des Laserscanners 3 zu den einzelnen Reflexionsorten 9 ermittelt. Ferner werden mittels der Steuereinheit aus den ermittelten Entfernungen und aus Daten, die die Richtungen beschreiben, in die Laserpulse jeweils ausgesendet werden, die Positionen der einzelnen Reflexionsorte 9 ermittelt.
2 zeigt schematisch das Ergebnis einer derartigen Positionsbestimmung der Reflexionsorte 9 für die in 1 dargestellte Situation als ein Scanbild in der Ebene des Scanbereichs 4. Neben den ermittelten Positionen der Reflexionsorte 9 ist auch ein Türbereich 8 dargestellt, der innerhalb des in 1 dargestellten Scanbereichs 4 von der Fahrzeugtür 2 beim Öffnen der Fahrzeugtür 2 überstrichen wird. Der Türbereich 8 ist somit die Schnittebene des Öffnungsbereichs der Fahrzeugtür 2 und des Scanbereichs 4.
In dem Scanbild ist ein Kollisionsbereich 10 erkennbar, in dem die Fahrzeugtür 2 mit dem Hindernis 5 beim Öffnen der Fahrzeugtür 2 kollidieren würde. Dieser Kollisionsbereich 10 wird mittels der Steuereinheit aus den ermittelten Positionen der Reflexionsorte 9 und geometrischen Daten des Scanbereichs 4 und der Fahrzeugtür 2 ermittelt. Auf diese Weise wird erkannt, dass die Fahrzeugtür 2 beim Öffnen mit dem Hindernis 5 kollidieren würde.
Mittels der Steuereinheit ist die Wiedergabe der von der Videokamera 11 aufgenommenen Videobilder auf dem Bildschirm 12 derart beeinflussbar, dass in diesen Videobildern das mittels des Laserscanners 3 in dem Öffnungsbereich erfasste Hindernis 5 hervorgehoben dargestellt wird. Dazu wird vorher wenigstens eine Bildregistrierung eines von der Videokamera 11 aufgenommenen Videobildes und eines entsprechenden mittels des Laserscanners 3 Scanbildes durchgeführt, so dass die Positionen des in dem Scanbild erfassten Hindernisses 5 in den Videobildern bekannt sind.
Zur hervorgehobenen Darstellung des Hindernisses 5 in den Videobildern wird beispielsweise der erkannte Kollisionsbereich 10 in den Videobildern heller dargestellt als andere Bereiche und/oder eingefärbt und/oder mit einer Kontur umrahmt. Dadurch wird ein Fahrzeuginsasse beim Betrachten der Videobilder vorteilhaft auf das Hindernis 5 aufmerksam gemacht.
In einer bevorzugten Weitergestaltung der Erfindung wird mittels wenigstens eines Ausgabemittels des Fahrzeuges 1 ein optisches und/oder akustisches Warnsignal ausgegeben, wenn in dem Öffnungsbereich ein Hindernis 5 erfasst wird, beispielsweise beim Betätigen eines Türöffners der Fahrzeugtür 2. Dadurch wird ein Fahrzeuginsasse vorteilhaft vor dem öffnen der Fahrzeugtür 2 vor dem Hindernis 5 gewarnt.
Alternativ oder zusätzlich wird auf dem Bildschirm 12 die von der Steuereinheit ermittelte Entfernung und/oder Position des in dem Öffnungsbereich erfassten Hindernisses 5 relativ zu der Fahrzeugtür 2 ausgegeben. Dadurch kann ein Fahrzeuginsasse vorteilhaft abschätzen, ob und wieweit die Fahrzeugtür 2 geöffnet werden kann, ohne mit dem Hindernis 5 zu kollidieren.

1: Fahrzeug
2: Fahrzeugtür
3: Laserscanner
4: Scanbereich
5: Hindernis
6: erste Halbgerade
7: zweite Halbgerade
8: Türbereich
9: Reflexionsort
10: Kollisionsbereich
11: Videokamera
12: Bildschirm

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 102004062459 A1 [0002]
- DE 102005023002 A1 [0003]

Claims

Vorrichtung zur Hinderniserkennung in einem Öffnungsbereich einer Fahrzeugtür (2) mit einem Laserscanner (3) zur Erfassung eines Hindernisses (5) in dem Öffnungsbereich, gekennzeichnet durch eine Videokamera (11) zur Aufnahme von Videobildern des Öffnungsbereiches, einen Bildschirm (12), mittels dessen von der Videokamera (11) aufgenommene Videobilder wiedergebbar sind, und eine Steuereinheit, mittels derer die Wiedergabe von Videobildern auf dem Bildschirm (12) in Abhängigkeit von mittels des Laserscanners (3) erfassten Signalen beeinflussbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserscanner (3) an einem Außenspiegel einer Fahrzeugtür (2) anordbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch wenigstens ein Ausgabemittel zur Ausgabe eines optischen und/oder akustischen Warnsignals bei Erfassung eines Hindernisses (5) in dem Öffnungsbereich.
Verfahren zur Hinderniserkennung in einem Öffnungsbereich einer Fahrzeugtür (2) mittels einer Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Videobilder des Öffnungsbereiches mittels der Videokamera (11) aufgenommen und mittels des Bildschirms (12) wiedergegeben werden, wobei die Wiedergabe der Videobilder mittels der Steuereinheit derart beeinflusst wird, dass in diesen Videobildern ein mittels des Laserscanners (3) in dem Öffnungsbereich erfasstes Hindernis (5) hervorgehoben dargestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass aus von dem Laserscanner (3) erfassten Signalen wenigstens eine Entfernung und/oder Position eines in dem Öffnungsbereich erfassten Hindernisses (5) relativ zu der Fahrzeugtür (2) ermittelt und auf dem Bildschirm (12) ausgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein optisches und/oder akustisches Warnsignal ausgegeben wird, wenn in dem Öffnungsbereich ein Hindernis (5) erfasst wird.