DE10031590B4

DE10031590B4 - Adaptive Rückfahrkamera

Info

Publication number: DE10031590B4
Application number: DE10031590A
Authority: DE
Inventors: Bernd Enser
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2000-06-29
Filing date: 2000-06-29
Publication date: 2007-10-04
Anticipated expiration: 2020-06-30
Also published as: DE10031590A1

Abstract

Vorrichtung zur Überwachung des Rückraumes eines Kraftfahrzeuges (P) bestehend aus einer Kameraeinheit (K) und einer Mikrocomputereinheit (μC), wobei die Kameraeinheit (K) mit der Mikrocomputereinheit (μC) über ein elektrisches und/oder optoelektronisches und/oder optisches Bussystem (M) verbunden ist, und die Kameraeinheit (K) im hinteren Bereich des Kraftfahrzeuges (P) angeordnet ist, wobei
die Kameraeinheit (K) fest im Kraftfahrzeug (P) eingebaut und auf eine Reflektoreinheit (S) ausgerichtet ist, die Reflektoreinheit (S) mit Mitteln (D) zum Schwenken ausgestattet ist welche in Reaktion auf elektrische und/oder optoelektronische und/oder optische Ansteuersignale steuerbar sind und die Reflektoreinheit (S) die hinter dem Kraftfahrzeug (P) herrschende Szene auf die Kameraeinheit (K) leitet und wobei
die Mittel (D) zum Bewegen ein Schwenkneigedom ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung des Rückraumes eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Vorrichtungen zur Überwachung des Rückraumes von Kraftfahrzeugen sind hinlänglich bekannt. So ist beispielsweise aus DE 43 36 288 C1 eine Einrichtung zum Überwachen des Rück- bzw. Frontraumes eines einparkenden Kraftfahrzeuges, mit einer im Heck bzw. in der Front des Fahrzeuges eingebauten Videokamera, bekannt. Mit dieser Videokamera steht eine Sicht- und Kontrolleinrichtung im Blickfeld des Fahrzeugführers in Verbindung, welche mit einem Bildschirm ausgestattet ist. Die Videokamera ist mit Mitteln zum Schwenken in Abhängigkeit von elektrischen Ansteuersignalen ausgestattet und mit einer objektbezogenen Bildschärfesteuerung ausgestattet.
Aus EP 0 949 189 A2 ist ein Flurförderzeug, insbesondere ein Gabelstapler, mit Rückwärtsgang bekannt. Dieser Gabelstapler weist eine nach hinten gerichtete Kamera und einen vor dem Fahrer angeordneten Bildschirm zur Darstellung des von der Kamera erzeugten Bildes auf.
Aus US 5 027 200 ist eine Einrichtung zur Überwachung des Verkehrs vor und hinter einem Fahrzeug bekannt. Diese Einrichtung weist eine Videokamera und einen Bildschirm auf, auf welchem die von der Kamera aufgenommenen Bilder dem Fahrer zur Verfügung gestellt werden.
Aus DE 93 03 338 U1 ist ein Kraftfahrzeug mit einer Überwachungsvorrichtung für den Fahrzeugrückraum bekannt. Diese ist insbesondere dafür vorgesehen, dass bei unübersichtlichen Fahrzeugen eine Näherung eines Objektes oder einer Person an das Fahrzeug erkannt wird.
Aus DE 43 03 066 A1 ist eine Parkhilfe für Kraftfahrzeuge bekannt. Diese arbeitet in Form einer Abstandswarneinrichtung, welche ein Sensorsystem, das ein Hindernis in Form eines Gegenstandes oder eines Fahrzeugteiles unter Berücksichtigung eines Mindestabstandes erfasst und eine elektronische Beschaltung, die ein geeignetes Warnsignal bei Unterschreitung des Mindestabstandes an den Fahrer abgibt, bekannt. Das Sensorensystem ist in einem definierten Winkel zur senkrechten schräg nach unten ausgerichtet. Beim Warnsignal handelt es sich um ein optisches Warnsignal in Form einer Signalleuchte.
Nachteilig bei all diesen Systemen ist, dass die Kamera, welche eine relativ teuere Einheit darstellt, schwenkbar ausgestattet ist. Die Kamera ist zumeist in derart angeordnet, dass sie das gesamte Sichtfeld überstreicht. Die Kamera ist daher meist direkt an einer Schwenkeinrichtungen angeordnet. Dies hat zur Folge, dass die Kamera leicht beschädigt werden kann, da diese nicht geschützt im Fahrzeug verbaut ist.
DE 198 01 884 A1 beschreibt ein Verfahren und ein System zur Überwachung von vom Fahrer nicht direkt oder über einen Spiegel einsehbaren Räumen um ein Fahrzeug, bei dem mit Videokameras ein Bild des zu überwachenden Raumes erzeugt und auf Anzeigevorrichtungen für den Fahrer dargestellt wird. Ferner sind die Kameraeinheiten mit Mitteln zum Schwenken ausgestattet, die aufgrund entsprechender Ansteuersignale steuerbar sind.
Ferner betrifft die DE 38 25 757 A1 ein Verfahren zum Überwachen eines im wesentlichen geschlossenen Raumes zum Feststellen des Eindringens von Personen oder Gegenständen durch das Beobachten von mindestens einem Teil des Raumes mit einer lichtempfindlichen Einrichtung, wie beispielsweise eine Fernsehkamera. Unter einem geschlossenen Raum werden dabei auch Innenräume von Kraftfahrzeugen verstanden, die zum Schutz von Diebstählen überwacht werden sollen. Dazu ist ausgeführt, dass zur Abbildung der verschiedenen Bereiche eine einzige Kamera auf einen beweglichen Spiegel ausgerichtet ist, der auf einer schwenkbaren Vorrichtung angeordnet sein kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Überwachungssystem für Fahrzeuge zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch eine Überwachungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einer Kameraeinheit, einer Mikrocomputereinheit, einer Reflektoreinheit, welche insbesondere als Spiegel ausgeführt ist. Die Reflektoreinheit ist mit Mitteln zum Schwenken ausgestattet.
Die Kamera steht mit der Mikrocomputereinheit in Verbindung. Das von der Kamera aufgenommene Bild wird von der Mikrocomputereinheit verarbeitet und einem Fahrer auf einem im Sichtbereich des Fahrers angeordneten Display angezeigt. Die Reflektoreinheit ist in der Weise am oder im Fahrzeug angeordnet, daß die Kamera auf die Reflektoreinheit ausrichtbar ist und diese die gesamte Szene hinter dem Fahrzeug erfaßt. Die Mittel zum Schwenken der Reflektoreinheit stehen mit der Mikrocomputereinheit in Verbindung. Die Mikrocomputereinheit steuert diese Mittel elektromechanisch. Bei diesen Mitteln handelt es sich beispielsweise um Stellaktoren. Der rückwärtige Bereich des Kraftfahrzeuges wird von der Reflektoreinheit erfaßt und diese Szene von der Kamera über die Reflektoreinheit aufgenommen. Auf diese Weise ist es möglich, die Kameraeinheit fix im Fahrzeug zu verbauen, an einem sicheren, geschützten Ort und dennoch die Szene hinter dem Fahrzeug zu überwachen.
Die weitere Ausgestaltung der Erfindung wird anhand eines exemplarischen Ausführungsbeispiels gemäß einer FIGUR näher erläutert.
Die FIGUR zeigt schematisch einen Pkw P. Im Pkw P ist eine Mikrocomputereinheit μC angeordnet. Diese Mikrocomputereinheit μC ist über ein Bussystem M mit weiteren Einheiten, wie einer Kameraeinheit K, einer Spiegeleinheit S, einem Schwenkneigedom D, an welchem die Spiegeleinheit S angeordnet ist, sowie einer Displayeinheit T verbunden. Die Mikrocomputereinheit μC übernimmt zugleich die Masterfunktion des Bussystemes M. Bei dem Bussystem M handelt es sich in bevorzugter Weise um einen optischen und/oder optoelektronischen und/oder elektrischen Bus. In einer besonderen Ausgestaltungsform der Erfindung handelt es sich um ein Bussystem, welches nach den MOST- oder Firewire-Spezifikationen ausgelegt ist. Als besonders für das Bussystem M geeignet hat sich eine Ringtopologie ergeben.
Die Kameraeinheit K ist im hinteren Teil des Pkws P fest eingebaut bzw. verbaut. Als besonders geeignet hat sich bei Kombis eine Verbauung in einem der Radkästen und bei Stufenhecklimousinen in der Hutablage ergeben. Die Kameraeinheit K, die Optik der Kameraeinheit K, ist auf die Spiegeleinheit S ausgerichtet. Die Spiegeleinheit S ist an dem Schwenkneigedom D angeordnet. Die Spiegeleinheit S ist in der Art im oder am PKW P angeordnet, daß sie den rückwärtigen Raum des Pkws P überwacht und zugleich die zu erfassende Szene hinter dem PKW an die Kameraeinheit K spiegelt.
Am oder im Armaturenbrett, im Bereich des Fahrers, ist eine Bedieneinheit B angeordnet. Über diese Bedieneinheit B kann ein Fahrer die Spiegeleinheit S verändern und den Schwenkneigedom D steuern und somit den zu überwachenden Bereich verändern. Es besteht auch die Möglichkeit die Spiegeleinheit, welche in diesem Fall als in ihrer Form veränderbare Kunststoffeinheit mit einer verspiegelten Oberfläche realisiert ist, konkav oder konvex über Aktuatoren in der Spiegeleinheit S zu verändern. Dies hat zur Folge, daß Szenen hinter dem PKW P fokusiert werden können. In einer normalen Ausgestaltung der Erfindung ist die Spielgeleinheit S aus Verbundglas mit Verspiegelung ausgeführt.
Die Bedieneinheit B ist in bevorzugter Weise als Joystick ausgestaltet. Durch Betätigung der Bedieneinheit B wird der Schwenkneigedom D entsprechend bewegt. Bei Betätigen der Bedieneinheit B werden Signale an die Mikrocomputereinheit μC geleitet. Diese leitet die ermittelten Steuerdaten an den Schwenkneigedom D weiter, welcher wiederum somit die Spiegeleinheit S entsprechend bewegt.
Die Kameraeinheit K erfaßt über die Spiegeleinheit S die Szene hinter dem PKW P. Durch entsprechende Bewegung des Schwenkneigedoms D, welche an die Spiegeleinheit S angeordnet ist, können verschiedene Bereiche überwacht werden. So ergibt sich in einer Stellung der Sichtbereich A für normale „Rückspiegelfunktion", der Sichtbereich B, der insbesondere beim Einparken hilfreich ist.
In einer Ausgestaltungsform der Erfindung ist in der Kameraeinheit K eine Fuzzi-Logik integriert, welche die durch die Spiegeleinheit S hervorgerufene spiegelbildliche Drehung der tatsächlich vorhandenen überwachten Szene hinter dem PKW P in für den Fahrer gewohnter Form auf der Displayeinheit T angezeigt. Hierdurch werden Spiegelverzerrungen ausgeglichen, sowie die Spiegelverdrehung des Bildes. Der Fahrer des Pkws P sieht auf der Displayeinheit T die gewohnte Darstellung ohne der Verzerrungen und die Drehungen, hervorgerufen durch die Spiegeleinheit S. Über eine Menüdarstellung kann der Fahrer verschiedene Optionen für die Darstellung auf der Displayeinheit T wählen.
Bei der Displayeinheit T handelt es sich um einen LCD- oder einen TFT-Bildschirm.
In einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung ist eine Speichereinheit in das Bussystem M integriert. Diese Speichereinheit speichert jeweils die aufgenommenen Szenen der Kameraeinheit K. Hierdurch ist es möglich für den Fahrer eine Fahrt zu rekonstruieren oder den PKW P zu überwachen und eventuelle Beschädigungen seitens Dritter zu dokumentieren. Bei dieser Speichereinheit handelt es sich um einen Festspeicher und nicht um einen flüchtigen Speicher. Die Speichereinheit ist an einem Ort im PKW P angeordnet, welcher auch im Falle eines Unfalles bestens geschützt ist, wie beispielsweise unter der Rückbank des Pkws P oder unter dem Fahrer- oder Beifahrersitz oder in der Mittelkonsole.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Schwenkneigedom D durch einen Motor, insbesondere Elektromotor, und einem Relais realisiert. Auf diese Weise läßt sich die Schwenkfunktion kostengünstig realisieren.
Durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Kombination aus Kameraeinheit K, Spiegeleinheit S und Displayeinheit T vereinfacht sich die Handhabung eines Fahrzeuges für einen Fahrer erheblich. Es entfällt die bisher übliche Spiegeleinstellung bei wechselnden Fahrern, da die Displayeinheit T im Sichtbereich des Fahrers angeordnet ist und auch die Kameraeinheit K und die Spiegeleinheit S nicht verändert werden muß, auch wenn sich die Augenhöhe des Fahrers, durch Fahrerwechsel, ändert.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird durch die Anbringung der Kameraeinheit-Spiegeleinheit-Kombination am Beginn der Frontpartie des PKW P als Ersatz eines Außenrückspiegels, wobei die Displayeinheit T an die Stelle des bisherigen Außenrückspiegels rückt oder komplett durch die Displayeinheit T, welche im Fahrzeuginnenraum angeordnet ist, ersetzt ist, der Blickweg und damit der tote Winkel des Pkws P für den Fahrer reduziert werden, gegenüber einem herkömmlich bekannten Rückspiegel.
Bei gleichem Erfassungswinkel des Blickfeldes kann, gegenüber einem herkömmlichen Rückspiegel, die Spiegelfläche reduziert werden, was zu einer Reduzierung des Luftwiderstandes führt.
In einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung ist die Kameraeinheit K im inneren des Pkw P angeordnet, währen die Spiegeleinheit S außen am Pkw angeordnet ist. Hierdurch ist die Kameraeinheit K vor Diebstahl, Beschädigung, Vandalismus und Verschmutzung geschützt.

K: Kameraeinheit
P: PKW
S: Spiegeleinheit
μC: Mikrocomputereinheit
D: Schwenkneigedom
T: Diplayeinheit
B: Bedieneinheit
M: Bussystem

Claims

Vorrichtung zur Überwachung des Rückraumes eines Kraftfahrzeuges (P) bestehend aus einer Kameraeinheit (K) und einer Mikrocomputereinheit (μC), wobei die Kameraeinheit (K) mit der Mikrocomputereinheit (μC) über ein elektrisches und/oder optoelektronisches und/oder optisches Bussystem (M) verbunden ist, und die Kameraeinheit (K) im hinteren Bereich des Kraftfahrzeuges (P) angeordnet ist, wobei die Kameraeinheit (K) fest im Kraftfahrzeug (P) eingebaut und auf eine Reflektoreinheit (S) ausgerichtet ist, die Reflektoreinheit (S) mit Mitteln (D) zum Schwenken ausgestattet ist welche in Reaktion auf elektrische und/oder optoelektronische und/oder optische Ansteuersignale steuerbar sind und die Reflektoreinheit (S) die hinter dem Kraftfahrzeug (P) herrschende Szene auf die Kameraeinheit (K) leitet und wobei die Mittel (D) zum Bewegen ein Schwenkneigedom ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflektoreinheit (S) eine verspiegelte Oberfläche aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflektoreinheit (S) ein Spiegel aus Verbundglas ist.
Vorrichtung nach einem oder mehrerer der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Armaturenbrettes im Fahrzeug (P) eine Displayeinheit (T) angeordnet ist, welche die von der Kamera (K) erfasste Szene visualisiert.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrocomputereinheit (μC), die Kameraeinheit (K), die Mittel (D) zum Schwenken der Reflektoreinheit (S), die Displayeinheit (T) und eine Bedieneinheit (B) über das Bussystem (M) miteinander verbunden sind.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Displayeinheit (T) ein TFT- oder ein LCD-Bildschirm ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kameraeinheit (K) mit einer Fuzzi-Logikeinheit ausgestattet ist, welche die Verzerrungen und Drehungen der erfassten Szene, hervorgerufen durch die Reflektoreinheit (S) auf der von der Kameraeinheit (K) erfassten Szene herausfiltert, so dass bei der Darstellung auf der Displayeinheit (T) die für einen Fahrer gewohnte Darstellung dargestellt wird.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der die Mittel (D) zum Schwenken der Reflektoreinheit (S) vom Fahrer des Kraftfahrzeugs (K) über die Bedieneinheit (B) bedienbar sind.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflektoreinheit (S) konkav und konvex verformbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verformung der Reflektoreinheit vom Fahrer des Kraftfahrzeuges (P) über die Bedieneinheit (B) veränderbar ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im weiteren eine Speichereinheit an das Bussystem (M) angeschlossen ist, welche jeweils von der Kameraeinheit (K) erfasste Szenen speichert.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichereinheit im Fahrzeug an einer Stelle angeordnet ist, welche selbst bei schweren Unfällen größtmögliche Sicherheit vor Beschädigungen gewährt.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichereinheit von der Mikrocomputereinheit (μC) gesteuert wird.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bussystem (M) ein MOST-Bus oder ein Firewire-Bus ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kameraeinheit (K) eine Videokamera ist.