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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verbesserung der Sicht in
einem Kraftfahrzeug.
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Aus
der
DE 40 32 927 C2 ist
eine Vorrichtung zur Verbesserung der Sicht in einem Kraftfahrzeug mit
einer Strahlungsquelle für
infrarote Strahlung zur Bestrahlung der Umgebung des Fahrzeugs sowie
einer infrarotempfindlichen Kamera, die den bestrahlten Sichtbereich
des Fahrers erfasst und die erfassten Bilddaten mit einer als Head-up-Display
ausgebildeten Anzeigevorrichtung dem Fahrer zur Verfügung stellt,
in dem die Bilddaten als virtuelles Bild der äußeren Landschaft visuell überlagert
werden, bekannt. Mit dieser Vorrichtung kann der Fahrer nachts oder bei
schlechter Witterung erheblich besser sehen, insbesondere bei Blendung
durch entgegenkommende Fahrzeuge. Durch die Verwendung von infraroter Strahlung
blendet er hingegen den entgegenkommenden Verkehr nicht. Derartige
Vorrichtungen werden auch als Nachtsichtsysteme bezeichnet.
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Durch
die verbesserte Sicht kann der Fahrzeugführer dazu verleitet werden,
ausschließlich
auf das Display zu schauen und nicht mehr die Umgebung direkt zu
beobachten, was zu Fehlinterpretationen führen kann. Insbesondere besteht
die Gefahr, dass die Sichtweite überschätzt wird
und aufgrund der vermeintlich besseren Sicht zu schnell gefahren wird.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Verbesserung
der Sichtverhältnisse
in einem Kraftfahrzeug anzugeben, welche diese Nachteile verringert
und dadurch die Verkehrssicherheit erhöht.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Verbesserung der Sichtverhältnisse
in einem Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Vorrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Verbesserung der Sichtverhältnisse
in einem Kraftfahrzeug ist neben der Strahlungsquelle für infrarote Strahlung,
der infrarotempfindlichen Kamera, dem Display zur Darstellung der
durch die Kamera erfassten Bilddaten und der Steuereinheit zur Steuerung der
Vorrichtung. Während
des Betriebs der Vorrichtung werden auf dem Display durch gesteuertes
Einschalten und Ausschalten zeitlich begrenzt Bilddaten dargestellt.
Es hat sich dabei bewährt,
den Ausschaltvorgang gleitend auszubilden, so dass die Bildwiedergabe
nicht abrupt sondern über
einen gewissen Zeitraum fließend
von der vollwertigen Bilddatendarstellung zu dem ausgeschalteten
Zustand ohne Bilddarstellung übergeht.
Dabei kann dieses gleitende Ausschalten insbesondere dadurch erreicht
werden, dass die Helligkeitswerte oder Kontrastwerte der Bilddarstellung
bzw. des Displays dahingehend eingeschränkt werden, dass kontinuierlich
ein immer geringerer Helligkeitsbereich bzw. Kontrastbereich zur
Verfügung
steht. Diese Reduktion des Helligkeits- oder Kontrastbereichs wird
soweit geführt,
bis diese Bereiche auf Null geschrumpft sind und damit das Display
ausgeschaltet ist. Alternativ hierzu hat es sich auch bewährt, die
Bilddaten durch ein künstliches
Rauschen zu verfremden und die Verfremdung immer stärker werden
zu lassen, was durch eine Erhöhung
des Rauschanteils erreicht wird, bis die Bilddaten praktisch nicht
mehr erfassbar sind. Dieser Zustand entspricht dem ausgeschalteten
Display, da dieses Display nicht mehr geeignet ist, die darzustellenden
Bilddaten der erfassten infrarotbestrahlten Umgebung darzustellen.
Auch ist es möglich
das gleitende Ausschalten durch eine gleitendes Überblenden zu realisieren.
Hier werden die erfassten Bilddaten gleitend in ein anderes darzustellendes Bild übergeführt indem
zuerst die reinen erfassten Bilddaten ausgegeben werden, um dann über eine Mischung
der erfassten Bilddaten mit dem anderen darzustellenden Bild zu
dem reinen dem anderen darzustellenden Bild auszugeben. Dabei ist
das andere darzustellende Bild typisch ein einfaches Statisches
Bild vorzugsweise ohne Bezug zu einer Darstellung der Umgebung.
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Darüber hinaus
gelingt es, durch das durch die Betriebsweise der Vorrichtung erzwungene
Lösen von
der Displaydarstellung der Umgebung die Gefahr der Überschätzung der
Sichtverhältnisse
und damit der Gefahr des zu schnellen Fahrens tendenziell zu reduzieren,
da der Fahrzeugführer
sich nun nicht ausschließlich
auf die verbesserte Sicht, welche durch die erfindungsgemäße Vorrichtung
geschaffen wird, verlassen kann. Insgesamt führen diese Aspekte zu einer
Verbesserung der Sicherheit für
den Fahrzeugführer
bzw. den Fahrer und damit auch für
den gesamten Verkehr und die darin beteiligten Personen.
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Vorzugsweise
wird dieser Ausschaltvorgang als linear verlaufender gleitender Übergang
realisiert, was mittels einer nicht zu komplizierten Steuerung ermöglicht ist.
Alternativ hierzu sind auch nicht lineare Verläufe denkbar. Diese erfin dungsgemäße Ausbildung
der Vorrichtung mit einem gleitenden Ausschaltvorgang stellt sicher,
dass der Benutzer vor dem endgültigen
Ausschalten der Bilddarstellung des Displays einen Hinweis auf die
bevorstehende endgültige
Beendigung der Bilddarstellung erhält und somit nicht unangenehm überrascht
wird. Dies wirkt sich positiv auf die Reduktion der Unfallgefahr
aus.
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Dabei
hat es sich besonders bewährt
das gleitende Ausschalten über
einen gewissen Zeitraum zeitabhängig
zu steuern. Dabei wird der gleitende Ausschaltvorgang als Funktion
der Zeit insbesondere nach einem linear Zusammenhang realisiert.
Dieser zeitliche lineare Verlauf hat sich als einfach und sicher
zu realisierender gleitender Verlauf bewährt.
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Nach
einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung zeigt die Vorrichtung
eine Einheit zur Bestimmung oder Erfassung einer empfohlen Höchstgeschwindigkeit
Vmax, welche mit der Steuereinheit verbunden
ist. Der Steuereinheit wird durch einen im Fahrzeug angeordneten
Geschwindigkeitssensor, welcher mit der Vorrichtung verbunden ist,
ein aktuelles Signal zur Fahrzeugsgeschwindigkeit V zugeführt. Abhängig von
der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit V wird dann die Vorrichtung
durch die Steuereinheit dahingehend gesteuert und damit aus- bzw.
eingeschaltet, dass die Darstellung der erfassten Bilddaten in dem
Display im Wesentlichen nur beim Unterschreiten der empfohlenen
Maximalgeschwindigkeit Vmax erfolgt. Dadurch
ist gewährleistet, dass
der Fahrzeugführer
sich nicht auf den subjektiven Eindruck einer aufgrund der Vorrichtung
besonders guten, überschätzten Sicht
verlassen kann und dementsprechend seine Fahrzeuggeschwindigkeit
V unangemessen hoch entsprechend seiner fehlinterpretierten Sichtweite
wählt.
Durch das geschwindigkeitsabhängige
Abschalten beim Überschreiten
der empfohlenen maximalen Geschwindigkeit Vmax ist
gewährleistet, dass
der Fahrzeugführer
gezwungen ist, sich dann nach der direkten Erfassung der Fahrzeugumgebung,
d. h. beispielsweise bei Nacht oder bei schlechter Sicht nach der
gewöhnlichen
Erfassung der Fahrzeugumgebung zu richten und sich nicht der verbesserten
Sicht durch die Vorrichtung, welche ihm über das Display zur Verfügung gestellt
werden kann, bedienen kann. Durch dieses Abschalten ist er somit gezwungen,
seine Geschwindigkeit regelmäßig zu überdenken,
da er nun nicht mehr die verbesserte Sicht zur Verfügung hat
und dementsprechend seine Fahrgeschwindigkeit entsprechend der tatsächlichen Sicht
im sichtbaren Bereich des Lichts also ohne Unterstützung durch
infrarote Strahlung wählen
und dementsprechend reduziert wählen
muss. Dies führt dazu,
dass der Fahrer nun auf Basis der schlechteren Sicht regelmäßig seine
Fahrzeuggeschwindigkeit reduzieren wird, was sich positiv auf die
Verkehrssicherheit auswirkt.
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Es
hat sich besonders bewährt
die Einheit zur Bestimmung oder Erfassung der empfohlen Höchstgeschwindigkeit
Vmax mit einer Bildauswerteeinheit zu versehen.
Mittels derer die erfassten Bilddaten im Hinblick auf die Bestimmung
der empfohlenen Maximalgeschwindigkeit ausgewertet werden.
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Auch
hat es sich besonders bewährt,
das gleitende Ausschalten des Displays als Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit
v bzw. als Funktion der Differenz zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit
v und der empfohlen Höchstgeschwindigkeit
Vmax zu steuern. Dadurch ist auf sehr eingängliche
Weise sichergestellt, dass mit immer größerer Annäherung der Fahrzeuggeschwindigkeit
v an die empfohlene Höchstgeschwindigkeit
Vmax die im Display wiedergegeben erfassten
Bilddaten immer weniger dem Benutzer zur Verfügung stehen beziehungsweise
immer weniger informativ sind. Somit ist gewährleistet, dass einerseits
frühzeitig über ein
Annähern
an die empfohlen Höchstgeschwin digkeit
Vmax und damit auf das Ausschalten des Displays
informiert wird und anderseits dem Benutzer ein Maß für die Annäherung vermittels
wird. Dies erfolgt auf eine sehr intuitive Weise. Dadurch wird auf
sehr einfache und sichere Weise dem Benutzer der Bedarf eines direkten
Betrachtens der Fahrzeugumgebung nahe gelegt. Dies führt zu einem
verbesserten Fahrverhalten.
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Dabei
werden die erfassten Bilddaten bevorzugt mittels einer Bilddatenauswerteeinheit
auf ihre Eigenschaften beispielsweise die Helligkeit bzw. Kontrastwerte
im Hinblick auf eine Bestimmung der Umgebungszustandes ausgewertet
und in Abhängigkeit
dieser Eigenschaften dann mittels der Steuereinheit die empfohlene
Maximalgeschwindigkeit Vmax bestimmt. Dies
erfolgt entweder anhand einer Referenztabelle, in der ein Maß für die jeweiligen
Eigenschaften ins Verhältnis
zu einem Maß für die maximale
empfohlene Geschwindigkeit Vmax gesetzt
ist oder durch eine arithmetische beispielsweise durch eine direkte
Umrechnungsvorschrift, welche beispielsweise auf Basis der mittleren
Helligkeit oder des mittleren Kontrastes der Bilddaten eine bestimmte
maximale empfohlene Geschwindigkeit Vmax berechnet. Durch
diese Bestimmung der Maximalgeschwindigkeit Vmax abhängig von
den aktuellen Bilddaten gelingt es, ein sehr aktuelles Verhalten
der Vorrichtung bzw. Steuerungsverhalten, welches sich an den aktuellen
Bilddaten und damit an der aktuellen Umgebungssituation orientiert,
zu gewährleisten.
Damit ist sichergestellt, dass abhängig von den jeweiligen Umgebungssituationen
und damit den jeweiligen Sichtverhältnissen die passende maximale
Geschwindigkeit Vmax gewählt wird und dadurch der Fahrzeugführer verlässlich dazu
gebracht wird, sich nicht zu sehr auf die Darstellung der Bilddaten
in dem Display zu verlassen. Dadurch gelingt es den Fahrer von einer ausschließlichen
Berücksichtigung
der im Display dargestellten Bilddaten fernzuhalten und ihn zumindest
zu einer ergänzenden
Berücksichtigung
der Umgebung durch direkte Erfassung zu veranlassen. Dies führt zu einer
merklichen Verbesserung des Fahrverhaltens und damit der Sicherheit
des Fahrzeugsführers,
des Fahrzeugs aber auch des gesamten Verkehrs.
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Auch
hat es sich bewährt,
die erfassten Bilddaten auf ihren Darstellungsgehalt im Hinblick
auf den Umgebungszustand insbesondere auf den Fahrbahnverlauf, den
Fahrbahnzustand, den Wetterzustand, die vorhandenen Verkehrszeichen
oder das Verkehrsaufkommen auszuwerten und daraus insbesondere mittels
eines Klassifikators die Maximalgeschwindigkeit Vmax zu
bestimmen. Wird beispielsweise durch den Klassifikator der Fahrbahnverlauf
als kurvige Strecke oder als Autobahn oder ein Verkehrszeichen am
Straßenrand
als geschwindigkeitsrelevantes Verkehrszeichen bewertet bzw. ausgewertet, so
wird entsprechend dieser Bewertung die maximale, empfohlene Geschwindigkeit
Vmax gewählt.
Diese Wahl erfolgt typisch anhand einer Referenztabelle. Beispielsweise
wird bei einer kurvenreichen Streckenführung die empfohlene Maximalgeschwindigkeit
Vmax geringer gewählt als bei einem geradlinigen Verlauf
oder bei einer Autobahn. In entsprechender Weise werden bei dem
Vorliegen von geschwindigkeitsbegrenzenden Verkehrszeichen diese
erkannt und beispielsweise durch den Klassifikator bewertet und
dadurch die maximale, empfohlene Geschwindigkeit bestimmt und zur
Grundlage der Steuerung durch die Steuereinheit gemacht.
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In
entsprechender Weise hat es sich bewährt, durch die Bildauswerteeinheit
den Fahrbahnzustand zu erfassen und abhängig vom Fahrbahnzustand die
Maximalgeschwindigkeit zu wählen.
Wird beispielsweise mittels der Bildauswerteeinheit ein sehr schlechter
Fahrbahnzustand bestimmt, der beispielsweise aufgrund von Schnee-
oder Eisbelag oder Nässe
aber auch durch ungleichmäßige Bodenbeschaffenheit
gegeben sein kann, so wird die maximale Geschwindigkeit Vmax gering gewählt, während bei trockener, gleichmäßig glatter
Fahrbahnoberfläche
und damit gutem Fahrbahnzustand die empfohlene maximale Fahrzeuggeschwindigkeit
Vmax hoch, nahe oder gleich der gesetzlich
zugelassenen Maximalfahrgeschwindigkeit gewählt wird.
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Mit
Hilfe der Bildauswerteeinheit lässt
sich auch der Wetterzustand insbesondere die Sichtweite oder auch
das Vorhandensein von Regen oder Schnee bzw. Nebel bestimmen und
daraus ein Maß für die maximale
empfohlene Geschwindigkeit ableiten. Diese spezifische umgebungsabhängige Bestimmung
der Maximalgeschwindigkeit ermöglicht es,
das Display sehr verlässlich
und sicher so auszuschalten bzw. einzuschalten, dass der Fahrzeugführer in
einem angemessenen Geschwindigkeitsbereich die verbesserte Sicht
durch die erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Verfügung
hat während
er bei einer Geschwindigkeit außerhalb
dieses angemessenen Geschwindigkeitsbereiches, d. h. oberhalb der empfohlenen
Maximalgeschwindigkeit Vmax die verbesserte
Sicht nicht zur Verfügung
hat, was ihn zu einem direkten Wahrnehmen der Umgebung bringt und ihn
zu einer Überprüfung, zu
einem Überdenken
der Fahrgeschwindigkeit und regelmäßig zu einem Verringern der
Fahrgeschwindigkeit bringt. Dies führt erfahrungsgemäß zu einer
wesentlich sichereren Fahrweise.
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Vorzugsweise
wird die Darstellung auf dem Display wieder eingeschaltet, sobald
die Fahrzeuggeschwindigkeit V unter eine vorgegebene Grenzgeschwindigkeit,
welche vorzugsweise gleich der empfohlenen Maximalgeschwindigkeit
Vmax oder im Bereich dieser liegt, sinkt.
Dies führt
dazu, dass die verbesserte Sicht bei angemessener Geschwindigkeit regelmäßig zur
Verfügung
steht, während
sie bei zu hoher Geschwindigkeit – also oberhalb der empfohlenen
Maximalgeschwindigkeit Vmax – ent sprechend dem
Steuerungsverhalten durch die Steuereinheit nicht zur Verfügung steht.
Dies führt
zu einer merklich verbesserten Verkehrssicherheit.
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Es
hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, die erfindungsgemäße Vorrichtung
dahingehend weiterzubilden, dass ein Einschalten des Displays bei
Unterschreitung der Fahrzeuggeschwindigkeit V um die Geschwindigkeitsdifferenz
V0 im Bereich von wenigen Kilometern pro
Stunde unter die Maximalgeschwindigkeit Vmax erfolgt.
Durch dieses „verspätete" Einschalten der
Darstellung in dem Display gelingt es, ein Schaltverhalten in der
Art einer Hysterese zu realisieren, was ein unangenehmes Hin- und
Herschalten bzw. ein Art flackern des Displays durch das durch die
Steuereinheit gesteuerte Ausschalten bei Überschreiten der Maximalgeschwindigkeit
Vmax und das Einschalten bei Unterschreiten
der Maximalgeschwindigkeit Vmax verhindert
werden kann. Dies gelingt bevorzugt durch Wahl der Geschwindigkeitsdifferenz
V0 im Bereich von einigen Prozent der empfohlenen
Höchstgeschwindigkeit
Vmax und damit typisch im Bereich von einigen
Kilometern pro Stunde, vorzugsweise im Bereich von 5 der durch die
ausgewertete, empfohlene Maximalgeschwindigkeit Vmax. Durch
eine vorgegebene Geschwindigkeitsdifferenz V0 im
Bereich von einigen Kilometern je Stunde ist eine sehr einfache
und sichere Steuerung der Vorrichtung gewährleistet, welche sehr einfach
und kostengünstig
zu realisieren ist. Die Anknüpfung
der Geschwindigkeitsdifferenz V0 an die
empfohlene maximale Geschwindigkeit Vmax gewährleistet
eine dynamische situationsgepasste Steuerung des differenzierten
Einschalt- bzw. Ausschaltprozesses des Displays bzw. der Kamera,
was zu einem sehr angenehmen Steuerverhalten der Vorrichtung führt. Eine
solche situationsangepasste Steuerung erweist als sehr angenehm
für den
Fahrzeugführer,
was sich sehr positiv auf sein Fahrverhalten und damit auf die Verkehrssicherheit
auswirkt.
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Darüber hinaus
hat es sich besonders bewährt,
die Steuerung durch die Steuereinheit so zu wählen, dass das Display nicht
im Zeitpunkt der Überschreitung
der empfohlenen Maximalgeschwindigkeit Vmax sondern
eine vorgegebene Zeitspanne t0 später, also
verzögert,
ausgeschaltet wird. Durch dieses verzögerte Ausschalten ist gewährleistet,
dass ein schnelles, kurzfristiges hintereinandererfolgendes Aus-
und Einschalten nicht stattfindet. Ein solches Hin- und Herschalten
führt zu
einer großen
Ablenkung des Fahrzeugführers
und führt
somit zu einer Verschlechterung der Verkehrssicherheit, was erfindungsgemäß gerade
verhindert werden soll. Durch diese Ausbildung der Steuereinheit
zum um eine Zeitspanne t0 verzögerten Ausschalten
der Displayeinheit, der Strahlungsquelle bzw. der Kamera ist sichergestellt,
dass auf sehr einfache und kostengünstige Weise eine angenehme
und verlässliche
Darstellung der Umgebung des Fahrzeugs durch die erfindungsgemäße Vorrichtung
gegeben ist. Dabei liegt die Zeitspanne t0 bevorzugt
im Bereich einer halben Minute oder wenigen Minuten. Dies führt zu einer
Erhöhung
der Verkehrssicherheit.
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Nach
einer anderen bevorzugten Ausbildung der Erfindung ist neben den
Ein- und Ausschalter für die
Vorrichtung ein zusätzlicher
Schalter zum Einschalten des Displays und/oder der Kamera bzw. der Strahlungsquelle
der Vorrichtung vorgesehen. Dieser zusätzliche Schalter ermöglicht das
aktive bewusste Einschalten der Bilddarstellung in dem Display,
nachdem das Display bzw. die Kamera ausgeschaltet worden sind. Damit
ist gewährleistet,
dass der Fahrzeugführer
bedarfsgemäß durch
Betätigen
des zusätzlichen
Schalters die Vorrichtung vollständig
und damit das mit allen ausgeschalteten Komponenten – insbesondere
das Display, die Kamera und die Strahlungsquelle – in Betrieb
nehmen kann und damit in den Vorteil der verbesserten Sicht gelangen
kann. Dabei hat es sich besonders be währt, den zusätzlichen Schalter
im Bereich des Lenkrads insbesondere in Form des Lichthupenschalters
oder einer Wippe am Lenkrad zu realisieren. Durch die Anordnung
des zusätzlichen
Schalters im Bereich des Lenkrades gelingt es, eine Betätigung des
Schalters zu erreichen, ohne dass das Lenkrad vollständig durch
eine oder beide Hände
losgelassen werden muss. Dies führt
zu einer sehr sicheren Handhabung der Vorrichtung und damit zu einer
Erhöhung
der Verkehrssicherheit. Besonders bewährt hat sich die Verwendung
des Lichthupenschalters als zusätzlicher
Schalter für
die Vorrichtung, wodurch sichergestellt ist, dass durch Betätigen des
Lichthupenschalters nicht nur die Lichthupe sondern auch das Display
bzw. die Kamera wieder in Betrieb genommen wird. Dies führt dazu,
dass die durch die Infrarotstrahlungsquelle bestrahlte Fahrzeugumgebung
durch die Kamera zumindest teilweise erfasst wird und die erfassten
Bilddaten auf dem Display zur Darstellung gebracht werden können.
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Nach
einer bevorzugten Ausbildung der Vorrichtung ist die Steuereinheit
so ausgebildet, dass zusätzlich
zum Display die Kamera ausschaltbar ist. Dabei wird die Kamera mit
dem Display abschaltet oder kurze Zeit nach dieser. Damit gelingt
es, dass während
des Betriebes des Displays stets die Kamera in Betrieb ist und Bilddaten
liefern kann, die im Display zur Darstellung gebracht werden können. Alternativ
oder ergänzend
zur Kamera wird durch die Steuereinheit gesteuert auch die Strahlungsquelle ein-
bzw. ausgeschaltet. Dadurch ist sichergestellt, dass ein sehr effizienter
und sicherer Betrieb der Vorrichtung gewährleistet ist, ohne dass die
Funktionsfähigkeit
der Vorrichtung eingeschränkt
ist. Auch wird erreicht, dass die Kamera bzw. die Strahlungsquelle als
starken Energieverbraucher, welche nur sehr langsam wieder in Betrieb
genommen werden können,
nicht zu früh
und damit entweder mit dem Display oder unmittelbar nach ihm oder
erst viel später ausgeschaltet
wird. Die wirkt sich sehr positiv auf den Energieverbrauch der Vorrichtung
aus, was die Einsetzbarkeit der Vorrichtung merklich verbessert.
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Es
hat sich besonders bewährt,
die Vorrichtung zur Verbesserung der Sichtverhältnisse so auszubilden, dass
die Steuereinrichtung mit der Strahlungsquelle für infrarote Strahlung verbunden
ist und geeignet ist, diese Strahlungsquelle abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit
V in ihre Strahlungsleistung und/oder in der Ausrichtung der Strahlung
zu steuern. Dabei wird die Strahlungsquelle entweder auf elektronischem
oder auf Basis von mechanischen veränderlichen Einstellungen so
verändert, dass
unterschiedliche Bereiche der Umgebung ggf. mit unterschiedlichen
Strahlungsleistungen bestrahlt werden. Durch diese Ausbildung gelingt
es, eine sehr wirkungsvolle Erfassung des relevanten Bereiches der
Umgebung des Fahrzeuges zu erreichen und dadurch durch die Kamera
diesen wirkungsvoll bestrahlten Umgebungsbereich sicher zu erfassen
und dem Fahrzeugführer
zur Verfügung
zu stellen, was zu einer verbesserten Sicht führt, die in Verbindung mit dem
gezielten geschwindigkeitsabhängigen
Ausschalten oder auch Einschalten eine besonders vorteilhafte und
sichere Vorrichtung zur Verbesserung der Sichtverhältnisse
schafft. Dabei wird die Strahlungsquelle bevorzugt so gesteuert,
dass mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit die Ausrichtung der
Strahlungsquelle weiter in den Bereich vor das Fahrzeug erfolgt
bzw. alternativ oder ergänzend
die Strahlungsleistung erhöht
wird. Auch hat es sich bewährt,
den Öffnungswinkel
des Strahlungskegels der infraroten Strahlung der Strahlungsquelle
bei zunehmender Geschwindigkeit V zu erweitern. Dies führt insgesamt
zu einer besseren Beleuchtung, was insbesondere die Bildauswertung
hinsichtlich der Bestimmung der maximalen Fahrzeuggeschwindigkeit wesentlich
verlässlicher
gestaltet, und somit zu einer besseren und angenehmeren Steuerung
des Displays bzw. der Kamera führt.
Ergänzend
lässt sich
die Bildauswertung der Kamera entsprechend der ausgerichteten Strahlungsquelle
adaptiv anpassen was wiederum zu einer Verbesserung der Auswertequalität und zu
einer Verbesserung der Darstellung in dem Display führt.
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Im
folgenden wird die Erfindung anhand einer beispielhaften Realisierung
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Verbesserung der Sichtverhältnisse
in einem Kraftfahrzeug erläutert.
Die Erfindung ist nicht auf diese Ausbildung beschränkt.
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1 zeigt
einen schematischen Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Verbesserung der
Sichtverhältnisse
in einem Kraftfahrzeug.
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Diese
Vorrichtung zeigt eine Strahlungsquelle 2 für infrarote
Strahlung welche infrarote Strahlung mit einer Wellenlänge von
etwa 800 nm ausstrahlt. Die Strahlungsquelle 2 ist als
Infrarotlaser realisiert. Diese Strahlungsquelle 2 ist
im Frontbereich des Fahrzeugs im Bereich der Scheinwerfer angeordnet und
beleuchtet den Bereich vor dem Fahrzeug. Zusätzlich zeigt diese Vorrichtung
eine infrarotempfindliche Kamera 3, welche so in dem Fahrzeug
angeordnet und ausgerichtet ist, dass sie zumindest einen Teil der
durch die infrarote Strahlungsquelle 2 bestrahlten Umgebung
erfasst und die erfassten Bilddaten über die Steuereinheit 1 dem
Display 4 zuführt. Mit
dem Display 4 werden die ihr zugeführten von der Kamera 3 erfassten
Bilddaten dargestellt und somit einem Fahrzeugführer zur Verfügung gestellt.
Die Steuereinheit 1 steuert dabei die infrarote Strahlungsquelle 2,
die Kamera 3 und das Display 4.
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Die
infrarote Strahlungsquelle 2 strahlt dabei infrarote Strahlung
aus, die von der Umgebung zumindest teilweise reflektiert wird und
als reflektierte Strahlung von der infra rotempfindlichen Kamera 3 erfasst
und in Bilddaten gewandelt wird. Diese Bilddaten werden durch das
Display 4 entweder unmittelbar oder nach eine gewissen
Bildsignalverarbeitung mittels der Bildauswerteeinheit wiedergegeben.
Somit ist das im Display 4 dargestellte Bild ein infrarotes Abbild
der Umgebung des Fahrzeuges. Da die infraroten Reflektions- bzw.
Strahlungseigenschaften der Umgebung sich von den Eigenschaften
im sichtbaren Lichtbereich unterscheiden, unterscheidet sich auch das
dargestellte Bild von der direkten Sicht des Fahrzeugführers auf
die Umgebung. Durch die Verwendung der Vorrichtung gelingt es, diese
Unterschiede vorteilhaft zu nutzen, was zu einer verbesserten Sicht insbesondere
bei Nacht, aber auch bei schlechten Witterungsverhältnissen
wie bei Regen oder bei Nebel führt.
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Die
Steuereinheit 1 steuert dabei abhängig von den erfassten Bilddaten
das Display 4 so, dass die Bildwiedergabe zielgerichtet
ein- oder ausgeschaltet wird. Dies erfolgt so, dass beim Überschreiten
der Fahrzeuggeschwindigkeit v über
die Maximalgeschwindigkeit vmax ein Ausschalten
des Displays und bei Unterschreiten ein Einschalten bewirkt wird.
Dabei ist ein Geschwindigkeitssensor vorgesehen ist, welcher mit
der Steuereinheit verbunden ist und die Fahrzeuggeschwindigkeit
v an die Steuereinheit 1 weiterleitet. Darüber hinaus
ist eine Bildauswerteeinheit 6 vorgesehen, welche mit der
Kamera und der Steuereinheit verbunden ist und welche die erfassten
Bilddaten auf die empfohlene Maximalgeschwindigkeit vmax auswertet
und diese der Steuereinheit 1 zuführt. Die Steuereinheit steuert
mit diesen Informationen das Display.
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Die
erfassten Bilddaten werden dabei mittels einer Bilddatenauswerteeinheit 6 auf
ihre Eigenschaften beispielsweise die Helligkeitswerte bzw. Kontrastwerte
ausgewertet und in Abhängigkeit
dieser Eigenschaften dann die Maximalgeschwindigkeit vmax ermittelt
und anschließend
mittels der Steuereinheit 1 das Display 4 ein-
oder ausgeschaltet. Das Ein- oder Ausschalten erfolgt beispielsweise
anhand einer Referenztabelle, in der ein Maß für die jeweiligen Eigenschaften
ins Verhältnis
zu der Maximalgeschwindigkeit vmax enthalten
ist. Durch diese Ausbildung der Vorrichtung gelingt es, ein sehr
aktuelles Verhalten der Vorrichtung bzw. Steuerungsverhalten, welches
sich an den aktuellen Bilddaten und damit anhand der aktuellen Umgebungssituation
zur Bestimmung der Maximalgeschwindigkeit vmax orientiert, zu
gewährleisten.
Damit ist sichergestellt, dass abhängig von der jeweiligen Umgebungssituation
und damit der jeweiligen Sichtverhältnisse angemessene Ein- bzw.
Ausschaltzeitpunkte gewählt
werden und dadurch der Fahrzeugführer
verlässlich
dazu gebracht wird, sich nicht zu sehr auf die Darstellung der Bilddaten
in dem Display 4 zu verlassen. Dadurch gelingt es, den
Fahrer von einer ausschließlichen
Berücksichtigung
der im Display 4 dargestellten Bilddaten fernzuhalten und
ihn zumindest zu einer ergänzenden
Berücksichtigung
der direkten Umgebung zu veranlassen. Dies führt zu einer merklichen Verbesserung
des Fahrverhaltens und damit der Sicherheit des Fahrzeugführers, des
Fahrzeuges aber auch des gesamten Verkehrs.
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Die
Steuereinheit 1 ist so ausgebildet, dass das Beenden der
Bilddarstellung und damit das Ausschalten des Displays 4 gleitend
realisiert wird. Dabei werden die erfassten Bilddaten künstlich
während des
gleitenden Ausschaltens durch Hinzufügen von Rauschkomponenten künstlich
verschlechtert, bis nur noch Rauschen in dem Display 4 dargestellt
werden und damit das Display 4 quasi ausgeschaltet werden
kann. Mit zunehmendem Rauschen wird die erfassbare Bildinformation
und damit die dargestellten Bilddaten weniger nützlich für den Fahrzeugführer, welcher
dementsprechend immer mehr geneigt ist, sich die Fahrzeugumgebung
direkt anzuschauen und direkt zu erfassen.
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Durch
dieses gleitende Ausschalten ist gewährleistet, dass der Fahrzeugführer vor
dem bevorstehenden endgültigen
Ausschalten vorgewarnt ist und damit nicht durch das endgültige Ausschalten überrascht
ist. Dies hat sich als sehr positiv für den Fahrzeugführer herausgestellt.
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Ein
völliges
Ausschalten des Displays 4 ist nicht erforderlich, allein
die Beendigung der Bilddarstellung ist ausreichend für die Funktionsfähigkeit
der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Das Ausschalten des Displays 4 bewirkt bei dem Fahrzeugführer das Erfordernis
sich mit dem Blick von dem Display 4 zu lösen und
den Blick wieder direkt auf die Fahrzeugumgebung zu lenken. Damit
ist sichergestellt, dass er sich nicht durch die verbesserte Sicht,
welche durch die erfindungsgemäße Vorrichtung
geschaffen ist, blenden lässt
und auf Basis der verbesserten Sicht die eigenen Fähigkeiten,
das Fahrzeug oder die äußeren Umstände fehlinterpretiert
und beispielsweise zu schnell bzw. mit nicht angepasster Geschwindigkeit
fährt.
Vielmehr wird er durch das Ausschalten des Displays 4 veranlasst,
sich der direkten Betrachtung der Fahrzeugumgebung zuwenden und
sein Fahrverhalten regelmäßig den
dann ihm zur Verfügung
stehenden Sichtverhältnissen
anpassen und nach einem erneuten Einschalten der Vorrichtung bzw.
der Bilddarstellung des Displays 4 wieder die verbesserte
Sicht nutzen, ohne automatisch der Fehleinschätzung der Situation zu unterliegen.
Diese Wirkung hat sich als sehr vorteilhaft und sehr durchschlagend
erwiesen.
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Neben
dem Ausschaltens des Displays 4 beim Überschreiten der Maximalgeschwindigkeit
vmax hat die Steuereinheit 1 auch
die Steueraufgabe, die Kamera 3 in entsprechender Weise
also gleichzeitig oder kurz danach auszuschalten. Diese zusätzliche Steueraufgabe
gewährleistet
einen sehr wirkungsvollen Betrieb der Vorrichtung, wobei einerseits
die Funktionsfähig keit
der Vorrichtung uneingeschränkt erhalten
ist aber zum andern der Energieverbrauch der Vorrichtung merklich
abgesenkt ist. Der Energieverbrauch einer derartigen Vorrichtung
ist in einem Fahrzeug von besonderer Bedeutung, da ein derartiges
Fahrzeug eine Vielzahl von elektronischen Komponenten aufweist,
von denen eine Vielzahl gleichzeitig im Betrieb ist und dementsprechend
eine beachtliche Menge an Energie verbraucht, welche durch das Fahrzeug
mit seiner autonomen Energieversorgung nur begrenzt zur Verfügung gestellt
werden kann.
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Darüber hinaus
ist die Steuereinheit 1 mit dem Lichthupenschalter 5 verbunden,
welcher als zusätzlicher
Schalter im Bereich des Lenkrads angeordnet ist. Mit der Betätigung der
Lichthupe wird das Display 4 bzw. die Kamera 3 oder
auch die Strahlungsquelle 2 wieder aktiviert und durch
die Steuereinheit 1 gesteuert eingeschaltet. Durch diese
einfache Ausbildung eines zusätzlichen
Schalters für
das Einschalten des Displays 4 bzw. der Kamera 3 bzw. der
Strahlungsquelle 2 ist eine sehr robuste und sichere und
einfach zu handhabende Vorrichtung geschaffen, die einerseits eine
verbesserte Sicht für den
Fahrzeugführer
zur Verfügung
stellt, andererseits das unerwünschte
ausschließliche
Fahren nach dem Display verhindert und andererseits die Betätigung ohne
wesentliche Schwierigkeiten ermöglicht. Durch
die Verwendung des Lichthupenschalters 5 gelingt es, den
Fahrer durch Betätigung
der Lichthupe parallel das Display 4 bzw. die Kamera 3 in
Betrieb zu nehmen, ohne dass er das Lenkrad aus dem sicheren Griff
lassen muss. Dies führt
zu einer sehr sicheren Handhabung der Vorrichtung und damit zu einer
Erhöhung
der Verkehrssicherheit.
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Die
beschriebene Vorrichtung zeigt somit ein Ausschalten einzelner Komponenten 3, 4 in
Abhängigkeit
der gefahrenen Fahr zeuggeschwindigkeit V. Durch diese Ausbildung
der Vorrichtung gelingt es, Fehlvorstellungen beim Fahrzeugführer hinsichtlich der
Fahrsituation einzuschränken
und damit die Verkehrssicherheit für den Fahrzeugführer, das
Fahrzeug und den gesamten Verkehr zu erhöhen.