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Die
Erfindung betrifft eine Überwachungsvorrichtung für
ein Fahrzeug nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Betrieb
dieser Überwachungsvorrichtung nach den Merkmalen des Oberbegriffs
des Anspruchs 4.
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Aus
dem Stand der Technik ist, wie in der
DE 100 59 786 B4 beschrieben,
eine Überwachungseinrichtung für ein Fahrzeug
bekannt. Eine Einrichtung zur Überwachung einer nicht unmittelbar
einsehbaren Umgebung eines Fahrzeuges und/oder zur vorausschauenden Überwachung
der Fahrzeugbahn umfasst eine im Front- und/oder Heckbereich des Fahrzeugs
angeordnete Kamera, eine Signalverarbeitungsvorrichtung und eine
Anzeigevorrichtung im Blickfeld des Fahrers. Des Weiteren umfasst
die Einrichtung Mittel zur Überführung der wenigstens
einen Kamera in eine geschützte Ruhelage bei Nichtgebrauch
und in wenigstens eine definierte Betriebslage bei Gebrauch und
Mittel zur vorausschauenden Überwachung der Fahrbahn, auf
der die Räder des Fahrzeugs rollen, wobei diese Mittel
wenigstens eine Abtasteinrichtung am Fahrzeug zur Erfassung von Bodenunebenheiten
umfassen, sowie eine Auswerteeinheit, die die Signale der wenigstens
einen Abtasteinrichtung in Anzeigesignale und/oder Steuerbefehle
für aktiv steuerbare Fahrzeugaggregate umwandelt. Die wenigstens
eine Abtasteinrichtung der Mittel zur vorausschauenden Überwachung
der Fahrbahn ist durch die wenigstens eine vorhandene Kamera zur Überwachung
der nicht unmittelbar einsehbaren Umgebung eines Fahrzeugs gebildet,
wobei die mit der wenigstens einen Kamera zusammenwirkenden Mittel
zur Überführung der wenigstens einen Kamera in
eine geschützte Ruhelage bei Nichtgebrauch und in wenigstens
eine definierte Betriebslage bei Gebrauch eine Verschwenkeinrichtung
zur vertikalen und/oder horizontalen Verschwenkung der wenigstens
einen Kamera aufweisen.
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In
der
DE 103 51 915
A1 wird eine Überwachungsvorrichtung für
ein Kraftfahrzeug beschrieben. Die Überwachungsvorrichtung
weist eine Sensorvorrichtung zur Detektion von Hindernissen vor
oder hinter dem Kraftfahrzeug und eine Auswertevorrichtung zur Überprüfung
der Präsenz eines Hindernisses innerhalb einer einen vorbestimmten
Abstand von dem Kraftfahrzeug entfernten Überwachungsfläche
in Abhängigkeit eines Ausgangswertes der Sensorvorrichtung
auf.
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Aus
der
EP 1 145 905 A2 ist
eine Kamera mit Sichtfeldsteuerung zur Totwinkelüberwachung
bei Kraftfahrzeugen bekannt. Ein Prisma zur Reflexion einfallenden
Lichts aus einer linken und rechten Bilderfassungsrichtung ist an
einem Fahrzeug angeordnet. Eine Ausrichtung einer Bilderfassungseinheit kann
vertikal und schräg zu einer horizontalen Ebene verschwenkt
werden, so dass mit der Bilderfassungseinheit Objekte oberhalb oder
unterhalb dieser horizontalen Ebene erfassbar sind.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Überwachungsvorrichtung
für ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Betrieb dieser Überwachungsvorrichtung
anzugeben.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Überwachungsvorrichtung
für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe durch die im Anspruch
4 angegebenen Merkmale gelöst.
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Bevorzugte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen angegeben.
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Eine Überwachungsvorrichtung
für ein Fahrzeug umfasst zumindest eine in einem Frontbereich des
Fahrzeugs angeordnete Kamera und eine Anzeigevorrichtung im Blickfeld
eines Fahrers. Erfindungsgemäß ist die Kamera
bei einer Veränderung einer Fahrzeuglängsneigung
automatisch vertikal schwenkbar.
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Die
erfindungsgemäße Lösung ist besonders zum
Einsatz in einem Geländefahrzeug geeignet, da bedingt durch
dessen Bauform eine Umgebung unmittelbar vor dem Fahrzeug für
den Fahrer nicht einsehbar ist. Bei einem Einsatz des Fahrzeugs
im Gelände, insbesondere bei einem Befahren von stark geneigten
Steigungs- oder Gefällstrecken, ist bedingt durch die Fahrzeuglängsneigung
ein Blickwinkel des Fahrers zusätzlich sehr stark eingeschränkt.
Die Kamera, welche vorzugsweise zentriert in einem Kühlergrill
des Fahrzeugs angeordnet ist, schwenkt bei einer Veränderung
der Fahrzeuglängsneigung automatisch derart vertikal, dass
ihrer Ausrichtung in Bezug auf eine horizontale Ebene stets konstant
bleibt, vorzugsweise parallel zur horizontalen Ebene.
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So
ist beispielsweise für den Fahrer an einem Ende einer Steigungsstrecke
auf der in seinem Blickfeld angeordneten Anzeigevorrichtung ein
nachfolgender Streckenverlauf erkennbar, welcher für ihn ohne
die erfindungsgemäße Lösung nicht erkennbar ist,
da sein Blickwinkel aufgrund der starken Längsneigung des
Fahrzeugs steil nach oben gerichtet ist. Analog gilt dies bei einem
Befahren einer Gefällstrecke, an deren Ende für
den Fahrer ohne die erfindungsgemäße Lösung
aufgrund der sehr starken Fahrzeuglängsneigung durch eine
Frontscheibe des Fahrzeugs hindurch nur ein sehr kleiner Bereich
eines nachfolgenden Streckenverlaufs sichtbar ist. Da die Kamera
aber in Bezug auf das Fahrzeug nach oben schwenkt, um ihre vorzugsweise
parallele Ausrichtung zu der horizontalen Ebene beizubehalten, ist diese
beispielsweise parallel zu einer auf die Gefällstrecke
folgenden Ebene ausgerichtet, wodurch der Fahrer über die
Anzeigevorrichtung einen sehr großen Bereich des nachfolgenden
Streckenverlaufs einsehen kann und dadurch beispielsweise zu umfahrende
Hindernisse rechtzeitig erkennt.
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Zusätzlich
ist die Kamera manuell horizontal schwenkbar, so dass sie beispielsweise
auch zu einem Parkvorgang des Fahrzeugs nutzbar ist. Der Fahrer
kann die Kamera horizontal schwenken, um einen Bereich unmittelbar
vor dem Fahrzeug und seitlich des Fahrzeugs einzusehen. Auf diese
Weise ist beispielsweise auch ein Kreuzungs- oder Ausfahrtbereich
optimal einsehbar. Insbesondere für Parkvorgänge
ist die erfindungsgemäße Lösung auch
mit anderen dafür vorgesehenen Einrichtungen des Fahrzeugs,
beispielsweise mit Abstandssensoren oder einer Rückfahrkamera,
kombinierbar oder als Bestandteil eines teil- oder vollautomatischen Parksystems
einsetzbar.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei
zeigen:
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1 eine
in einem Zentralelement eines Kühlergrills angeordnete
Kamera,
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2 ein
Fahrzeug an einer Steigung,
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3 ein
Fahrzeug auf einer ebenen Fahrstrecke, und
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4 ein
Fahrzeug auf einer Gefällstrecke.
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Einander
entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen
versehen.
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1 zeigt
eine Ausführungsform einer Anordnung einer Kamera K einer Überwachungsvorrichtung
in einem Fahrzeug F. Die Kamera K ist in diesem Ausführungsbeispiel
in einem Zentralelement Z eines Kühlergrills des Fahrzeugs
F angeordnet. Dieses Zentralelement Z ist beispielsweise als Markensymbol
des Fahrzeugs F gestaltet. Auf diese Weise ist die Kamera K zentriert
an einer Frontseite des Fahrzeugs F angeordnet, wodurch ein optimales
Kamerasichtfeld KS der Kamera K auf eine Umgebung unmittelbar vor
dem Fahrzeug F gegeben ist, welche von einem Fahrer FF nicht einsehbar
ist. Die Kamera K ist beispielsweise hinter einer Abdeckung angeordnet,
welche zum Beispiel aus getöntem Glas ist, so dass eine
Funktion der Kamera K nicht eingeschränkt ist, die Kamera
K aber von außen nicht sichtbar ist, wodurch ein ästhetisches
Erscheinungsbild des Fahrzeugs F nicht gestört ist.
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Die
Kamera K ist derart gelagert, dass sie sowohl vertikal als auch
horizontal schwenkbar ist. Schwenkbewegungen der Kamera K sind beispielsweise
durch einen elektromotorisch angetriebenen Schwenkmechanismus ausführbar,
zum Beispiel mit je einem Elektromotor für einen vertikalen
Schwenkmechanismus V und einen horizontalen Schwenkmechanismus H.
Weitere Möglichkeiten sind beispielsweise ein mechanischer
Schwenkmechanismus oder ein hydraulisch oder pneumatisch angetriebener Schwenkmechanismus
oder eine Kombination aus diesen.
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Eine
Ansteuerung des horizontalen Schwenkmechanismus H erfolgt manuell,
d. h. von dem Fahrer FF mittels eines hier nicht dargestellten Bedienelementes.
Eine Ansteuerung des vertikalen Schwenkmechanismus V erfolgt automatisch,
in Abhängigkeit von einer Fahrzeuglängsneigung,
wobei bei einer Änderung der Fahrzeuglängsneigung
der vertikale Schwenkmechanismus V derart angesteuert wird, dass
eine vorgegebene Ausrichtung der Kamera K in Bezug auf eine horizontale
Ebene konstant bleibt, beispielsweise parallel zur horizontalen
Ebene. Diese vorgegebene Ausrichtung ist beispielsweise bei einer
Installation der Kamera K vorgebbar. In einer weiteren Ausführungsform
kann der vertikale Schwenkmechanismus V der Kamera K aber auch zusätzlich
manuell bedienbar sein, so dass die vorgegebene vertikale Ausrichtung
der Kamera K in Bezug zur horizontalen Ebene auch vom Fahrer FF
individuell einstellbar ist. Auf diese Weise ist ein Blickwinkel der
Kamera K auf Bedürfnisse des jeweiligen Fahrers FF anpassbar.
Die Fahrzeuglängsneigung ist beispielsweise mittels Sensoren
erfassbar, welche als Bestandteil eines elektronischen Stabilitätsprogramms
bereits im Fahrzeug F installiert sind.
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Die Überwachungsvorrichtung
ist beispielsweise mittels eines Bedienelementes vom Fahrer FF bei
Bedarf manuell aktivierbar. Da die Überwachungsvorrichtung
insbesondere bei Geländefahrzeugen und hier insbesondere
bei Fahrten durch schwieriges Gelände sehr sinnvoll einsetzbar
ist, ist sie beispielsweise alternativ oder zusätzlich
automatisch bei einem Einlegen einer Geländeuntersetzung eines
Getriebes oder ähnlicher Einstellungen aktivierbar.
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In 2 ist
ein Fahrzeug F dargestellt, welches mit der Überwachungsvorrichtung
ausgestattet ist. Dieses Fahrzeug F befahrt gerade eine Steigung. Ein
Fahrersichtfeld FS ist durch die starke Fahrzeuglängsneigung
und bedingt durch eine Bauform des Fahrzeugs F stark eingeschränkt,
so dass der Fahrer FF einen Streckenverlauf vor dem Fahrzeug F,
d. h. eine folgende ebene Fahrstrecke und insbesondere Hindernisse
auf diesem Streckenverlauf nicht sehen kann. Die Kamera K, welche
vorzugsweise zentral im Kühlergrill angeordnet ist, ist
in Folge der Veränderung der Fahrzeuglängsneigung
bei einem Auffahren auf diese Steigung in Bezug auf das Fahrzeug
F automatisch derart nach unten geschwenkt, dass sie weiterhin parallel
zur horizontalen Ebene ausgerichtet bleibt, wodurch ein Kamerasichtfeld
KS optimal auf einen Streckenabschnitt unmittelbar vor dem Fahrzeug
F ausgerichtet ist.
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Ein
Kamerabild wird auf eine nicht näher dargestellte Anzeigevorrichtung,
welche im Fahrzeug F im Blickfeld des Fahrers FF angeordnet ist, übertragen.
Als derartige Anzeigevorrichtung ist beispielsweise eine Anzeigevorrichtung
eines Navigationssystems oder eines Rückfahrassistenzsystems
nutzbar. Auf diese Weise sieht der Fahrer FF die Umgebung unmittelbar
vor dem Fahrzeug F, in dem dargestellten Beispiel ein Ende der Steigung
und einen Übergang in eine ebene Fahrstrecke. Er kann dadurch
beispielsweise rechtzeitig eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs F
reduzieren. Auch Hindernisse, welche sich auf diesem Streckenabschnitt
befinden, sind sichtbar, so dass der Fahrer FF rechtzeitig ausweichen
kann.
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In
einer weiteren Ausführungsform ist ein dargestelltes Bild
der Kamera K auf der Anzeigevorrichtung mit Markierungen überblendbar,
welche Abmessungen des Fahrzeugs F, beispielsweise eine Breite und
zusätzlich auch eine Höhe des Fahrzeugs F darstellen,
so dass der Fahrer FF schnell und eindeutig erfassen kann, ob sein
Fahrzeug F beispielsweise zwischen Hindernissen oder unter einem
Hindernis hindurchpasst. In dieser Ausführungsform umfasst
die Überwachungsvorrichtung beispielsweise zusätzlich
eine Bildverarbeitungseinheit, um die Markierungen entsprechend
einem jeweiligen dargestellten Bildausschnitt richtig zu positionieren.
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In 3 hat
das Fahrzeug F die Steigung passiert und befährt nun die
ebene Fahrstrecke. Die Kamera K ist, als sich die Neigung des Fahrzeugs
F verändert hat, in Bezug auf das Fahrzeug F automatisch
nach oben geschwenkt, so dass ihre Ausrichtung in Bezug auf die
horizontale Ebene unverändert ist. Sie ist weiterhin parallel
zur horizontalen Ebene, d. h. in dieser Darstellung parallel zur
ebenen Fahrstrecke ausgerichtet, so dass eine Umgebung unmittelbar
vor dem Fahrzeug F auf der Anzeigevorrichtung dargestellt wird.
Auf diese Weise kann der Fahrer FF beispielsweise exakt erkennen,
wann er eine nachfolgende Gefällstrecke erreicht, so dass
er beispielsweise die Geschwindigkeit des Fahrzeugs F rechtzeitig
reduzieren kann. Des Weiteren kann er beispielsweise sehr gut einschätzen,
wie steil diese Gefällstrecke ist und ob er sie gefahrlos
befahren kann. Auch Hindernisse sind erkennbar und umfahrbar. Ohne
die Überwachungseinrichtung steuert der Fahrer FF die Gefällstrecke
praktisch ohne Sicht auf diese an.
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In 4 hat
das Fahrzeug F die ebene Fahrstrecke passiert und befährt
nun die Gefällstrecke. Das Fahrersichtfeld FS ist nun durch
die Bauform des Fahrzeugs F sowohl nach unten als auch nach oben stark
eingeschränkt, so dass der Fahrer FF sowohl einen Bereich
unmittelbar vor dem Fahrzeug F als auch einen weiteren Streckenverlauf
auf der nachfolgenden ebenen Fahrstrecke nicht einsehen kann. Die
Kamera K ist nach Verlassen der ebenen Fahrstrecke in Folge der
Veränderung der Fahrzeuglängsneigung bei Befahren
der Gefällstrecke in Bezug auf das Fahrzeug F automatisch
nach oben geschwenkt, so dass ihre Ausrichtung in Bezug auf die
horizontale Ebene konstant geblieben ist. Sie ist weiterhin parallel
zur horizontalen Ebene ausgerichtet. Somit ist durch das Kamerasichtfeld
KS nun ein Bereich vor dem Fahrzeug F und ein weiterer Streckenverlauf
auf der nachfolgenden ebenen Fahrstrecke erfassbar und dem Fahrer
FF auf der Anzeigevorrichtung im Fahrzeug F darstellbar.
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Durch
den manuell ansteuerbaren horizontalen Schwenkmechanismus H der
Kamera K kann der Fahrer FF beispielsweise bei einem Hindernis die
Kamera K nach links und rechts schwenken, um einen Weg am Hindernis
vorbei zu suchen. Der manuelle horizontale Schwenkmechanismus H
ist vom Fahrer FF unabhängig von der jeweiligen vertikalen
Ausrichtung der Kamera K betätigbar, also sowohl an einer Steigung
als auch auf einer ebenen Fahrstrecke als auch auf einer Gefällstrecke.
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Zusätzlich
ist die Überwachungsvorrichtung beispielsweise auch zu
einem Parkvorgang des Fahrzeugs F nutzbar, zum Beispiel als Ergänzung
einer Rückfahrkamera, da insbesondere große Geländefahrzeuge
nicht nur nach hinten, sondern auch nach vorn sehr unübersichtlich
sind. Dadurch ist das Fahrzeug F beispielsweise exakt in einer Parklücke positionierbar.
Da die Kamera K manuell horizontal schwenkbar ist, ist das Fahrzeug
F beispielsweise auch seitlich exakt an einer Begrenzung positionierbar,
wobei Berührungen anderer Fahrzeuge oder Gegenstände
und dadurch Beschädigungen vermeidbar sind. Die Überwachungsvorrichtung
ist beispielsweise auch als Bestandteil eines teil- oder vollautomatischen
Parksystems einsetzbar. Des Weiteren ist mittels der Überwachungsvorrichtung
durch die manuelle horizontale Schwenkbarkeit der Kamera K beispielsweise
auch ein Kreuzungs- oder Ausfahrtbereich optimal einsehbar und dadurch
Unfälle verhinderbar.
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- F
- Fahrzeug
- FF
- Fahrer
- K
- Kamera
- Z
- Zentralelement
- H
- horizontaler
Schwenkmechanismus
- V
- vertikaler
Schwenkmechanismus
- FS
- Fahrersichtfeld
- KS
- Kamerasichtfeld
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 10059786
B4 [0002]
- - DE 10351915 A1 [0003]
- - EP 1145905 A2 [0004]