DE102004009364A1

DE102004009364A1 - Visuelles Hilfssystem für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE102004009364A1
Application number: DE102004009364A
Authority: DE
Inventors: Shih-Hsiung Li
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-02-26
Filing date: 2004-02-26
Publication date: 2005-10-06

Abstract

Ein visuelles System für ein Fahrzeug ist ausgelegt, um die Verkehrssicht des Fahrers über die Fahrgastzelle auszudehnen. Das visuelle System besteht aus vier Videokameras (11-14), von denen jeweils eine in den vier Ecken des Fahrzeugs installiert ist. Über zwei Schaltelemente (31, 32) werden Videobilder von den vorderen oder hinteren Videokameras (11-14) gleichzeitig auf zwei LCD-Anzeigen (21, 22) gebracht, die an dem Armaturenbrett angeordnet sind, damit der Fahrer die Verkehrssituation um die Ecke voraussehen kann, bevor er abbiegt oder aus einer Gasse zurücksetzt. Eine Hauptsteuerung (30) kann mit einem Geschwindigkeitsschreiber (40) verbunden sein, wobei die oberen und unteren Geschwindigkeitsgrenzen vorbestimmt sind, um verschiedene Anzeigemodi zu steuern. Die Hauptsteuerung (30) kann mit einem Sicherheitsdetektor verbunden sein, um den relativen Abstand von irgendeinem sich von hinten nähernden Objekt zu messen.

Description

1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches Hilfssystem für Fahrer von Fahrzeugen, insbesondere ein Multimedia-Überwachungsgerät, das es dem Fahrer eines Personenwagens erlaubt, die Sicht durch gleichzeitige Anzeige von Verkehrsbedingungen vor und hinter dem Fahrzeug zu erweitern.
2. Beschreibung der zugehörigen Technik
In der Vergangenheit hat sich der Fahrzeugführer allein auf den Rückspiegel sowie linken/rechten Außenspiegel verlassen, um die Verkehrsbedingungen hinter oder seitlich von dem Fahrzeug zu überwachen. Es traten jedoch bestimmte Bedingungen auf, bei denen die Sicht des Fahrers entweder durch die Fahrzeugkarosserie oder Hindernisse versperrt waren und er sich auf seine Fahrerfahrung verlassen mußte, um beispielsweise in eine schmale Gasse abzubiegen oder aus dieser herauszusetzen, die Spur auf einer Autobahn zu wechseln oder in eine Lücke an der Straßenseite einzuparken, dies sind für unerfahrene Fahrer unsichere Augenblicke.
Heutzutage stehen viele elektronische Fahrhilfen für die fahrende Öffentlichkeit zur Verfügung. Fahrer von Personenwagen können Sicherheitsdetektoren verwenden, die ihnen beim Einparken oder Zurücksetzen in schmalen Gassen helfen. Große Fahrzeuge wie beispielsweise Lastwagen oder Reisebusse können wegen ihrer großen Länge CCD-Kameras verwenden, die an der Rückseite des Fahrzeugs montiert sind, damit die Fahrer die Straßen- und Verkehrsbedingungen nach hinten überwachen können.

Die herkömmlichen elektronischen Geräte können jedoch nicht länger das steigende Bedürfnis der Verbraucher befriedigen. In vielen schwierigen Fahrsituationen müssen die Fahrzeugführer – selbst bei Fahrzeugen, die mit elektronischen Geräten ausgerüstet sind – sich auf ihre eigene Sicht und Erfahrung verlassen, um die Verkehrsbedingungen zu überwachen.

5 zeigt ein Fahrzeug, das aus einer schmalen Gasse kommt oder blind abbiegt, der Fahrer ist nicht in der Lage, die Verkehrsbedingungen um die Ecke zu sehen, um die das Fahrzeug wendet. Wenn ein zweites Fahrzeug sich von der gegenüberliegenden Seite in einem rechten Winkel nähert, kann der Fahrer des ersten Fahrzeugs das zweite Fahrzeug übersehen und der Fahrer des zweiten Fahrzeugs könnte überrascht werden, wenn das erste Fahrzeug aus der Gasse vorstößt. Situationen wie diese können zu ernsten Unfällen führen.

Es können Vergrößerungsspiegel an nicht einsehbaren Ecken vorgesehen werden, damit die Fahrer den von der anderen Seite kommenden Verkehr sehen können. Aufgrund der Tatsache, dass der Fahrgastraum eines Personenwagens sich häufig im Mittelabschnitt des Fahrzeugs befindet, ist die Sicht des Fahrers in Situationen wie schmalen Gassen, Parkplätzen, nicht einsehbaren Kurven und in üblichen nicht einsehbaren Buchten hinter dem Fahrzeug versperrt. Wenn die Verkehrsbedingungen auf der anderen Seite der Straße im Wesentlichen unbemerkt bleiben, birgt jede Bewegung des Fahrers, der beabsichtigt, abzubiegen oder zurückzusetzen, das Risiko eines Zusammenstoßes mit irgendwelchen Fahrzeugen auf der anderen Seite.

6 zeigt beispielsweise das aus einer Parklücke zurücksetzende Fahrzeug 70, wobei der Fahrer des Fahrzeugs 70 sich herkömmlich auf den linken und rechten Außenspiegel 71, 72 verläßt, um die Verkehrssituation hinter dem Fahrzeug zu überwachen. Da der Blick des Fahrers (gestrichelte Linien) durch den linken/rechten Außenspiegel 71, 72 des Fahrzeugs 70 durch angrenzende Fahrzeuge versperrt ist, wird keines der sich von der anderen Seite nähernden Fahrzeuge nicht durch den Fahrer des ersten Fahrzeugs 70 bemerkt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein visuelles Hilfssystem bereitzustellen, das dem Fahrer die Möglichkeit gibt, Verkehrssituationen um die Ecke herum vorauszusehen, bevor das Fahrzeug tatsächlich abbiegt und das die frühe Information dem Fahrer zusätzliche Zeit zum Vorbereiten auf irgendeine Situation gibt.

Daher weist das visuelle Hilfssystem in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung folgendes auf:

• Vier Videokameras in vier Ecken des Fahrzeugs – links vorne, rechts vorne, links hinten und rechts vorne -, um Bilder aus unterschiedlichen Winkeln aufzunehmen,
• zwei LCD-Anzeigen je auf zwei Seiten des Armaturenbretts installiert, zur kontinuierlichen Darstellung von Bildern, die durch die Videokameras eingefangen wurden,
• zwei Schaltelemente, von denen jedes zwei Ausgänge und zwei Eingänge besitzt, wobei die Ausgänge mit den jeweiligen LCD-Anzeigen verbunden sind und die Eingänge des ersten Schaltelements mit dem Paar von linker vorderer und linker hinterer Videokamera verbunden sind und die Eingänge des zweiten Schaltelements mit dem Paar aus rechter vorderer und rechter hinterer Videokamera verbunden sind, und
• einer Hauptsteuerung, die mit allen vier Videokameras verbunden ist und zwei Schaltelementen, wobei die Hauptsteuerung die Videokameras auf zwei LCD-Anzeigen über die Schaltelemente steuert.

Bei der vorliegenden Gestaltung sind die Videokameras strategisch an den vier Ecken des Fahrzeugs für einen großen Blickwinkel von Verkehrs- und Straßensituation installiert. Die Videokameras ermöglichen dem Fahrer die Verkehrssicht hinter der Fahrgastzelle. Da die Fahrgastzelle von einem Personenwagen sich üblicherweise in dem Mittelabschnitt des Fahrzeugs befindet, ist der Blickwinkel des Fahrers stark eingeschränkt, wenn sich das Fahrzeug in einer schmalen Gasse, oder zwischen großen Hindernissen befindet.

Der mit dem visuellen Hilfssystem ausgerüstete Fahrzeugführer kann durch die Hauptsteuerung die Schaltelemente bedienen, um die vorderen oder hinteren Videokameras zur Überwachung der Verkehrssituation mit einem großen Betrachtungswinkel zu veranlassen. Wenn der Fahrer beabsichtigt abzubiegen, erlauben die Videokameras dem Fahrer, die Straßen- oder Verkehrsbedingungen in der Richtung, in die das Fahrzeug abbiegen wird, zu betrachten. Dies gibt dem Fahrer mehr Zeit, um sich auf von der anderen Seite herannahende Fahrzeuge oder die Straße überquerende Fußgänger einzustellen. Folglich erhöht die effektive Verwendung des visuellen Hilfssystems die Fahrsicherheit auf der Straße.

Die Hauptsteuerung kann zusätzlich mit einem Geschwindigkeitsschreiber verbunden sein, wobei die oberen und unteren Geschwindigkeitsgrenzen vorbestimmt sein können zur Steuerung von Anzeigemodi. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit unterhalb einer unteren Grenze fällt, startet die Hauptsteuerung die Videokameras an der Vorderseite des Fahrzeugs, um die Verkehrsbedingung vor und an beiden Seiten des Fahrzeugs zu überwachen. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit oberhalb einer oberen Geschwindigkeitsgrenze liegt, werden die Videokameras an der Rückseite des Fahrzeugs gestartet, um die Verkehrsbedingungen hinter dem Fahrzeug zu überwachen.

Die Hauptsteuerung kann weiter mit einem Sicherheitsdetektor verbunden sein, um den relativen Abstand von einem Objekt zu messen, wenn bei dem Fahrzeug der Rückwärtsgang eingelegt ist.

Weitere Ziele, Vorteile und neue Merkmale der Erfindung werden von der nachfolgenden näheren Beschreibung in Verbindung mit den zugehörigen Figuren deutlicher. Es zeigt:

1 ist ein Blockdiagramm der Systemarchitektur der vorliegenden Erfindung,

2 ist ein Anordnungsdiagramm für zwei LCD-Anzeigen in dem Armaturenbrett,

3 zeigt eine Weitwinkelsicht, (gestrichelte Linie) der vorderen Videokameras, wenn das Fahrzeug zu einer Kurve aus einer schmalen Gasse ansetzt,

4 zeigt die Ansicht (gestrichelte Linie) von hinteren Videokameras, wenn das Fahrzeug aus einer Parklücke zurücksetzt,

5 zeigt die übliche Sicht (gestrichelte Linie) eines Fahrers, wenn das Fahrzeug an einer Straßenecke ankommt und zur Kurve ansetzt, und

6 zeigt die übliche Sicht (gestrichelte Linie) eines Fahrers, wenn das Fahrzeug zum Aussetzen aus einer Parklücke ansetzt.

Der Aufbau der vorliegenden Erfindung wird anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels, welches in 1 dargestellt ist, beschrieben, wobei das Ausführungsbeispiel folgendes aufweist:
Vier Videokameras 11–14, die in vier Ecken – links vorne, rechts vorne, links hinten und rechts hinten – des Fahrzeugs installiert sind, vor und hinter dem Fahrgastraum, wobei die Videokameras in Haltern des Scheinwerferlichts und des Rücklichts in den Außenecken diagonal ausgerichtet montiert sind, um Weitwinkel-Videoaufnahmen einzufangen, wobei die Videokameras 11–14 CCD- oder CMOS-Bildsensoren besitzen können;
Zwei LCD-Anzeigen 21, 22, die an zwei Seiten des Armaturenbretts (in 2 dargestellt) befestigt sind, wobei die eine LCD-Anzeige 21 die Videobilder von der linken vorderen und der linken hinteren Videokamera 11, 12 und die andere LCD-Anzeige 22 die Videobilder von der rechten vorderen und rechten hinteren Videokamera 13, 14 steuern;
Zwei Schaltelemente 31, 32, von denen jedes einen Ausgang und zwei Eingänge besitzt, wobei die Ausgänge mit der jeweiligen LCD-Anzeige 21, 22 und die Eingänge des ersten Schaltelements 31 mit dem Paar von linker vorderer und linker hinterer Videokamera verbunden sind und die Eingänge des zweiten Schaltelements 32 mit dem Paar von rechter vorderer und rechter hinterer Videokamera 13, 14 verbunden sind;
Einer Hauptsteuerung 30, die mit allen vier Videokameras 11–14 und den zwei Schaltelementen 31, 32 verbunden ist, wobei die Hauptsteuerung 30 den Videoausgang der zwei LCD-Anzeigen 21, 22 durch die Schaltelemente 31, 32 steuert, und
Einer Geschwindigkeitsaufzeichnung 40, die ebenfalls mit der Hauptsteuerung 30 zum gleichzeitigen Aufzeichnen der Fahrzeuggeschwindigkeit vorgesehen ist, wenn das Fahrzeug sich bewegt.
Die vier Videokameras 11–14 sind innerhalb der Halter der Scheinwerfer und Rückleuchten montiert, in den Außenecken und diagonal ausgerichtet, wobei die vier Videokameras 11–14 eine Weitwinkelsicht der Verkehrsbedingung vor und hinter dem Fahrzeug geben. Die Videobilder sind im Wesentlichen in den LCD-Anzeigen 21, 22 dargestellt, wodurch der Fahrer die Verkehrsbedingung um die Ecken voraussehen kann vor einem Abbiegen, oder um die Verkehrsbedingungen während der normalen Fahrt oder Bewegung im Rückwärtsgang überwachen kann.
Wenn das Fahrzeug zum Abbiegen in einer Kreuzung ansetzt, erfassen die vorderen Videokameras 13, 14 Bilder um die Ecke, bevor das Fahrzeug tatsächlich die Kurve ausführt. Wenn das Fahrzeug in einen Parkplatz oder eine Gasse zurücksetzt, erfassen die hinteren Videokameras 12, 14 eine Weitwinkelsicht um die Kurve, wenn der Blick des Fahrers blockiert ist.
Die vier Schaltelemente 31 werden verwendet, um das linke Videodisplay 21 von der linken vorderen und linken hinteren Videokamera zu steuern, während das rechte Schaltelement 32 die rechte Videoanzeige 22 von der rechten vorderen und rechten hinteren Videokamera 13, 14 steuert, so dass der Fahrer in der Lage ist, die Straßenbedingung vor, hinter, sowie auf beiden Seiten des Fahrzeugs zu überwachen.
Das visuelle Hilfssystem arbeitet ebenfalls in Verbindung mit einem Geschwindigkeitsschreiber 40, der verwendet wird, um die Fahrzeuggeschwindigkeit aufzunehmen, wenn das Fahrzeug sich bewegt. Die oberen und unteren Geschwindigkeitsgrenzen können vorbestimmt gesetzt werden. Ausgehend von den Geschwindigkeitsdaten, die an der Geschwindigkeitsaufzeichnung 40 anliegen, gibt die Hauptsteuerung 30 Befehle an die zwei Schaltelemente 31, 32, um in den geeigneten Videoanzeigemodus zu schalten.
Die untere Geschwindigkeitsgrenze kann beispielsweise auf 10 km/h – wie in dem vorliegenden Beispiel – gesetzt werden. Wenn das Fahrzeug langsamer als 10 km/h fährt, nimmt das System an, dass das Fahrzeug auf eine Kreuzung oder dichten Verkehr trifft. Demgemäß befiehlt die Hauptsteuerung 30 den Schaltelementen 31 und 32, die linke vordere und rechte vordere Videokamera 13, 14 über die zwei LCD-Anzeigen 21, 22 zu schalten, damit der Fahrer die Verkehrssituation vorne und an beiden Seiten des Fahrzeugs überwachen kann.
Wenn das Fahrzeug langsamer als 10 km/h ist und bei dem Fahrzeug der Rückwärtsgang eingelegt ist, befiehlt die Hauptsteuerung 30 den Schaltelementen 31 und 32, die linke hintere und rechte hintere Videokamera 12, 14 über die zwei LCD-Anzeigen 21, 22 zu schalten.
Die obere Geschwindigkeitsgrenze kann auf 50 km/h – wie in diesem Beispiel – gesetzt werden. Wenn das Fahrzeug schneller als 50 km/h fährt und das Fahrzeug bewegt sich nach vorne, befiehlt die Hauptsteuerung 30 den Schaltelementen 31, 32, die linke hintere und rechte hintere Videokamera 12, 14 über die zwei LCD-Displays 21, 22 einzuschalten, damit der Fahrer die Verkehrssituation hinter und an beiden Seiten des Fahrzeuges überwachen kann.
Die Hauptsteuerung 30 prüft regelmäßig das linke und rechte Blinksignal, und befiehlt abhängig von diesen, die Schaltelemente 31 und 32 die vorderen Videokameras 13, 14 einzuschalten.
Wie in 3 dargestellt, wenn das Fahrzeug sich einer Kreuzung nähert, werden die linke vordere und rechte vordere Videokamera 12, 14 gestartet, um eine Weitwinkelsicht (gestrichelte Linien) von dem Fahrzeug zu erfassen. Wenn sich ein anderes Fahrzeug von der linken vorderen Seite nähert, fängt die linke vordere Videokamera 11 das Bild des Fahrzeugs ein und die Bilder werden gleichzeitig auf der LCD-Anzeige 21 dargestellt. Der Fahrer ist daher über ein von der linken vorderen Ecke sich näherndes Fahrzeug informiert und aufmerksamer.
Wie in 4 dargestellt, wenn das Fahrzeug aus einer Parklücke zurücksetzt, wird die linke hintere und rechte hintere Videokamera 12, 14 gestartet. Die Kameras fangen die Verkehrssituation (gestrichelte Linie) von der linken hinteren und rechten hinteren Ecke des Fahrzeugs ein. Wenn ein Fahrzeug sich von der rechten hinteren Richtung nähert, fängt die rechte hintere Videokamera 14 das Bild des Fahrzeugs ein und die Bilder werden gleichzeitig auf der LCD-Anzeige 12 dargestellt. Der Fahrer weiß dann, dass ein Fahrzeug sich von der rechten hinteren Ecke nähert.
Die Hauptsteuerung kann weiterhin mit verschiedenen Sicherheitsdetektoren verbunden sein, wobei die Hauptsteuerung 30 für jedes sich von hinten nähernde Objekt prüft, wenn der Rückwärtsgang bei dem Fahrzeug eingelegt ist und schaltet die hinteren Videokameras 12, 14 durch die Schaltelemente 31, 32 ein.
Nach obigem schafft die vorliegende Erfindung ein Multimedia-Überwachungssystem, das aus mehreren Videokameras, einem Geschwindigkeitsschreiber und verschiedenen Sicherheitsdetektoren besteht. Die Videokameras ermöglichen dem Fahrer, die Verkehrssituation um die Ecke vorauszusehen, bevor das Fahrzeug tatsächlich in die Kurve fährt oder aus einer Parklücke oder Gasse zurücksetzt. Die hinteren Videokameras können ebenfalls verwendet werden, um die Verkehrssituation hinter dem Fahrzeug bei der Fahrt mit großer Geschwindigkeit zu überwachen. Folglich erhöht die effektive Anwendung des Multimediasystems die Fahrsicherheit auf der Straße.

Claims

Visuelles Hilfssystem für ein Fahrzeug, das folgendes aufweist: • vier Videokameras (11–14), die in vier Ecken des Fahrzeugs installiert sind – linke vordere Ecke, rechte vordere Ecke, linke hintere Ecke und rechte hintere Ecke – um Videobilder um das Fahrzeug herum einzufangen, • zwei LCD-Anzeigen (21, 22), die auf beiden Seiten eines Armaturenbretts des Fahrzeugs befestigt sind, um die von den Videokameras (11–14) eingefangenen Bilder zu zeigen, • zwei Schaltelemente (31, 32), von denen jedes einen Ausgang und zwei Eingänge besitzt, wobei die Ausgänge mit den entsprechenden LCD-Anzeigen (21, 22) und die Eingänge des ersten Schaltelements (31) mit einem Paar von linker vorderer und linker hinterer Videokamera (11, 12) verbunden sind, während die Eingänge des zweiten Schaltelements (32) mit einem Paar von rechter vorderer und rechter hinterer Videokamera (13, 14) verbunden sind, und • einer Hauptsteuerung (30), die mit allen vier Videokameras (1-14) und den zwei Schaltelementen (31, 32) verbunden ist, um den Videoausgang über die Schaltelemente (31, 32) zu steuern.
Visuelles Hilfssystem gemäß Anspruch 1, bei dem die Hauptsteuerung (30) zusätzlich mit einem Geschwindigkeitsschreiber (40) verbunden ist.
Visuelles Hilfssystem gemäß Anspruch 1, bei dem die Hauptsteuerung (30) zusätzlich mit einem Sicherheitsdetektor verbunden ist.
Visuelles Hilfssystem gemäß Anspruch 1, bei dem die Videokameras (11–14) CCD-Kameras sind.
Visuelles Hilfssystem gemäß Anspruch 1, bei dem die Videokameras (11–14) CMOS-Bildsensoren aufweisen.
Visuelles Hilfssystem gemäß Anspruch 3, bei dem die Hauptsteuerung (30) Ausgangssignale von dem Sicherheitsdetektor verwendet, um den Videoausgang von den hinteren Videokameras (12, 14) über die Schaltelemente (31, 32) zu steuern.
Visuelles Hilfssystem gemäß Anspruch 1, bei dem die Hauptsteuerung (30) Signale von dem linken und rechten Blinker verwendet, um den Videoausgang von den vorderen Videokameras (11, 13) über die zwei Schaltelemente (31, 32) zu steuern.
Visuelles Hilfssystem nach Anspruch 2, bei dem die Hauptsteuerung (30) Signale von dem Geschwindigkeitsschreiber (40) verwendet, um den Videoausgang von den vorderen Videokameras (12, 14) über die Schaltelemente (31, 32) zu steuern.
Visuelles Hilfssystem nach Anspruch 2, bei dem die Hauptsteuerung (30) Signale von dem Geschwindigkeitsschreiber (40) verwendet, um den Videoausgang der hinteren Videokameras (12, 14) über die Schaltelemente zu steuern.
Visuelles Hilfssystem gemäß Anspruch 2, bei dem die Hauptsteuerung (30) Signale von einem Rückwärtsgang eines Fahrzeugsgetriebes verwendet, um den Videoausgang der hinteren Videokameras (12, 14) über die Schaltelemente (31, 32) zu steuern.
Visuelles Hilfssystem nach Anspruch 1, wobei die vier Videokameras (11, 14) innerhalb von Haltern in den Scheinwerfern und Rückleuchten des Fahrzeugs installiert sind, von den Ecken nach außen weisend und diagonal orientiert, wobei die Kameras (11–14) in der Lage sind, Weitwinkelansichten der Verkehrsbedingungen zu erfassen.