DE102013014908A1

DE102013014908A1 - Fahrerassistenzsystem eines Fahrzeugs, insbesondere eines Nutzfahrzeugs

Info

Publication number: DE102013014908A1
Application number: DE102013014908.8A
Authority: DE
Inventors: Karlheinz Dörner; Andreas Zimmermann; Daniel HEYES; Britta Michel
Original assignee: MAN Truck and Bus SE
Current assignee: MAN Truck and Bus SE
Priority date: 2013-09-06
Filing date: 2013-09-06
Publication date: 2015-03-12

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzsystem eines Fahrzeugs, insbesondere eines Nutzfahrzeugs, mit wenigstens einer am Fahrzeug angebrachten Digitalkamera (1), die ein durch eine Kameraoptik vorgegebenes Blickfeld als Gesamtbild (3) aufnimmt und einen zugeordneten Datensatz als Gesamtbilddatensatz (5) erzeugt, mit einer nachgeschalteten Steuereinheit zur Verarbeitung des Gesamtbilddatensatzes (5) und mit wenigstens einem an die Steuereinheit angeschlossenen und im Blickfeld eines Fahrers angeordneten Bildschirm. Erfindungsgemäß werden automatisch unterschiedliche Fahrzustände (6, 7, 8) erfasst und zugeordnete Fahrzustandssignale in der Steuereinheit zur Verfügung gestellt. In der Steuereinheit werden den unterschiedlichen Fahrzustandssignalen jeweils vorgegebene unterschiedliche Bildausschnitte (9) aus dem Gesamtbild (3) zugeordnet und entsprechende Bildausschnittdatensätze für eine ganzflächige Bildschirmanzeige generiert. Mit einem jeweils aktuellen Bildausschnittdatensatz wird eine Bildausschnittanzeige ganzflächig auf dem Bildschirm dargestellt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzsystem eines Fahrzeugs, insbesondere eines Nutzfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein bekanntes gattungsgemäßes Fahrerassistenzsystem ( DE 10 2010 052 942 A1 ) weist zumindest eine am Fahrzeug angebrachte Digitalkamera auf, die ein durch eine Kameraoptik vorgegebenes Blickfeld als Gesamtbild aufnimmt und einen zugeordneten Datensatz als Gesamtbilddatensatz erzeugt. In einer nachgeschalteten Steuereinheit wird dieser Datensatz für eine Bildschirmanzeige verarbeitet und auf einen im Blickfeld eines Fahrers angeordneten Bildschirm angezeigt.
Konkret sind hier zwei rückwärts gerichtete und beabstandete Digitalkameras verwendet mittels deren Datensätzen ein Panoramabild erzeugt wird. Optional kann der Fahrer den Blickwinkel der Kameras durch motorisches Schwenken einstellen. Änderungen von Bildausschnitten sind nicht möglich.
Weiter ist ein Fahrerassistenzsystem eines Fahrzeugs bekannt ( DE 100 37 128 A1 ) mit einer Kamera, welche über elektrisch einstellbare Nachführ- oder Einstellmittel verfügt, mit denen insbesondere beim Rückwärtsfahren Hindernisse durch eine automatische Kameranachführung erfasst und durch eine automatische Brennweitenveränderung (Zoomen) eine Hindernisvergrößerung auf einem Bildschirm erfolgt. Für die Steuerung dieser Einstellungen können zudem ein Knickwinkel zwischen einer Zugmaschine und einem Auflieger bzw. Anhänger, ein Lenkeingriff oder ein automatischer Bremseingriff berücksichtigt werden. Diese automatischen situativen Einstellungen erfordern unmittelbar der Kamera oder ihrer Halterung zugeordnete Steuerungen und motorische Stellelemente. Solche Kamerasysteme sind wegen der aufwändigen und komplexen Mechanik teuer und insbesondere wegen der weitgehend ungeschützten Anbringung an der Fahrzeugaußenseite störanfällig. Bei Beschädigungen durch Kollisionen oder auch durch Vandalismus sind Reparaturen sehr aufwändig.
Bei weiteren bekannten bildgebenden Fahrerassistenzsystemen ( DE 10 2005 045 196 A1 ; DE 10 2005 051 804 A1 ) werden bei einer Rückwärtsfahrt in die Bilddarstellung des rückwärtigen Raums Trajektorien der zu erwartenden Bahn des Fahrzeugs bzw. Anhängers eingezeichnet, um einem Fahrer die Planung eines Rangiermanövers zu erleichtern. Weiter werden bekannte bildgebende Systeme ( DE 10 2010 006 521 A1 ; DE 10 2008 045 436 A1 ) auch genutzt, um den Knickwinkel zwischen Zugfahrzeug und Anhänger zu bestimmen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Fahrerassistenzsystem so weiterzubilden, dass eine Einstellung bestimmter Sichtausschnitte der Umgebung die situativ für den Fahrer von besonderem Interesse sind einfach visuell darstellbar sind.
Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass wenigstens eine am Fahrzeug angebrachte Kamera, insbesondere eine Digitalkamera ein durch die Kameraoptik vorgegebenes möglichst großes Blickfeld als Gesamtbild aufnimmt und einen zugeordneten Datensatz als Gesamtbilddatensatz erzeugt, welcher in einer nachgeschalteten Steuereinheit verarbeitet wird. Parallel dazu werden automatisch unterschiedliche Fahrzustände erfasst und entsprechend zugeordnete Fahrzustandssignale in der Steuereinheit erzeugt oder dieser zugeführt. Diesen jeweiligen Fahrzustandssignalen werden in der Steuereinheit jeweils vorgegebene unterschiedliche Bildausschnitte aus dem Gesamtbild zugeordnet und entsprechende Bildausschnittdatensätze für eine ganzflächige Bildschirmanzeige generiert. Im nachgeschalteten Bildschirm erfolgt dann die entsprechende Darstellung des ausgewählten Bildausschnitts auf der gesamten Bildschirmfläche.
Der für einen Fahrer situationsbedingt interessante Sichtausschnitt der Umgebung wird hier somit nicht durch eine aufwändige motorische Kameraverschwenkung oder motorische Brennweitenveränderung erreicht sondern, durch eine mit einem wesentlich geringeren technischen Aufwand mögliche Auswahl eines Bildausschnitts aus einem (unveränderten) Gesamtbild und einer Vergrößerung dieses Bildausschnitts auf die gesamte Bildschirmfläche. Aufwändige und störanfällige mechanische Stellelemente sind somit hier nicht erforderlich. Zudem kann eine relativ einfache Digitalkamera mit fester Objektiveinstellung verwendet werden, welche auch bei einer Beschädigung kostengünstig getauscht werden kann.
Die wenigstens eine verwendete Digitalkamera soll jedoch so hochauflösend sein und mit einer so hohen Pixelzahl betrieben werden, dass mit der erfindungsgemäßen Vergrößerung eines ausgewählten Bildausschnitts für den Fahrer eine ausreichende Bildqualität zur Erkennung des Bildinhalts zur Verfügung steht.
Besonders hohe Anforderungen an die Übersicht eines Fahrers werden im Gespannfahrbetrieb mit einem Gespann aus Zugfahrzeug und Anhänger/Auflieger gestellt, so dass hier das erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem bevorzugt einsetzbar ist.
Zweckmäßig werden die wenigstens eine Digitalkamera fahrzeugaußenseitig und die Steuereinheit sowie der Bildschirm fahrzeuginnenseitig angeordnet. Vorteilhaft sind damit die Steuereinheit und der Bildschirm gegen Umwelteinflüsse weitgehend geschützt.
Je nach den Gegebenheiten können zwei oder mehr Digitalkameras mit unterschiedlichen Blickrichtungen am Fahrzeug angeordnet werden, die dann mit der Steuereinheit zur Auswahl und Verarbeitung von Bildausschnitten verbunden werden. Die Bildausschnitte können gegebenenfalls auf jeweils zwei zugeordneten Bildschirmen dargestellt werden. Wenn nur ein Bildschirm verwendet wird, können je nach der Situation wahlweise vom Fahrer oder situativ automatisch Bildausschnitte einer aktuell relevanten Kamera auf dem Bildschirm gezeigt werden. Alternativ wäre gegebenenfalls auch eine Anzeige von zwei Kameras jeweils auf einer Bildschirmhälfte möglich.
Die verwendete wenigstens eine Digitalkamera kann einfach ortsfest installiert sein. Die erfindungsgemäße Auswahl und Vergrößerung eines Bildausschnitts aus einem Gesamtbild kann jedoch gegebenenfalls auch mit einer motorischen Kameraschwenkverstellung kombiniert werden.
Je nach den konstruktiven Gegebenheiten am Fahrzeug, dem Anbringungsort der Kameras und dem bevorzugten Fahrbetrieb eines Fahrzeugs können angepasste unterschiedliche Fahrzustände für eine Auswahl und Zuordnung von Bildausschnitten für die Visualisierung bestimmt werden. Nachfolgend sind beispielhaft drei für eine solche Auswahl relevante Fahrzustände genannt, wobei diese Anzahl nicht limitierend sein soll:
Als für die Steuerung relevanter Fahrzustand wird ein „Autobahn-Modus” herangezogen. Dazu wird insbesondere durch eine Sensorik und/oder durch eine gleichmäßige, relativ hohe Geschwindigkeit mit geringen Lenkbewegungen eine Autobahnfahrt erkannt und ein entsprechendes Modus-Signal erzeugt. Zudem wird ein situativ geeigneter Bildausschnitt ausgewählt, der einen Bildbereich längsfahrender Fahrzeuge auf der Nachbarspur für sichere Spurwechselmanöver zeigt.
Als weiterer für die Steuerung relevanter alternativer Fahrzustand wird ein „Kurvenfahrt-/Rangier-Modus” erfasst, wobei dieser durch langsame Geschwindigkeit und/oder große Lenkeinschläge und/oder größere sich ändernde Knickwinkel bei einem Gespann und/oder einem eingelegten Rückwärtsgang erkannt wird. Dabei wird aus dem Gesamtbild ein situativ geeigneter und auf dem Bildschirm angezeigter Bildausschnitt ausgewählt, der einen Bildbereich im rückwärtigen Sichtbereich, insbesondere neben einem Anhänger-Auflieger zeigt, der beispielsweise für den Fahrer nicht unmittelbar einsehbar ist (toter Winkel). Je nach dem Fortschreiten des Rangiervorgangs kann entsprechend auch der Bildausschnitt geändert und nachgeführt werden.
Ein weiterer für die Steuerung relevanter Fahrzustand kann ein „ESP-Modus” sein, wobei mit dem ESP (Elektronisches-Stabilisierungs-Programm) durch automatisches Abbremsen einzelner Räder eines Gespanns eine Fahrstabilisierung durchgeführt wird. Ein entsprechendes ESP-Modussignal kann der Steuerung zugeführt werden. Hier wird dazu vorzugsweise ein Bildausschnitt gewählt und vergrößert auf dem Bildschirm dargestellt, der die Anhänger-/Aufliegerbewegung zeigt, um den Fahrer bei der Stabilisierung des Gespanns zu unterstützen.
Anhand einer Zeichnung wird die Erfindung weiter erläutert.
Die einzige Figur zeigt schematisch die Anordnung einer Digitalkamera 1 am Heck eines Fahrzeugs 2, welche ein durch die Kameraoptik vorgegebenes großes Blickfeld als Gesamtbild 3 aufnimmt.
In der Digitalkamera 1 wird ein zugeordneter Datensatz als Gesamtbilddatensatz 5 erzeugt, welcher über die Leitung 4 einer Steuereinheit zugeführt wird, deren Funktion mit dem dargestellten Diagramm erläutert wird.
Es wird festgestellt, ob ein Autobahnmodus 6 vorliegt. Falls ja, wird ein dem Autobahnmodus zugeordneter Bildausschnitt, beispielsweise der Bildausschnitt 9 ausgewählt, ein entsprechender Bildausschnittdatensatz für eine ganzflächige Bildschirmanzeige generiert und anschließend auf dem Bildschirm entsprechend großflächig angezeigt.
Wenn kein Autobahnmodus festgestellt wird, wird weiter entschieden, ob ein Kurven-/Rangier-Modus 7 vorliegt. Wenn dies der Fall ist, wird auch hier ein geeigneter Bildausschnitt ausgewählt, die zugeordneten Bildausschnittdaten für eine ganzflächige Bildschirmanzeige generiert und auf dem Bildschirm visualisiert.
Wird kein Autobahnmodus und kein Kurven-/Rangier-Modus erkannt, wird weiter untersucht, ob ein ESP-Modus 8 vorliegt. Falls dies der Fall ist, wird auch hier der geeignete Bildausschnitt aus dem Gesamtbild 3 ausgewählt und ganzflächig auf dem Bildschirm angezeigt.
In 1 ist strichliert die Möglichkeit angegeben weitere Fahrzustände zu erfassen und mit angepassten Bildausschnittanzeigen in der Steuerung bzw. dem Flussdiagramm zu ergänzen.
Bezugszeichenliste

1: Digitalkamera
2: Fahrzeug
3: Gesamtbild
4: Leitung
5: Gesamtbilddatensatz
6: Autobahn-Modus
7: Kurven/Rangier-Modus
8: ESP-Modus
9: Bildausschnitt

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 102010052942 A1 [0002]
DE 10037128 A1 [0004]
DE 102005045196 A1 [0005]
DE 102005051804 A1 [0005]
DE 102010006521 A1 [0005]
DE 102008045436 A1 [0005]

Claims

Fahrerassistenzsystem eines Fahrzeugs, insbesondere eines Nutzfahrzeugs, mit wenigstens einer am Fahrzeug angebrachten Kamera (1), insbesondere einer Digitalkamera, die ein durch eine Kameraoptik vorgegebenes Blickfeld als Gesamtbild (3) aufnimmt und einen zugeordneten Datensatz als Gesamtbilddatensatz (5) erzeugt, mit einer nachgeschalteten Steuereinheit zur Verarbeitung des Gesamtbilddatensatzes (5), und mit wenigstens einem an die Steuereinheit angeschlossenen und im Blickfeld eines Fahrers angeordneten Bildschirm, dadurch gekennzeichnet, dass automatisch unterschiedliche Fahrzustände (6, 7, 8) erfasst und zugeordnete Fahrzustandssignale in der Steuereinheit zur Verfügung stehen, dass in der Steuereinheit den unterschiedlichen Fahrzustandssignalen jeweils vorgegebene unterschiedliche Bildausschnitte (9) aus dem Gesamtbild (3) zugeordnet werden und entsprechende Bildausschnittdatensätze für eine ganzflächige Bildschirmanzeige generiert werden, und dass mit einem jeweils aktuellen Bildausschnittdatensatz eine Bildausschnittanzeige ganzflächig auf dem Bildschirm erfolgt.
Fahrerassistenzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Kamera (1) ein hochauflösendes Kamerasystem ist, mit einer so hohen Pixelanzahl, dass mit der Vergrößerung eines Bildausschnitts auf die gesamte Bildschirmfläche eine zur Erkennung des Bildinhalts jederzeit ausreichende Bildqualität gegeben ist.
Fahrerassistenzsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug ein Gespann aus Zugfahrzeug und Anhänger oder Auflieger ist mit wenigstens einer Kamera (1) am Zugfahrzeug oder Anhänger oder Auflieger.
Fahrerassistenzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Kamera (1) fahrzeugaussenseitig und die Steuereinheit sowie der wenigstens eine Bildschirm fahrzeuginnenseitig angeordnet sind.
Fahrerassistenzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Kameras mit unterschiedlichen Blickrichtungen am Fahrzeug mit einem situativ auf eine Kamera umschaltbaren Bildschirm oder mit den mindestens zwei Kameras jeweils ständig zugeordneten Bildschirmen.
Fahrerassistenzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Kamera situativ schwenkbar angeordnet ist.
Fahrerassistenzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein für die Steuerung relevanter Fahrzustand ein „Autobahn-Modus” (6) ist, der anhand definierter Autobahnfahrtparameter erkannt wird, insbesondere durch eine Sensorik und/oder durch eine Geschwindigkeitsauswertung und/oder durch Auswertung von Lenkbewegungen eine Autobahnfahrt erkannt wird, und dass dazu als geeigneter situativer Bildausschnitt der Bildbereich längsfahrender Fahrzeuge auf der Nachbarspur für sichere Spurwechselmanöver zugeordnet wird.
Fahrerassistenzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein für die Steuerung relevanter Fahrzustand ein „Kurvenfahrt-/Rangier-Modus” (7) ist, wobei dieser durch definierte Parameter erkannt wird, insbesondere durch eine Geschwindigkeitsauswertung und/oder einen Lenkeinschlag und/oder einen sich ändernden Knickwinkel bei einem Gespann und/oder einen eingelegten Rückwärtsgang erkannt wird, und dass dazu als geeigneter situativer Bildausschnitt insbesondere der Bildbereich im rückwärtigen Sichtbereich neben einem Anhänger/Auflieger, insbesondere ein für den Fahrer toter Winkel zugeordnet und/oder gegebenenfalls nachgeführt wird.
Fahrerassistenzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein für die Steuerung relevanter Fahrzustand ein „ESP-Modus” (8) ist, wobei mit dem ESP (Elektronisches-Stabilisierungs-Programm) durch automatisches Abbremsen einzelner Räder eines Gespanns eine Fahrstabilisierung durchgeführt wird, und ein entsprechendes ESP-Modussignal zur Verfügung steht, und dass hier als geeigneter situativer Bildausschnitt ein die Anhänger-/Aufliegerbewegung zeigender Bildausschnitt zur Stabilisierungshilfe für den Fahrer zugeordnet wird.
Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, mit einem Fahrerassistenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche.