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Die Erfindung bezieht sich auf ein System zur Spurverlassenswarnung und/oder Spurhaltefunktion in einem Kraftfahrzeug, umfassend eine seitlich an dem Kraftfahrzeug angeordnete Kamera.
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Ein solches System ist beispielsweise bekannt aus der
DE 10 2005 039 895 A1 . Dabei ist eine in einem Außenspiegelgehäuse des Kraftfahrzeuges angeordnete Kamera vorgesehen, um eine aus der Fahrbahnoberfläche bzw. deren seitlicher Fortsetzung herausragende Mittelleitplanke zu detektieren. Die Vorrichtung der
DE 10 2005 039 895 A1 ist somit nur vorteilhaft einsetzbar auf Straßen, die eine solche Mittelleitplanke besitzen.
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Das Dokument
DE 10 2004 036 044 A1 offenbart eine Anordnung zur Erfassung von Bewegungen eines Fahrzeugs in Bezug auf eine Fahrbahn, bei der an beiden Längsseiten des Fahrzeugs mindestens ein optischer Abstandssensor auf die Fahrbahn gerichtet ist und den Abstand zur Fahrbahn misst und bei der aus der Differenz der Messergebnisse beider Seiten ein Maß für den Wankwinkel des Fahrzeugs berechnet wird.
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Das nachveröffentlichte Dokument
DE 10 2005 056 976 A1 offenbart eine Einrichtung zur Umfelderfassung für ein Fahrzeug, mit einer Sensoreinrichtung, welche zum Erfassen von Informationen über den bezüglich der Fahrtrichtung zum jeweiligen Zeitpunkt seitlich neben dem Fahrzeug gelegenen Teil des Umfeldes ausgerichtet ist, und mit einer Verarbeitungseinrichtung, bei der ein erster Verarbeitungsmodus vorgesehen ist, welcher die Informationen zu Abstandswerten des Fahrzeugs von Hindernissen im Umfeld verarbeitet, sowie ein zweiter Verarbeitungsmodus vorgesehen ist, welcher die Informationen zu einem Vorhersagewert verarbeitet, inwiefern das Fahrzeug vom Fahrweg abzukommen droht.
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Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines einfachen Systems zur Spurverlassenswarnung und/oder Spurhaltefunktion in einem Kraftfahrzeug mit breiterem Anwendungsspektrum.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Erfindungsgemäß ist bei einem System zur Spurverlassenswarnung und/oder Spurhaltefunktion in einem Kraftfahrzeug, welches eine seitlich an dem Kraftfahrzeug angeordnete Kamera umfasst, die Kamera derart zur seitlich des Kraftfahrzeugs liegenden Fahrbahnoberfläche hin ausgerichtet ist, dass sowohl verbleibende Abschnitte der befahrbaren Straße als auch das nicht befahrbare seitliche Bankett im Kamerabild enthalten sind,. Sie dient dabei zur Erkennung zumindest einer auf der Fahrbahnoberfläche angeordneten Fahrspurmarkierung. Hierzu werden im Normalfall Bilder, die durch die Kamera aufgenommen werden, an eine Auswerteeinheit zur weiteren Verarbeitung hinsichtlich der Spurverlassenswarnung und/oder Spurhaltefunktion übertragen.
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Vorzugsweise umfasst das System zur Spurverlassenswarnung und/oder Spurhaltefunktion auf jeder Seite des Kraftfahrzeugs eine seitlich angeordnete Kamera, die jeweils im Wesentlichen zur auf der jeweiligen Seite seitlich des Kraftfahrzeugs liegenden Fahrbahnoberfläche hin ausgerichtet ist und zur Erkennung zumindest einer auf der Fahrbahnoberfläche angeordneten Fahrspurmarkierung dient. Grundsätzlich ist der erfinderische Gedanke jedoch auch mit einer einzigen Kamera auf nur einer Fahrzeugseite umsetzbar.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Kamera in einem Außenspiegelgehäuse des Kraftfahrzeuges angeordnet. Dort kann sie besonders gut untergebracht werden. Dies gilt sowohl im Hinblick auf typischerweise verfügbaren Bauraum als auch im Hinblick auf eine einfache Montage. Zudem ist die exponierte Lage des Außenspiegelgehäuses gegenüber dem Kraftfahrzeug-Rumpf vorteilhaft für die Bildaufnahme.
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Alternativ kann die Kamera aber auch beispielsweise in einen seitlichen Türgriff integriert sein oder in einen Stoßfänger des Kraftfahrzeugs.
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Im Folgenden wird ohne Beschränkung der Allgemeinheit exemplarisch von einer Anordnung im Außenspiegelgehäuse ausgegangen.
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Die Kamera ist im Wesentlichen zur seitlich des Kraftfahrzeugs liegenden Fahrbahnoberfläche hin ausgerichtet. Es kann jedoch vorteilhaft sein, wenn auch eventuell vorhandene seitliche Fahrbahnbegrenzungen noch im Aufnahmebereich der Kamera enthalten sind. Das erfindungsgemäße System kann dann derart ausgebildet werden, dass es geeignet ist, unter Verwendung solcher Bildinformation unterschiedliche Fahrbahnklassen zu unterscheiden und eine aktuell befahrene Fahrbahn entsprechend zu klassifizieren.
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Im Folgenden wird ohne Beschränkung der Allgemeinheit nur von Systemen zur Spurverlassenswarnung gesprochen. Es versteht sich jedoch von selbst, dass die Erfindung gleichermaßen auf Systeme mit einer Spurhaltefunktion anwendbar ist sowie auf jedes andere System eines Kraftfahrzeugs, welches die Erkennung zumindest einer Fahrspur und die Bestimmung der Position des eigenen Kraftfahrzeugs bezüglich dieser Fahrspur erfordert.
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Ebenso wird im Rahmen des vorliegenden Dokuments ohne Beschränkung der Allgemeinheit nur die Anordnung bzw. Ausrichtung der zur Bildaufnahme dienenden Kamera gesprochen. Es versteht sich jedoch von selbst, dass statt der Anordnung einer Kamera an einer bestimmten Stelle auch lediglich optische Mittel, beispielsweise ein Umlenkspiegel, an derselben Stelle angeordnet werden können, durch welche Lichtstrahlen von dieser Stelle zur Kamera umlenkbar sind. Entsprechendes gilt für die Ausrichtung der Kamera bzw. der optischen Mittel. Ausführungsformen mit der vorliegenden Erfindung entsprechender Anordnung bzw. Ausrichtung relevanter optischer Mittel sind daher als von den vorliegenden auf die Anordnung und Ausrichtung einer Kamera bezogenen Formulierungen umfasst anzusehen.
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Die Aufgabe der Bildaufnahme für die Erkennung von auf der Fahrbahnoberfläche angeordneten Fahrspurmarkierungen wird bei bekannten Systemen zur Spurverlassenswarnung typischerweise von zumindest einer in Fahrtrichtung ausgerichteten Kamera übernommen. Auch eine solche Kamera ist in der eingangs genannten
DE 10 2005 039 895 A1 offenbart.
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Die Ausrichtung in Fahrtrichtung bietet den Vorteil, dass Fahrspurmarkierungen auf beiden Seiten der Fahrspur erkennbar sind. Zudem kann der weitere Fahrbahnverlauf aus dem erkennbaren Verlauf der Fahrspurmarkierungen entnommen werden. Die Anbringung einer in Fahrtrichtung ausgerichteten Kamera zur Erkennung von auf der Fahrbahnoberfläche angeordneten Fahrspurmarkierungen erfolgt typischerweise nahe der Fahrzeugmitte in erhöhter Position, beispielsweise integriert in den Fuß eines Innenspiegels.
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Die Erfindung sieht vor, alternativ oder zusätzlich zu einer solchen in Fahrtrichtung ausgerichteten Kamera zumindest eine Kamera vorzusehen, die im Wesentlichen zur seitlich des Kraftfahrzeugs liegenden Fahrbahnoberfläche hin ausgerichtet ist.
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Insbesondere die zusätzliche Bereitstellung einer solchen Kamera erscheint zunächst aufwändig. Der tatsächliche Aufwand ist jedoch gering bzw. relativiert sich, wenn die Kamera gleichzeitig Bestandteil eines Systems zur Erzeugung eines im Fahrzeuginnenraum darstellbaren Rundumbilds des Kraftfahrzeugs ist. Zur Erzeugung eines so genannten Top-View-Bildes, d.h. eines computergenerierten Abbildes der Kraftfahrzeugumgebung aus einer virtuellen Vogelperspektive, ist es bekannt, zumindest eine Kamera in einem Außenspiegelgehäuse eines Kraftfahrzeugs vorzusehen, die im Wesentlichen zur seitlich des Kraftfahrzeugs liegenden Fahrbahnoberfläche hin ausgerichtet ist. Das aufgenommene Bild solcher Kameras weist in der Regel eine sehr starke Weitwinkel-Verzerrung, den so genannten Fischaugen-Effekt, auf. Jedoch kann durch Bildverarbeitungstechniken ein vollständig bzw. nahezu unverzerrtes Umgebungsbild aus dem Kamerabild gewonnen werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Kamera gleichzeitig Bestandteil zumindest eines weiteren kamerabasierten Fahrerassistenzsystems, insbesondere eines Systems zur Erzeugung eines im Fahrzeuginnenraum darstellbaren Rundumbilds des Kraftfahrzeugs.
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Auch für die Zwecke der Erfindung, d.h. für die Erkennung der Fahrspurmarkierungen, kann es vorteilhaft sein, die Kamera weitwinklig auszulegen. Insbesondere ein großer Aufnahmewinkel in Richtung der Fahrzeuglängsachse, d.h. in Fahrtrichtung, ist vorteilhaft für eine zuverlässige Erkennung von Fahrspurmarkierungen. Da die relative Bildauflösung bei gleicher Pixelzahl mit zunehmendem Aufnahmewinkel abnimmt, ist hinsichtlich der Auslegung der Kamera ein Kompromiss zwischen Auflösung und Aufnahmewinkel zu finden, der eine für eine robuste Erkennung erforderliche relative Auflösung zur Folge hat.
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Ebenso kann es für die Zwecke der Erfindung vorteilhaft sein, das weitwinklige Bild in an sich bekannter Weise durch Bildverarbeitungstechniken in ein vollständig bzw. nahezu unverzerrtes Bild umzuwandeln. Es kann dann für die weitere Verarbeitung im Sinne der Erfindung, insbesondere für die bildverarbeitungsgestützte Erkennung zumindest einer Fahrspurmarkierung, entweder das verzerrte ursprüngliche Kamerabild verwendet werden oder das entzerrte Bild aus der nachfolgenden Bildverarbeitung. Es können gegebenenfalls auch beide Bilder, d.h. das verzerrte und das unverzerrte Bild, in die Erkennung der Fahrspurmarkierungen eingehen.
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Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Kamera, beispielsweise im Außenspiegel, sind in vielen Anwendungsfällen bessere Ergebnisse als bei bekannten Systemen zur Spurverlassenswarnung erzielbar. Bei bekannten Systemen mit in Fahrtrichtung ausgerichteter Kamera wird ein sehr großer Bereich der Fahrzeugumgebung aufgenommen. Auch liegen die aufgenommenen Bereiche der Fahrbahnoberfläche weit vom Kraftfahrzeug entfernt und sie werden mit einem sehr flachen Aufnahmewinkel aufgenommen. Die große Entfernung resultiert in einer geringen relativen Bildauflösung bezogen auf die zu erkennenden Fahrspurmarkierungen. Aus dem flachen Aufnahmewinkel kann, insbesondere bei schlechten Sichtverhältnissen, ein schwacher Kontrast der Fahrspurmarkierungen zu ihrer Umgebung resultieren. Die Fahrspurmarkierungen werden somit, insbesondere bei schlechten Sichtverhältnissen und Nässe, nicht immer in hoher Qualität im Kamerabild repräsentiert, was zu Fehlern in der nachfolgenden Bildverarbeitung, innerhalb welcher die Lage des Kraftfahrzeugs bezüglich der Fahrspurmarkierungen zu analysieren ist, führen kann. Die Folge sind häufig Fehlerkennungen und eine geringe Systemverfügbarkeit.
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Bei der Erfindung hingegen kann die Aufnahme der relevanten Bereiche der Fahrbahnoberfläche neben dem Kraftfahrzeug aus nächster Nähe mit einem sehr steilen Aufnahmewinkel, ggf. sogar senkrecht von oben, erfolgen. Eventuell auf diesen Bereichen der Fahrbahnoberfläche angeordnete Fahrspurmarkierungen werden somit in hoher relativer Auflösung dargestellt und robust erkannt. Die Systemverfügbarkeit kann entsprechend gesteigert werden, die Rate von Fehlerkennungen kann gesenkt werden. Dies gilt insbesondere auch bei schwierigen Lichtverhältnissen, die beispielsweise durch Nässe, Dämmerung oder schräg einfallendes Licht verursacht sein können. Dabei leistet in vielen Anwendungsfällen auch der steile Aufnahmewinkel, der für eine kontrastreiche Darstellung der Fahrspurmarkierungen im Kamerabild sorgen kann, einen wesentlichen Beitrag.
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Durch die gesteigerte Darstellungsqualität können unter Umständen sogar die Anforderungen an die Algorithmen der nachfolgenden Bildverarbeitung zur Erkennung der Fahrspurmarkierungen reduziert werden. Ebenso kann gegebenenfalls die für die Bildverarbeitung zur Erkennung der Fahrspurmarkierungen zur Verfügung gestellte Rechenleistung auf Recheneinheiten des Kraftfahrzeugs reduziert werden.
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Da die Kameraposition und -ausrichtung bei der erfindungsgemäßen Anordnung im Spiegelgehäuse bekannt und/oder einfach bestimmbar ist, können im Kamerabild enthaltene Fahrspurmarkierungen durch an sich bekannte Bildverarbeitungsverfahren maßlich in Bezug zum Kraftfahrzeug gesetzt werden. So kann in an sich bekannter Weise eine Spurverlassenswarnung ausgegeben werden, wenn das Kraftfahrzeug eine seitliche Fahrspurmarkierung überfährt oder sich dieser zu sehr nähert. Dabei können zusätzlich andere Fahrzeugzustandsgrößen, wie etwa der Lenkwinkel oder die Fahrzeuggeschwindigkeit, Berücksichtigung finden.
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Ebenso kann die durch Bildverarbeitung gewonnene Information zur Lage des Kraftfahrzeugs bezüglich der Fahrspurmarkierungen für die Zwecke anderer Fahrerassistenzsysteme und Fahrerassistenzfunktionen verwendet werden.
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Vorzugsweise ist die Kamera so ausgerichtet, dass im Kamerabild Abschnitte der Fahrbahnoberfläche erfassbar sind, die zumindest bis zur lotrechten Projektion der äußersten Fahrzeugumfänge auf die Fahrbahnoberfläche reichen.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Kamera so ausgerichtet ist, dass im Kamerabild Abschnitte der Fahrbahnoberfläche erfassbar sind, die in Richtung der Fahrzeugmittelebene über die lotrechte Projektion der äußersten Fahrzeugumfänge auf die Fahrbahnoberfläche hinausragen. Dies ist durch die Anordnung der Kamera im Außenspiegelgehäuse erreichbar, durch welche die Kamera einen gewissen Abstand zur restlichen Fahrzeugkarosserie einnehmen kann. Durch die Erfassbarkeit von Abschnitten der Fahrbahnoberfläche, die über die lotrechte Projektion der äußersten Fahrzeugumfänge auf die Fahrbahnoberfläche zur Fahrzeugmittelebene hin hinausragen, wird eine Erkennung von Fahrspurmarkierungen sogar dann noch ermöglicht, wenn das Fahrzeug bzw. die lotrechte Projektion die Fahrspurmarkierungen bereits ganz oder teilweise überschritten hat. Unter der genannten Fahrzeugmittelebene ist die Symmetrieebene des Kraftfahrzeugs zu verstehen, wenn dieses als im Wesentlichen symmetrisch angesehen wird.
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Ganz besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform der Erfindung, bei der die Kamera so ausgerichtet ist, dass im Kamerabild Abschnitte der Fahrbahnoberfläche erfassbar sind, die zur Fahrzeugmittelebene hin hinausragen über die lotrechte Projektion (auf die Fahrbahnoberfläche) der Fahrzeugumfänge an der seitlichen unteren Fahrzeugkante. Die seitliche untere Fahrzeugkante kann dabei beispielsweise definiert sein durch einen Seitenschweller oder ein seitliches Trittbrett. Das Kamerabild enthält also Bilddaten zu Abschnitten der Fahrbahnoberfläche, die „unter“ dem Kraftfahrzeug gelegen sind. Durch die Erfassbarkeit von solchen Abschnitten der Fahrbahnoberfläche, wird eine Erkennung von Fahrspurmarkierungen sogar dann noch ermöglicht, wenn das Fahrzeug bzw. die lotrechte Projektion die Fahrspurmarkierungen bereits erheblich überschritten hat. Auch die Erfassbarkeit solcher Abschnitte der Fahrbahnoberfläche wird ermöglicht durch die Anordnung der Kamera im Außenspiegelgehäuse, durch welche die Kamera einen gewissen Abstand zur restlichen Fahrzeugkarosserie einnehmen kann.
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Um einen ausreichenden Abstand der Kamera von der restlichen Karosserie für die Erfassung von nahe oder sogar „unter“ dem Kraftfahrzeug gelegenen Abschnitten der Fahrbahnoberfläche zu schaffen, ist es vorteilhaft, die Kamera in der weiter vom Kraftfahrzeug-Korpus entfernten Hälfte des Außenspiegelgehäuses anzuordnen.
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Um noch weiter „unter“ dem Kraftfahrzeug gelegene Abschnitte der Fahrbahnoberfläche erfassen zu können, ist es besonders vorteilhaft, die Kamera im äußersten Drittel des Außenspiegelgehäuses anzuordnen.
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Um ganz besonders weit „unter“ dem Kraftfahrzeug gelegene Abschnitte der Fahrbahnoberfläche erfassen zu können, ist es besonders vorteilhaft, die Kamera im äußersten Viertel des Außenspiegelgehäuses anzuordnen.
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Die Kamera ist vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht nach unten, d.h. zur Fahrbahnoberfläche hin, ausgerichtet. Durch den stets bestehenden Öffnungswinkel der Kamera sind bei solcher Ausrichtung der Kamera in der Regel sowohl Abschnitte der Fahrbahnoberfläche erfassbar, die näher zur Fahrzeugmittelebene liegen als der Schnittpunkt der optischen Achse der Kamera mit der Fahrbahnoberfläche als auch Abschnitte der Fahrbahnoberfläche, die weiter von der Fahrzeugmittelebene entfernt liegen als der Schnittpunkt der optischen Achse der Kamera mit der Fahrbahnoberfläche.
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Insbesondere bei einer besonders weitwinklig ausgelegten Kamera kann es vorteilhaft sein, die optische Achse leicht aus der Senkrechten heraus vom Kraftfahrzeug weg zu neigen. Es kann dann ein weiterer Bereich der Fahrbahnoberfläche in der Fahrzeugumgebung erfasst werden. Durch den großen Öffnungswinkel einer weitwinkligen Kamera kann sich die direkt beim Kraftfahrzeug bzw. sogar geringfügig „unter“ dem Kraftfahrzeug gelegene Fahrbahnoberfläche aber trotz der Neigung im Erfassungsbereich der Kamera befinden. Hat eine Kamera beispielsweise einen Öffnungswinkel von 60 Grad und ist die optische Achse um 30 Grad aus der Senkrechten heraus vom Kraftfahrzeug weg geneigt, so ist eine Erfassung senkrecht unter der Kamera gelegener Abschnitte der Fahrbahnoberfläche gerade noch möglich. Wenn also die Kamera im Wesentlichen zur Fahrbahnoberfläche hin ausgerichtet ist und die optische Achse der Kamera gegenüber der Senkrechten um einen Neigungswinkel von der Fahrzeugmittelebene weg geneigt ist, der im Wesentlichen gleich dem halben Öffnungswinkel der Kamera ist, kann ein besonders großer Bereich der Fahrbahnoberfläche in der Fahrzeugumgebung erfasst werden, ohne senkrecht unter der Kamera gelegene Abschnitte der Fahrbahnoberfläche „aus den Augen zu verlieren“.
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Ist die optische Achse derselben Kamera hingegen nur 10 Grad aus der Senkrechten heraus vom Kraftfahrzeug weg geneigt, so erstreckt sich der Erfassungsbereich noch um 20 Grad weiter zur Fahrzeugmittelebene hin. Durch diese Öffnung von 20 Grad zum Kraftfahrzeug hin und den Abstand der erfindungsgemäß im Außenspiegelgehäuse angeordneten Kamera von der restlichen Karosserie können auch geringfügig „unter“ dem Kraftfahrzeug gelegene Abschnitte (bzw. zumindest näher als die Kamera selbst an der Fahrzeugmittelebene gelegene Abschnitte) der Fahrbahnoberfläche erfassbar sein. Dies gilt generell, wenn die Kamera im Wesentlichen zur Fahrbahnoberfläche hin ausgerichtet ist, wobei die optische Achse der Kamera gegenüber der Senkrechten um einen Neigungswinkel von der Fahrzeugmittelebene weg geneigt ist, der geringer ist als der halbe Öffnungswinkel der Kamera.
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Insbesondere bei solcher Ausrichtung kann das Kamerabild auch Teile des Kraftfahrzeugs selbst enthalten, beispielsweise einen eventuell vorhandenen Seitenschweller und/oder ein eventuell vorhandenes seitliches Trittbrett und/oder den unteren Teil der Fahrer- oder Beifahrertür. Dies kann für die nachfolgende Bildverarbeitung vorteilhaft sein im Hinblick auf eine räumliche Zuordnung der erfassten Abschnitte der Fahrbahnoberfläche zu dem Kraftfahrzeug. Auch eine eventuelle ungewollte Verschiebung oder Verdrehung der Kamera aus ihrer vorgesehenen Ausrichtung bzw. Anordnungsposition kann so gegebenenfalls überwacht werden. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist das System also geeignet, anhand im Kamerabild der Kamera vollständig oder teilweise enthaltener seitlicher Teile des Kraftfahrzeugs eine Verdrehung und/oder Verschiebung der Kamera aus einer vorgesehenen Position und/oder Ausrichtung zu erkennen. Im einfachsten Fall kann dies geschehen durch den bloßen Vergleich der entsprechenden Bildbereiche mit den entsprechenden Bildbereichen eines im Sollzustand aufgenommenen Referenzbilds. Die Bildbereiche können sehr einfach anhand der Außenfarbe des Kraftfahrzeugs identifizierbar sein.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine erkannte Verdrehung und/oder Verschiebung der Kamera aus einer vorgesehenen Position und/oder Ausrichtung durch die weitere Bildverarbeitung derart berücksichtigt bzw. kompensiert, dass dennoch eine weitere Ausführung der Spurverlassenswarnung und/oder Spurhaltefunktion des Kraftfahrzeug gewährleistet ist. Die System-Verfügbarkeit wird somit erhöht.
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Die Erfindung bietet über die bereits genannten Vorteile hinaus den Vorteil, dass durch die Aufnahme der neben dem Kraftfahrzeug liegenden Abschnitte der Fahrbahnoberfläche in hoher Auflösung und mit hohem Kontrast eine Erkennung des Fahrbahnrands sogar dann robust erfolgen kann, wenn keine Fahrspurmarkierungen zur Markierung des seitlichen Fahrbahnrands vorhanden sind.
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Es kann dann das seitliche Kamerabild beispielsweise sehr einfach hinsichtlich einer Zweiteilung in zwei wesentliche Bildteile analysiert werden. Diese Zweiteilung ergibt sich daraus, dass sowohl verbleibende Abschnitte der befahrbaren Straße als auch das nicht befahrbare seitliche Bankett im Kamerabild enthalten sind. Die Position der Grenze zwischen den zwei Bildteilen im Kamerabild bzw. ihr Verlauf im Bild bzw. die zeitliche Veränderung dieses Verlaufs bzw. ein eventuelles Verschwinden der Grenze aus dem Kamerabild, lässt gemeinsam mit Vorwissen zur Kameraanordnung und -ausrichtung Rückschlüsse auf den seitlichen Abstand des Kraftfahrzeugs zum Rand der befahrbaren Straße zu.
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Im Folgenden wird anhand der beigefügten Zeichnungen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Daraus ergeben sich weitere Details, bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung. Es zeigen jeweils schematisch
- 1 ein erstes Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Anordnung und Ausrichtung einer Kamera im Außenspiegelgehäuse eines Kraftfahrzeugs,
- 2 ein zweites Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Anordnung und Ausrichtung einer Kamera im Außenspiegelgehäuse eines Kraftfahrzeugs,
- 3a eine Seitenansicht eines mit einem erfindungsgemäßen System ausgerüsteten Kraftfahrzeugs mit kleinem Aufnahmebereich in Fahrzeuglängsrichtung,
- 3b eine Seitenansicht eines mit einem erfindungsgemäßen System ausgerüsteten Kraftfahrzeugs mit größerem Aufnahmebereich in Fahrzeuglängsrichtung,
- 4 eine Draufsicht auf ein mit einem erfindungsgemäßen System ausgerüstetes Kraftfahrzeug zur Visualisierung der Ausdehnung des Aufnahmebereichs quer zur Fahrzeuglängsrichtung.
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Ein Kraftfahrzeug 1 verfüge über ein nicht in all seinen Komponenten grafisch dargestelltes System zur Spurverlassenswarnung. Das System zur Spurverlassenswarnung umfasst eine in dem Außenspiegelgehäuse 2 des Kraftfahrzeugs 1 angeordnete Kamera 3, vgl. 1.
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1 zeigt nur eine einzige Kamera und ein einziges Außenspiegelgehäuse, hier jeweils auf der Beifahrerseite. Die Anordnung auf der Fahrerseite entspricht im vorliegenden Beispiel jedoch spiegelverkehrt derjenigen der Beifahrerseite. Beide Kameras sind mit dem genannten System zur Spurverlassenswarnung verbunden.
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Grundsätzlich würde jedoch eine einzige Kamera - beispielsweise nur auf der Beifahrerseite - zur Bereitstellung zumindest einer einseitigen Spurverlassenswarnung ausreichen.
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Die Kamera 3 dient zur Erkennung zumindest einer auf einer Fahrbahnoberfläche 4 angeordneten Fahrspurmarkierung 4a.
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Die Kamera 3 ist im Wesentlichen zur seitlich neben dem Kraftfahrzeug gelegenen Fahrbahnoberfläche 4 hin ausgerichtet. Im vorliegenden Beispiel ist die Kamera dabei derart zur Fahrbahnoberfläche hin ausgerichtet, dass die optische Achse 3a der Kamera 3 gegenüber der Senkrechten (bzw. Lotrechten) 5 um einen Neigungswinkel 6 von der Fahrzeugmittelebene 7 weg geneigt ist. Der Winkel 6 ist im Wesentlichen gleich dem halben Öffnungswinkel 8 der Kamera.
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Somit verläuft die kraftfahrzeugseitige Grenze des Aufnahmebereichs der Kamera, dargestellt durch die Linie 3b, senkrecht unter der Kamera 3 bzw. deren Objektiv. So kann eine Fahrspurmarkierung 4a, die zumindest teilweise senkrecht unter der Kamera 3 angeordnet ist, gerade noch durch das System erkannt werden.
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Die kurze Entfernung zwischen der Kamera 3 und der unmittelbar neben dem Kraftfahrzeug 1 gelegenen Fahrspurmarkierung 4a erlaubt deren Aufnahme mit hoher relativer Bildauflösung. So ist sogar im Randbereich des Bildes der Kamera 3 noch eine robuste Erkennung möglich.
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2 zeigt den Fall einer weniger stark gegenüber der Senkrechten geneigten Kamera 13 mit gleichem Öffnungswinkel wie die Kamera 3. Dementsprechend verläuft die optische Achse 13a der Kamera 13 steiler als bei der Konfiguration aus 1, d.h. der Winkel 16 (vgl. 2) gegenüber der Senkrechten 5 ist kleiner als der Winkel 6 (vgl. 1). Ebenso liegt die Grenze des Aufnahmebereichs der Kamera 13, dargestellt durch die Linie 3b, näher an der Fahrzeugmittelebene 7. Die übrigen Bezugszeichen in 2 entsprechen denjenigen aus 1.
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Durch die weniger weit nach außen geneigte Ausrichtung der Kamera 13 gemäß 2 ist die sehr nahe bei dem Kraftfahrzeug 1 gelegene (sogar bereits teilweise von dessen Reifen befahrene) Fahrspurmarkierung 14a noch erkennbar. Allerdings wird dies erkauft durch einen weniger weit vom Kraftfahrzeug 1 weg reichenden Aufnahmebereich als bei der Konfiguration nach 1.
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Vorteile können sich ergeben, wenn der Aufnahmewinkel der Kamera so groß gewählt wird, dass sich ein entsprechend großer Aufnahmebereich ergibt.
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Zum einen können der Aufnahmewinkel in zur Fahrzeuglängsachse orthogonaler Richtung und die Richtung der optischen Achse so gewählt werden, dass nicht nur die Fahrspurmarkierungen 30 (vgl. 4) derjenigen Fahrspur, auf der sich das Kraftfahrzeug aktuell befindet, im Aufnahmebereich liegen, sondern auch die Fahrspurmarkierungen 40 (vgl. 4) auf der von dem Kraftfahrzeug entfernten Seite einer benachbarten Fahrspur. 4 zeigt zur Visualisierung einer entsprechenden Ausdehnung des Aufnahmebereichs 50 quer zur Fahrzeuglängsrichtung schematisch aus der Vogelperspektive ein mit einem erfindungsgemäßen System ausgerüstetes Kraftfahrzeug.
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Zum anderen kann der Aufnahmewinkel in Richtung der Fahrzeuglängsachse so groß gewählt werden, dass der Aufnahmebereich auf der Fahrbahn so ausgedehnt ist, dass er mehrere Einzelmarkierungen („Striche“) einer gestrichelten Fahrspurmarkierung beinhaltet. Eine Untergrenze für die Festlegung des Aufnahmewinkels und somit des Aufnahmebereichs stellt der typische Abstand d zwischen zwei aufeinander folgenden Einzelmarkierungen einer typischen Fahrspurmarkierung dar. 3a zeigt den Grenzfall, dass der Aufnahmebereich in Fahrzeuglängsachse gerade weit genug ausgedehnt ist.
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Vorzugsweise ist der Aufnahmewinkel in Richtung der Fahrzeuglängsachse jedoch so groß gewählt, dass deutlich mehr Einzelmarkierungen im Aufnahmebereich liegen. Insbesondere durch die Sichtbarkeit mehrerer Einzelmarkierungen in Fahrtrichtung kann der Verlauf der Fahrspurmarkierung in Fahrtrichtung verbessert erkannt werden, wodurch der weitere Straßenverlauf ermittelt werden kann. Durch die Sichtbarkeit mehrerer Einzelmarkierungen kann außerdem die Robustheit eines Auswerte-Algorithmus erhöht werden. Besonders geeignet erscheint ein Aufnahmewinkel in Richtung der Fahrzeuglängsachse von etwa 160 Grad, da dabei trotz eines großen Aufnahmebereichs eine ausreichende relative Bildauflösung erhalten bleiben kann. 3b zeigt eine Ausführungsform mit einem Aufnahmewinkel in Richtung der Fahrzeuglängsachse von etwa 160 Grad.
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Wird der Aufnahmewinkel kleiner gewählt, beispielsweise ca. 80 Grad oder 120 Grad, so kann die relative räumliche Bildauflösung eines aufgenommenen Bildes gesteigert werden bzw. es kann eine ähnliche bzw. dieselbe relative räumliche Bildauflösung bei verringerter Pixelzahl des aufgenommenen Bildes erreicht werden.
