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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines kamerabasierten Spiegelersatzsystems eines Fahrzeugs. Ferner betrifft die Erfindung ein kamerabasiertes Spiegelersatzsystem, ein Fahrzeug, das mit einem solchen System ausgestattet ist, sowie eine Steuerungseinrichtung für ein kamerabasiertes Spiegelersatzsystem.
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Zur Darstellung des seitlichen, rückwärtigen Umgebungsbereichs eines Fahrzeugs bzw. zur Überwachung des entsprechenden Umgebungsbereichs durch den Fahrzeugführer sind fahrzeugaußenseitige Seitenspiegelanordnungen allgemein bekannt. Solche Spiegelanordnungen sind jedoch ungünstig, da diese den Luftwiderstand des Fahrzeugs negativ beeinflussen und aufgrund ihrer exponierten Lage gegenüber der Fahrzeugkarosserie besonders anfällig für Beschädigungen sind. Ein weiterer gravierender Nachteil ist die bekannte Tatsache, dass bei konventionellen Seitenspiegeln sogenannte „Tote Winkel“ existieren, die in vielen Fällen bereits zu Unfällen geführt haben.
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Aus den vorbezeichneten Gründen sind bereits kamerabasierte Spiegelersatzsysteme bekannt, mit denen der linke und rechte Seitenspiegel ersetzt werden können. Bei den gattungsgemäßen Systemen ist dabei jeweils wenigstens eine auf die rückwärtige Fahrzeugumgebung gerichtete Kamera beidseitig im Außenbereich des Fahrzeugs, insbesondere im vorderen seitlichen Bereich der Fahrzeugkarosserie, sowie insbesondere in dem Bereich, in dem bislang die konventionellen Seitenspiegel angebracht sind, angeordnet. Die von den Kameras erfassten Bilddaten werden dabei an wenigstens eine Anzeigeeinheit im Fahrzeuginnenraum übertragen, über die der Fahrzeugführer den von der jeweiligen Kamera erfassten Umgebungsbereich des Fahrzeugs überwachen kann.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die erkannte Problemstellung zugrunde, dass bei kamerabasierten Spiegelersatzsystemen, wie bei allen elektronischen Systemen, ein gewisses Ausfallrisiko besteht und bei einem Ausfall der Spiegelersatzfunktion, ein erhebliches Sicherheitsrisiko entsteht. In der Regel wäre der Ausfall eines kamerabasierten Spiegelersatzsystems zudem mit einem Verstoß gegen geltende Straßenverkehrsordnungen verbunden, sofern der Fahrer das Fahrzeug im Straßenverkehr weiterbewegen würde.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung für die vorbenannte Problemstellung anzugeben.
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Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Die Erfindung betrifft, gemäß einem ersten Aspekt, ein Verfahren zum Betrieb eines kamerabasierten Spiegelersatzsystems eines Fahrzeugs, wobei mittels wenigstens einer an dem Fahrzeug angeordneten Kamera Bilddaten aus einem seitlichen, rückwärtigen Umgebungsbereich des Fahrzeugs erfasst werden, und wobei die erfassten Bilddaten an wenigstens eine Anzeigeeinheit im Fahrzeug übertragen und mittels der Anzeigeeinheit wiedergegeben werden.
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Die wenigstens eine erste Kamera ist dabei vorzugsweise im Außenbereich auf der linken oder rechten Seite des Fahrzeugs angeordnet, insbesondere mit Blickrichtung in Richtung der rückwärtigen Fahrzeugumgebung. Die wenigstens eine Anzeigeeinheit ist vorzugsweise im Fahrzeuginnenraum im Sichtbereich des Fahrzeugführers angeordnet, insbesondere auf der der Kameraanordnung entsprechenden linken oder rechten Seite des Armaturenbretts bzw. der Instrumententafel. Bei der Anzeigeeinheit kann es sich dabei beispielsweise um einen LCD- oder LED-Bildschirm handeln.
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Die wenigstens eine erste Kamera und die wenigstens eine Anzeigeeinheit sind vorzugsweise über eine kabelgebundene oder kabellose Datenverbindung miteinander verbunden. Zwischen der wenigstens einen ersten Kamera und der Anzeigeeinheit können insbesondere eine Steuerungseinheit und/oder weitere elektronische Datenverarbeitungs- und/oder Steuerungseinrichtungen zum Betrieb des kamerabasierten Spiegelersatzsystems zwischengeschaltet sein, beispielsweise zur Bilddatenaufbereitung sowie insbesondere zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Das erfindungsgemäße Verfahren kann alternativ auch mittels Steuerungseinrichtung innerhalb der Kamera und/oder der Anzeigeeinheit umgesetzt werden.
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Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren werden, im Falle einer Fehlfunktion der ersten Kamera, Bilddaten wenigstens einer zweiten an dem Fahrzeug angeordneten Kamera an die Anzeigeeinheit übertragen und mittels der Anzeigeeinheit wiedergegeben.
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Das erfindungsgemäße Verfahren dient insbesondere auch zum Betrieb eines kamerabasierten Spiegelersatzsystems umfassend zwei erste Kameras, bei dem mittels einer der Kameras Bilddaten aus einem ersten seitlichen, rückwärtigen Umgebungsbereich des Fahrzeugs erfasst werden, beispielsweise auf der linken Seite des Fahrzeugs, und bei dem mittels der anderen Kamera Bilddaten aus einem dem ersten Umgebungsbereich gegenüberliegenden seitlichen, rückwärtigen Umgebungsbereich des Fahrzeugs erfasst werden, d.h. beispielsweise auf der rechten Seite des Fahrzeugs. In dem Falle werden die von den zwei ersten Kameras erfassten Bilddaten vorzugsweise jeweils an unterschiedliche Anzeigeeinheiten übertragen und von diesen wiedergegeben, d.h. den Kameras ist jeweils eine eigene Anzeigeeinheit zugeordnet. Den Kameras und den Anzeigeeinheiten können dabei insbesondere gemeinsame oder jeweils eigene Datenverarbeitungs- und/oder Steuerungseinrichtungen zwischengeschaltet sein. Erfindungsgemäß erfolgt im Fehlerfall einer der ersten Kameras eine, insbesondere ersatzweise, Übertragung und Wiedergabe von Bilddaten wenigstens einer zweiten Kamera an bzw. durch die der jeweiligen ersten Kamera zugeordnete Anzeigeeinheit. Dabei werden für die jeweilige erste Kamera des Spiegelersatzsystems vorzugsweise jeweils eine unterschiedliche zweite Kamera verwendet, insbesondere als Ersatzkamera, wobei vorzugsweise jeweils eine Kamera gewählt wird, deren Einbaulage und/oder deren Erfassungsbereich der jeweiligen ausgefallenen ersten Kamera des Spiegelersatzsystems am nächsten kommt bzw. möglichst weitgehend entspricht.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist eine automatische Erkennung der Fehlfunktion vorgesehen, wobei vorzugsweise eine automatische Übertragung und Wiedergabe der Bilddaten der zweiten Kamera an bzw. durch die Anzeigeeinheit erfolgt. Die automatische Erkennung der Fehlfunktion kann dabei auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen, beispielsweise über entsprechende mittels Hardware oder Software realisierte Überwachungseinrichtungen, die auch als „Watchdog“ bezeichnet werden. Diese können in die wenigstens eine erste Kamera oder die Anzeigeeinheit integriert sein, und/oder in Datenverarbeitungs- bzw. Steuerungseinrichtungen, die der Kamera und der Anzeigeeinheit zwischengeschaltet sein können.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist eine manuelle Bedieneingabe durch einen Benutzer vorgesehen, in Abhängigkeit derer die Übertragung und Wiedergabe der Bilddaten der zweiten Kamera an bzw. durch die Anzeigeeinheit erfolgt. In diesem Fall hat der Nutzer, insbesondere der Fahrzeugführer, wenn dieser eine Fehlfunktion der wenigstens einen ersten Kamera erkennt, die Möglichkeit, manuell von der Wiedergabe der Bilddaten von der ersten Kamera auf eine Wiedergabe der Bilddaten der zweiten Kamera, bzw. einer Ersatzkamera, umzuschalten.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens handelt es sich bei der zweiten Kamera um eine Kamera, die auf derselben Seite des Fahrzeugs angeordnet ist, wie die erste Kamera.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens handelt es sich bei der zweiten Kamera um eine seitlich am Fahrzeug angeordnete Kamera, mit einer, insbesondere ursprünglich, im Wesentlichen senkrecht zur Fahrbahnoberfläche gerichteten Erfassungsrichtung.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird, zum Zwecke der, insbesondere ersatzweisen, Übertragung und Wiedergabe der Bilddaten der zweiten Kamera an bzw. durch die Anzeigeeinheit, die Erfassungsrichtung der zweiten Kamera in Richtung des seitlichen, rückwärtigen Umgebungsbereichs des Fahrzeugs verändert, vorzugsweise derart, dass der von der zweiten Kamera erfasste Umgebungsbereich den von der ersten Kamera erfassten Umgebungsbereich umfasst. Dabei kann die Erfassungsrichtung der zweiten Kamera insbesondere derart verändert werden, dass der von der zweiten Kamera erfasste Umgebungsbereich, in Abhängigkeit der optischen Eigenschaften der zweiten Kamera, den von der ersten Kamera erfassten Umgebungsbereich möglichst weitgehend umfasst bzw. diesem möglichst weitgehend entspricht.
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Die Erfindung betrifft, gemäß einem zweiten Aspekt, ein kamerabasiertes Spiegelersatzsystem, das wenigstens eine erste Kamera, zur Anordnung an einem Fahrzeug und zur Erfassung von Bilddaten aus einem seitlichen, rückwärtigen Umgebungsbereich des Fahrzeugs, sowie wenigstens eine Anzeigeeinheit, zum Empfang und zur Wiedergabe der erfassten Bilddaten, umfasst, wobei das kamerabasierte Spiegelersatzsystem ferner wenigstens eine zweite Kamera umfasst oder mit wenigstens einer zweiten Kamera verbunden ist, und wobei das kamerabasierte Spiegelersatzsystem zur Umsetzung eines Verfahrens nach einem der vorangehend beschriebenen Ausgestaltungen ausgebildet ist.
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Die Erfindung betrifft, gemäß einem dritten Aspekt, ferner eine Steuerungseinrichtung für ein kamerabasiertes Spiegelersatzsystem, die zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist, insbesondere nach einer der vorangehend beschriebenen Ausgestaltungen. Bei der Steuerungseinrichtung kann es sich beispielsweise um ein Steuergerät eines Spiegelersatzsystems handeln, dass einer oder mehrerer Kameras sowie einer oder mehrerer Anzeigeeinheiten eines kamerabasierten Spiegelersatzsystems zwischengeschaltet werden kann. Ferner kann es sich bei der Steuerungseinrichtung auch um elektronische Steuerungsmittel handeln, die in eine Kamera, eine Anzeigeeinheit oder in weitere Steuerungseinrichtungen eines kamerabasierten Spiegelersatzsystems integriert sind.
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Gemäß einem vierten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Fahrzeug, in dem ein kamerabasiertes Spiegelersatzsystem gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung angeordnet ist.
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Im Weiteren wird eine mögliche Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert.
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Die 1 bis 2 zeigen den beschriebenen Stand der Technik.
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1 zeigt hierbei ein Fahrzeug (1), welches mit mehreren Kameras (2, 3, 3', 5) ausgestattet ist.
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Am vorderen Dachknoten des Fahrzeugs (1) ist eine Fronkamera (2) angebracht, welche eine Erfassungsrichtung (2.1) in Richtung des vorausliegenden Fahrkorridors aufweist.
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In dem Bereich des Fahrzeugs (1), in dem üblicherweise der linke Seitenspiegel angeordnet ist, sind zwei weitere Kameras (3, 3') angeordnet, von denen eine Kamera (3) eine nach hinten gerichtete Erfassungsrichtung (3.1) aufweist, so dass diese Bilddaten aus einem auf der linken Seite des Fahrzeugs (1) befindlichen seitlichen, rückwärtigen Umgebungsbereich (3.2) erfasst, wohingegen die andere Kamera (3') eine im Wesentlichen senkrecht zur Fahrbahnoberfläche gerichtete Erfassungsrichtung (3.1') aufweist, so dass diese Kamera (3') Bilddaten aus einem auf der linken Seite neben dem Fahrzeug (1) befindlichen seitlichen Umgebungsbereich (3.2') erfasst. Zu den auf der linken Seite des Fahrzeugs angeordneten Kameras (3, 3') korrespondierende Kameras (in 1 nicht dargestellt), zur Erfassung eines auf der rechten Seite des Fahrzeugs (1) gelegenen seitlichen, rückwärtigen Umgebungsbereichs (9.2) bzw. eines auf der rechten Seite neben dem Fahrzeug (1) befindlichen seitlichen Umgebungsbereich (9.2'), befinden sich auf der gegenüberliegenden Seite des Fahrzeugs (1) .
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Im hinteren Bereich des Fahrzeugs (1) ist eine weitere Kamera (5) angeordnet, welche eine nach hinten gerichteten Erfassungsrichtung (5.1) aufweist und die somit Bilddaten aus einem rückwärtigen Umgebungsbereich (5.2) des Fahrzeugs (1) erfasst.
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2 zeigt das Fahrzeug (1) und die Kameraanordnung gemäß 1 aus der Vogelperspektive. Die auf der linken Seite des Fahrzeugs (1) angeordneten Kameras (3, 3') sind im dargestellten Ausführungsbeispiel an einem gemeinsamen Kameraträger (3") angeordnet. Gleiches gilt für die korrespondierenden Kameras auf der rechten Seite des Fahrzeugs (1), die ebenfalls an einem gemeinsamen Kameraträger (9") angeordnet sind. Bei den Kameraträgern (3", 9") kann es sich beispielsweise um konventionelle Seitenspiegel handeln oder um anderweitig ausgebildete Haltevorrichtungen. Die Kameras (3, 3') auf der linken Seite des Fahrzeugs (1) und die Kameras auf der rechten Seite des Fahrzeugs (1) können auch ohne gemeinsamen Kameraträger (3", 9"), d.h. ohne gemeinsame Haltevorrichtungen, sowie an anderen Positionen im Seitenbereich des Fahrzeugs (1) angeordnet bzw. verbaut sein.
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Wie aus den 1 und 2 hervorgeht, werden die Daten der einzelnen Kameras (2, 3, 3', 5) in einem Steuergerät (4) zusammengeführt und entsprechend der jeweiligen Applikation verschiedenen Anzeigeeinheiten (7, 8, 10) zugeführt.
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Bei der in 1 gezeigten Kamera (3), die auf der linken Seite des Fahrzeugs (1) angeordnet ist und die Bilddaten aus dem auf der linken Seite des Fahrzeugs (1) befindlichen seitlichen, rückwärtigen Umgebungsbereich (3.2) erfasst, handelt es sich um eine Spiegelersatzkamera des Fahrzeugs (1). Die Kamera (3) bildet dabei, insbesondere zusammen mit der Steuerungseinheit (4) sowie zusammen mit der Anzeigeeinheit (7), die sich auf der linken Seite im Innenraum des Fahrzeugs (1) befindet, ein Spiegelersatzsystem des Fahrzeugs (1). Gleiches gilt für die korrespondierende Kamera, zur Erfassung des auf der rechten Seite des Fahrzeugs (1) gelegenen seitlichen, rückwärtigen Umgebungsbereichs (9.2).
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Dabei werden die von der auf der linken Seite des Fahrzeugs (1) angeordneten Kamera (3) erfassten Bilddaten an die auf der entsprechenden Seite im Fahrzeuginnenraum angeordneten Anzeigeeinheit (7) übertragen und von dieser Anzeigeeinheit (7) wiedergegeben. In 2 ist im Erfassungsbereich (3.2) der Kamera (3) beispielhaft ein Radfahrer (6) dargestellt, welcher auf der Anzeigeeinheit (7) entsprechend wiedergegeben wird. Die Kamera (3) könnte, insbesondere zusammen mit einer eigenen Steuerungseinheit (4) und einer Anzeigeeinheit (7), auch unabhängig von den übrigen Kameras (3', 5, 9) und/oder den Anzeigeeinheiten (8, 10) im Fahrzeug (1) angeordnet sein bzw. unabhängig von diesen als Spiegelersatzsystem betrieben werden.
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Bei den übrigen Kameras, d.h. bei der am vorderen Dachknoten des Fahrzeugs angeordneten Fronkamera (2), der im hinteren Bereich des Fahrzeugs (1) angeordneten Kamera (5) sowie den auf der linken und rechten Seite des Fahrzeugs (1) angeordnete Kameras (3'), zur Erfassung von Bilddaten aus dem auf der linken Seite neben dem Fahrzeug (1) befindlichen seitlichen Umgebungsbereich (3.2') sowie aus dem auf der rechten Seite neben dem Fahrzeug (1) befindlichen seitlichen Umgebungsbereich (9.2'), handelt es sich insbesondere um sogenannte Surround-View Kameras des Fahrzeugs (1). Die Kameras bilden dabei, insbesondere zusammen mit der Steuerungseinheit (4) und der Anzeigeeinheit (8), ein sogenanntes Surround-View Kamerasystem des Fahrzeugs (1), wobei die Bilddaten der einzelnen Kameras von der Steuerungseinheit (4) zu einem Gesamtbild der Fahrzeugumgebung zusammengesetzt werden, insbesondere zu einer Rundumsichtdarstellung oder einer Darstellung des Fahrzeugs (1) und dessen Umgebung aus der Vogelperspektive, und wobei das zusammengesetzte Bild von der Anzeigeeinheit (8) wiedergegeben wird.
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Die Kameras (2, 3', 5) des Surround-View Kamerasystems und die Kameras (3) des Spiegelersatzsystems sowie deren jeweilige Anzeigeeinheiten (7, 8, 10) könnten auch unabhängig voneinander im Fahrzeug (1) angeordnet sein bzw. unabhängig voneinander betrieben werden, insbesondere mit jeweils einer eigenen Steuerungseinheit (4).
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Wie in der Beschreibungseinleitung ausgeführt, kann die Kamera (3) des kamerabasierten Spiegelersatzsystems eine Fehlfunktion aufweisen, die zu einer fehlerhaften Wiedergabe der beispielsweise von der linken Kamera (3) des Spiegelersatzsystems erfassten Bilddaten führt oder auch zu einem vollständigen Ausfall der Wiedergabe. In diesem Fall, d.h. im Falle einer Fehlfunktion der Kamera (3), kommt das erfindungsgemäße Verfahren zum Einsatz, dessen Funktionsprinzip exemplarisch in den 3 und 4 dargestellt ist.
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In 3 ist eine Fehlfunktion der linken Kamera (3) des Spiegelersatzsystems durch eine schraffierte Fläche betreffend den von der Kamera (3) erfassten seitlichen, rückwärtigen Umgebungsbereich (3.2) und das von der Anzeigeeinheit (7) angezeigte Bild dargestellt. In diesem Fall ist der Radfahrer (6) für den Fahrzeugführer des Fahrzeuges (1) auf der Anzeigeeinheit (7) nicht mehr sichtbar.
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Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren werden, wie in 4 exemplarisch dargestellt, in diesem Fall die von der ebenfalls seitlich am Fahrzeug angeordneten Kamera (3') des Surround-View Kamerasystems erfassten Bilddaten, d.h. die von einer zweiten, in diesem Fall auf derselben Seite des Fahrzeugs (1) angeordneten, Kamera erfassten Bilddaten, insbesondere ersatzweise, an die Anzeigeeinheit (7) des Spiegelersatzsystems übertragen und mittels dieser wiedergegeben.
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Wie weiterhin in 4 gezeigt, dargestellt durch einen Pfeil (11), wird zum Zwecke der ersatzweisen Übertragung und Wiedergabe der Bilddaten der seitlichen Kamera (3') des Surround-View Kamerasystems an bzw. durch die Anzeigeeinheit (7) des Spiegelersatzsystems, die Erfassungsrichtung (3.1') der zweiten Kamera (3') in Richtung der seitlichen, rückwärtigen Fahrzeugumgebung verändert, in diesem Fall derart, dass die Erfassungsbereich (3.2') der Kamera (3') im Wesentlichen dem Erfassungsbereich (3.2) der ausgefallenen Kamera (3) entspricht. Infolge dessen kann der Fahrzeugführer den entsprechenden Bereich (3.2') weiterhin über die Anzeigeeinheit (7) überwachen und der Radfahrer (6) ist weiterhin für den Fahrzeugführer auf der Anzeigeeinheit (7) sichtbar.
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Mit anderen Worten wird in dem beschriebenen Fehlerfall einer ersten Kamera (3) eines Spiegelersatzsystems, die eine nach hinten gerichtete Erfassungscharakteristik aufweist, ersatzweise eine zweite Kamera (3') verwendet, insbesondere eine Kamera (3') eines Surround-View Kamerasystems, die ursprünglich eine nach unten gerichtete Erfassungscharakteristik aufweist, indem diese zweite Kamera (3') gedreht wird, sodass infolge der Drehung (11) nunmehr die Erfassungscharakteristik dieser Kamera (3') nicht mehr nach unten, sondern nach hinten gerichtet, so dass die zweite Kamera (3') ersatzweise anstelle der ersten Kamera (3) treten kann.
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Zur Veränderung (11) der Erfassungsrichtung (3.1') und damit des Erfassungsbereich (3.2') der seitlichen Kamera (3') des Surround-View Kamerasystems kann beispielsweise der im Ausführungsbeispiel dargestellte Kameraträger (3") an dem die Kamera (3') angeordnet ist, insbesondere über einen elektromechanischen Verstellmechanismus, verstellt werden, beispielsweise durch Drehung des Kameraträgers (3") um eine oder mehrere Achsen. Eine mögliche Alternative wäre es, dass die Kamera (3') selbst mit einem entsprechenden Verstellmechanismus ausgestaltet ist bzw. über einen entsprechenden Verstellmechanismus an dem Kameraträger (3") oder der Karosserie des Fahrzeugs (1) angeordnet ist.
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Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung ist die Tatsache, dass die Funktion eines kamerabasierten Spiegelersatzsystems auch dann aufrechterhalten werden kann, wenn eine zu dem System gehörende Kamera (3) eine Fehlfunktion aufweist. Unter Fehlfunktion fällt dabei insbesondere auch jedweder zeitweiser Funktionsausfall einer ersten Kamera (3) eines Spiegelersatzsystems, beispielsweise aufgrund von Verschmutzung oder Vereisung. In diesem Fall kann der Fahrzeugführer seine Fahrt fortsetzen ohne ein Sicherheitsrisiko für sich und andere Verkehrsteilnehmer darzustellen sowie insbesondere ohne gegen geltende Verkehrsvorschriften, betreffend die Verkehrstauglichkeit seines Fahrzeugs, verstoßen zu müssen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012015395 A1 [0004]