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Die Erfindung betrifft ein Kamerasystem für ein treffsicheres Ankuppeln eines Anhängerfahrzeugs an ein Zugfahrzeug gemäß der im Oberbegriff des Anspruchs 1 stehenden Merkmale. Darüber hinaus ist die Erfindung auch an einem Zugfahrzeug verwirklicht.
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Das Zugfahrzeug weist zur lösbaren Befestigung eines anhängerseitigen Kupplungselementes ein entsprechendes Kupplungsmittel auf. Während des Ankuppelvorgangs nähert sich typischerweise das Zugfahrzeug mit langsamer Rückwärtsfahrt dem stehenden Anhängerfahrzeug, dessen anhängerseitiges Kupplungselement möglichst exakt in das Kupplungsmittel des Zugfahrzeugs eingefahren werden muss und anschließend darin verriegelt wird. Eine unpräzise Annäherung des Zugfahrzeugs führt dazu, dass das anhängerseitige Kupplungselement nicht von dem zugfahrzeugseitigen Kupplungsmittel erfasst wird und an den Fahrzeugen erhebliche Beschädigungen auftreten können. Besonders gefährlich ist ein vermeintlich korrektes Ankuppeln, bei dem jedoch das anhängerseitige Kupplungselement nicht vollständig in dem zugfahrzeugseitigen Kupplungsmittel verriegelt wurde, so dass sich die Fahrzeuge im Fahrbetrieb voneinander lösen können.
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Im Stand der Technik existieren bereits Bemühungen, den Ankupplungsvorgang für den Fahrer zu vereinfachen. Die
US 2014/0151979 A1 schlägt hierfür vor, zwischen den Holmen des Fahrzeugrahmens einen Kameraträger anzubringen und auf dem Kameraträger eine rückwärtsgerichtete erste Kamera zum Erfassen des Königszapfens eines Anhängerfahrzeugs sowie eine vorwärtsgerichtete zweite Kamera zum Erfassen der Einfahröffnung einer Sattelkupplung zu installieren. Beide Kameras sind mit einer im Fahrerhaus befindlichen Anzeigevorrichtung verbunden. Auf der Anzeigevorrichtung können dann die Bildschirmmotive beider Kameras nebeneinander dargestellt sein, so dass der Fahrer auf einer Bildschirmhälfte das anhängerseitige Kupplungselement und auf der anderen Bildschirmhälfte das zugfahrzeugseitige Kupplungsmittel erkennen kann. Es hat sich jedoch als nachteilig herausgestellt, dass der Fahrer während des Rangierens das Bildschirmmotiv der ersten und zweiten Kamera abwechselnd betrachten muss, um die jeweilige Position des Königszapfens relativ zu der Sattelkupplung abschätzen zu können.
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Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein Kamerasystem beziehungsweise ein Zugfahrzeug mit einem daran verbauten Kamerasystem derart zu verbessern, dass der Fahrer während des Ankuppelns beim Betrachten der Anzeigevorrichtung nicht mehr gedanklich zwischen einem ersten und zweiten Bildschirmmotiv zu wechseln braucht.
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Die Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die erste und zweite Kamera arbeiten insbesondere im Bereich des sichtbaren Lichts. Alternativ können die Kameras auch im nicht-sichtbaren Spektrum arbeiten und die Anzeigevorrichtung übernimmt eine sichtbare Aufbereitung der ersten und zweiten Bilddaten.
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Das einzige Bildschirmmotiv enthält stets erste Bilddaten der ersten Kamera und zweite Bilddaten der zweiten Kamera. Etwaige Konturen und Sichtkanten eines in den ersten und den zweiten Bilddaten erfassten Objekts gehen in dem gemeinsamen Bildschirmmotiv nahtlos, das heißt ohne Sprungstellen, ineinander über. Hierdurch ist es möglich, dass sich der Fahrer lediglich auf ein einziges Bildschirmmotiv zu konzentrieren braucht, in welchem sowohl sicherheitsrelevante Informationen bezüglich eines hinter dem Zugfahrzeug befindlichen Fahrraums als auch für das Kuppeln des Anhängerfahrzeugs relevante Informationen in rückwärtiger Fahrrichtung aus dem einzigen Bildschirmmotiv erkennbar und gleichzeitig nicht einsehbare, tote Winkel vermieden sind.
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Vorzugsweise ist das Bildschirmmotiv mittels Stitching zum selben Zeitpunkt erfasster erster und zweiter Bilddaten zusammengesetzt. Unter dem Begriff Stitching wird das Erstellen einer großen Bildschirmmotivs aus verschiedenen kleineren Einzelaufnahmen verstanden, die in der Regel überlappende Ausschnitte des Objekts zeigen. Folglich ist mittels der ersten Bilddaten und der zweiten Bilddaten jeweils ein Teil des gemeinsamen Bildschirmmotivs dargestellt.
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Vorteilhafterweise ist das Bildschirmmotiv aus in der Fahrzeuglängsachse aneinandergefügten ersten und zweiten Bilddaten gebildet. Hierdurch wird insbesondere bei einer Rückwärtsfahrt der in der Fahrzeuglängsachse hinter dem Zugfahrzeug befindliche Bereich als auch der für das Kuppeln relevante Bereich des Anhängerfahrzeugs erfasst.
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Besonders sinnvoll ist es, wenn der rückwärtige Fahrraum ein von dem Zugfahrzeug befahrbarer, rückwärtiger Sektor mit einem Abstand von 1 m bis 15 m ist. Der befahrbare Sektor beginnt in der Fahrzeuglängsachse unmittelbar hinter dem Zugfahrzeug, beispielsweise bei einer Sattelzugmaschine hinter einer Hecktraverse oder bei einem Lastkraftwagen hinter einem Unterfahrschutz. In der Fahrzeugquerachse ist der rückwärtige Sektor aus dem Lenkeinschlag und dem Achsabstand des Zugfahrzeugs und dem daraus resultierenden Kurvenvermögen vorgegeben.
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Zweckmäßigerweise ist von den ersten Bilddaten stets ein unmittelbar hinter dem Zugfahrzeug befindlicher Ausschnitt einer Fahrbahnoberfläche erfasst. Hierdurch wird insbesondere eine Kollision mit Personen oder bodennahen Hindernissen erkannt.
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Günstigerweise sind die erste und zweite Kamera in rückwärtiger Fahrrichtung des Zugfahrzeugs ausgerichtet. Diese Konstellation ist zweckdienlich, da auf der Anzeigevorrichtung sowohl der sicherheitsrelevante Bereich des rückwärtigen Fahrraums als auch der für das Rangieren vor dem Kuppeln des Anhängerfahrzeugs relevante Bereich in rückwärtiger Fahrrichtung erkennbar sind.
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Das vorstehend beschriebene Kamerasystem kann in montiertem Zustand an einem Zugfahrzeug angeordnet sein, wobei die zweite Kamera an einer Komponente eines Kupplungsmittels des Zugfahrzeugs befestigt ist. Hierbei ist es je nach Montageposition möglich, die zweite Kamera ortsfest an der Komponente des Kupplungsmittels oder beweglich dazu anzubringen, beispielsweise um die zweite Kamera während des Ankuppelns aus einem Kollisionsbereich mit dem anhängerseitigen Kupplungsmittel vorübergehend zu entfernen. Auch kann die zweite Kamera unmittelbar an der Komponente des Kupplungsmittels oder mittels eines Halters beabstandet dazu befestigt sein.
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Das Zugfahrzeug ist beispielsweise eine Sattelzugmaschine und das Kupplungsmittel eine Sattelkupplung mit einer Kupplungsplatte. Vorteilhafterweise ist die Komponente der Sattelkupplung die Kupplungsplatte, einer der die Kupplungsplatte tragenden Lagerböcke, eine die Lagerböcke tragende Montageplatte und/oder eine zwischen den Lagerböcken angeordnete und beidseitig daran befestigte Stütztraverse.
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Vorzugsweise ist die erste Kamera an einer Hecktraverse der Sattelzugmaschine befestigt. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Sattelzugmaschine einen Fahrzeugrahmen auf, der heckseitig von der Hecktraverse begrenzt und/oder seitlich überragt ist. Die Hecktraverse bildet den hinteren Abschluss der Sattelzugmaschine und ist daher besonders zur Anbringung der ersten Kamera geeignet, um die unmittelbar hinter der Sattelzugmaschine befindliche Fahrbahnoberfläche ohne Abdeckungen oder tote Winkel zu erfassen.
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Das Zugfahrzeug kann alternativ auch ein Lastkraftwagen und das Kupplungsmittel eine Maulkupplung sein. Zweckmäßigerweise ist dann die Komponente der Maulkupplung zur Anbringung der zweiten Kamera dessen Einfahrmaul, ein Anschraubflansch, ein Gehäuse der Verschlussmechanik und/oder ein Kupplungskörper mit Zugstange. Die zweite Kamera kann unmittelbar an dieser jeweiligen Komponente oder mittels eines Halters daran befestigt sein. Auch hierbei ist es möglich, die zweite Kamera ortsfest an der jeweiligen Komponente anzubringen oder alternativ beweglich daran zu lagern, um die zweite Kamera während der Annäherung des anhängerseitigen Kupplungselementes aus einem potentiellen Kollisionsbereich vorübergehend zu verfahren.
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Die erste Kamera kann insbesondere an einem Unterfahrschutz des Lastkraftwagens befestigt sein. Der Unterfahrschutz gewährt der ersten Kamera einen unverbauten Blick auf den rückwärtigen Fahrraum und insbesondere auf etwaig hinter dem Lastkraftwagen befindliche Personen oder Hindernisse.
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Zum besseren Verständnis wird die Erfindung nachfolgend anhand von drei Figuren näher erläutert. Es zeigen die
- 1: eine Seitenansicht auf eine Sattelzugmaschine mit einem Kamerasystem aufweisend eine erste und zweite Kamera;
- 2: eine Seitenansicht auf einen Lastkraftwagen mit einem Kamerasystem aufweisend eine erste und zweite Kamera und
- 3: eine Anzeigevorrichtung mit einem aus ersten und zweiten Bilddaten zusammengefügten Bildschirmmotiv.
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Die 1 zeigt in einer Seitenansicht ein Zugfahrzeug 100 in Form einer Sattelzugmaschine 110, welche sich rückwärts einem stehenden Anhängerfahrzeug 200 annähert, um dieses anzukuppeln. Bei dem Anhängerfahrzeug 200 handelt es sich um einen Auflieger, an welchem im vorderen Bereich ein Königszapfen als Kupplungselement 201 angebracht ist.
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Die Sattelzugmaschine 110 weist einen sich in einer Fahrzeuglängsachse x erstreckenden Fahrzeugrahmen 101 auf, der an einem vorderen Ende ein Fahrerhaus 102 und an einem gegenüberliegenden, zweiten Ende ein als Sattelkupplung 140 ausgebildetes Kupplungsmittel 103 trägt. Außerdem trägt der Fahrzeugrahmen 101 die Räder 104, mit denen das Zugfahrzeug 100 auf einer Fahrbahnoberfläche F steht.
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Die Sattelkupplung 140 umfasst eine Kupplungsplatte 141, in welche das Kupplungselement 201 des Anhängerfahrzeugs 200 während des Ankuppelvorgangs eingefahren und mittels einer nicht weiter gezeigten Verriegelungsmechanik lösbar gehalten ist. Die Kupplungsplatte 141 ist über zwei Lagerböcke 142, von denen in der Seitenansicht der 1 lediglich der in der Bildebene vordere Lagerbock 142 sichtbar ist, um eine Fahrzeugquerachse y schwenkbeweglich gelagert.
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Um seitliche Momente und Kräfte besser aufzunehmen, kann zur Aussteifung zwischen den beiden Lagerböcken 142 ortsfest eine Stütztraverse 144 montiert sein, die beidseitig an den Lagerböcken 142 befestigt ist. In der Seitenansicht der 1 ist die Stütztraverse durch den davor emporragenden Lagerbock 142 verdeckt und daher lediglich als gestrichelte Linie angedeutet.
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Die Lagerböcke 142 können prinzipiell unmittelbar oder mittels von Hilfsrahmen an dem Fahrzeugrahmen 101 verschraubt sein. In der gezeigten Ausführungsvariante stehen die Lagerböcke 142 jedoch auf einer Montageplatte 143, die wiederum von oben auf den Fahrzeugrahmen 101 aufgelegt und mit diesem verschraubt ist.
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Der Fahrzeugrahmen 101 schließt heckseitig mit einer Hecktraverse 111 ab. Die Hecktraverse 111 ragt in der Fahrzeugquerachse y seitlich über den Fahrzeugrahmen 101 hinaus und schützt das Heck der Sattelzugmaschine 110 vor Beschädigungen während einer Fahrt ohne Anhängerfahrzeug 200. Typischerweise überragt die Hecktraverse 111 in der Fahrzeugquerachse y auch die Räder 104.
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An der Hecktraverse 111 ist eine erste Kamera 130 ortsfest angebracht, welche erste Bilddaten 133 von dem unmittelbar hinter dem Zugfahrzeug 100 befindlichen rückwärtigen Fahrraum SD erfasst und bereitstellt. Die erste Kamera 130 ist kabelgebunden oder kabellos mit einer im Fahrerhaus 102 angeordneten Anzeigevorrichtung 132 verbunden, die im Sichtfeld des Fahrers liegt.
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An einer Komponente der Sattelkupplung 140, beispielsweise wie in 1 dargestellt, an einem der Lagerböcke 142 und/oder an der Kupplungsplatte 141 und/oder an der Montageplatte 143 und/oder an der Stütztraverse 144 ist eine zweite Kamera 131 angebracht, welche zweite Bilddaten 134 von einer rückwärtigen Fahrrichtung SR erfasst und bereitstellt. Der Bereich der rückwärtigen Fahrrichtung SR liegt über dem rückwärtigen Fahrraum SD, so dass dort beim Ankuppeln als erstes das zu erwartende Kupplungselement 201 des Anhängerfahrzeugs 200 erkennbar ist. Hinter dem Zugfahrzeug 100 überlappen mit wachsender Entfernung in der Fahrzeuglängsachse x die rückwärtige Fahrrichtung SR und der rückwärtige Fahrraum SD.
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In dem von der ersten Kamera 130 erfassten, rückwärtigen Fahrraum SD ist insbesondere die unmittelbar hinter dem Zugfahrzeug 100 befindliche Fahrbahnoberfläche F erfasst, wohingegen das Kupplungselement 201 des Anhängerfahrzeugs 200 nur aus großer Entfernung oder gar nicht sichtbar ist. Folglich hat die erste Kamera 130 vordergründig den Zweck, mit ihren ersten Bilddaten 133 eine unmittelbar hinter dem Zugfahrzeug 100 liegende Person P (siehe 3) oder ein niedriges Hindernis für den Fahrer auf der Anzeigevorrichtung 132 erkennbar zu machen.
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Die in der Fahrzeuglängsachse x und einer Fahrzeughochachse z versetzt zu der ersten Kamera 130 angeordnete, zweite Kamera 131 kann mit ihren zweiten Bilddaten 134 nicht den unmittelbar hinter dem Zugfahrzeug 100 befindlichen Bereich der Fahrbahnoberfläche F erfassen, da dieser von Teilen des Zugfahrzeugs 100 wie zum Beispiel der Sattelkupplung 140, dem Fahrzeugrahmen 101 mit nicht dargestellten Anbauteilen oder der Hecktraverse 111 verdeckt ist. Insofern wäre eine unmittelbar hinter dem Zugfahrzeug 100 liegende Person oder ein niedriges Hindernis für den Fahrer allein auf Basis der zweiten Bilddaten 134 auf der Anzeigevorrichtung 132 nicht sichtbar.
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Die Anzeigevorrichtung 132 stellt dem Fahrer ein zusammenhängendes Bildschirmmotiv 135 umfassend erste Bilddaten 133 der ersten Kamera 130 und zweite Bilddaten 134 der zweiten Kamera 131 dar, wie nachfolgend noch in Zusammenhang mit der 3 erläutert wird, ohne dass der Fahrer während des Ankuppelmanövers zwischen zwei oder mehreren, einzelnen Bildschirmmotiven gedanklich zu wechseln braucht.
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Die 2 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei welchem das Kamerasystem an einem Zugfahrzeug 100 in Form eines Lastkraftwagens 120 installiert ist. An dem Lastkraftwagen 120 befindet sich heckseitig als Kupplungsmittel 103 eine Maulkupplung 150, die zur besseren Erkennbarkeit vergrößert dargestellt ist.
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Das Anhängerfahrzeug 200 weist als Kupplungselement 201 eine Zugdeichsel auf, an deren freien Ende eine Zugöse ausgeformt ist. Zum Verbinden des Lastkraftwagens 120 mit dem Anhängerfahrzeug 200 wird die Zugöse in die Maulkupplung 150 eingefahren und darin mittels eines nicht weiter gezeigten Kupplungsbolzens verriegelt.
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In der Fahrzeughochachse z versetzt befindet sich unter der Maulkupplung 150 ein Unterfahrschutz 121, welcher sich in der Fahrzeugquerachse y seitlich über den Fahrzeugrahmen 101 hinaus erstreckt und verhindert, dass sich das anhängerseitige Kupplungselement 201 oder Teile des Anhängerfahrzeugs 200 oder sonstige Hindernisse bei Rückwärtsfahrt ohne Anhängerfahrzeug 200 unter das Zugfahrzeug 100 schieben und dort Schaden anrichten können. Die erste Kamera 130 ist bei diesem Ausführungsbeispiel an dem Unterfahrschutz 121 angebracht.
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Die erste Kamera 130 erfasst die ersten Bilddaten 133 des in der Fahrzeuglängsachse x unmittelbar hinter dem Unterfahrschutz 121 befindlichen rückwärtigen Fahrraums SD, wobei in den ersten Bilddaten 133 unter anderem die hinter dem Zugfahrzeug 100 befindliche Fahrbahnoberfläche F abgebildet ist. Die erste Kamera 130 ist aufgrund ihrer bodennahen Anbringung am Lastkraftwagen 120 weniger geeignet, das Kupplungselement 201 des Anhängerfahrzeugs 200 abzubilden, welches in der Fahrzeughochachse z deutlich oberhalb der ersten Kamera 130 angeordnet ist.
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Für eine Navigation während des Ankuppelns dient die an Komponenten der Maulkupplung 100 angebrachte zweite Kamera 131, die insbesondere und wie in der 2 gezeigt, an einem Gehäuse 153 der Verschlussmechanik und/oder mit gestrichelter Linie angedeutet, an einem Einfahrmaul 151 und/oder vorzugsweise mittels eines Kamerahalters an einem Kupplungskörper mit Zugstange 154 und/oder ebenfalls vorzugsweise mittels eines Kamerahalters an einem Anschraubflansch 152 montiert ist. in dieser Einbaulage steht die zweite Kamera 131 in der Fahrzeughochachse z dem aufzunehmenden anhängerseitigen Kupplungselement 201 in Form einer Zugöse auf einem Niveau gegenüber. Die von der zweiten Kamera 131 aufgenommenen zweiten Bilddaten 134 bilden in rückwärtiger Fahrrichtung SR im Annäherungsbereich des Lastkraftwagens 120 an das Anhängerfahrzeug 200 vordergründig das anhängerseitige Kupplungselement 201 ab, erfassen aber nicht den unmittelbar hinter dem Unterfahrschutz 121 befindlichen rückwärtigen Fahrraum SD mit der dort befindlichen Fahrbahnoberfläche F.
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Auf der in 3 exemplarisch gezeigten Anzeigevorrichtung 132 sind die ersten und zweiten Bilddaten 133, 134 miteinander verknüpft und auf der Anzeigevorrichtung als gemeinsames Bildschirmmotiv 135 abgebildet. In einer unteren Bildschirmhälfte sind die ersten Bilddaten 133 angezeigt und es ist der sicherheitsrelevante Bereich unmittelbar hinter dem Zugfahrzeug 100 zu erkennen. Eine etwaig hinter dem Zugfahrzeug krabbelnde Person P, beispielsweise ein auf der Suche nach einem Ball krabbelndes Kind, ist von den ersten Bilddaten 133 erfasst und befindet sich nicht im toten Winkel der höher installierten zweiten Kamera 131. Die zweite Kamera 131 stellt dafür zweite Bilddaten 134 zur Verfügung, die auf die Darstellung des Anhängerfahrzeugs 200 und dessen Kupplungselement 201, beispielsweise in Form eines Königszapfens, optimiert sind. Die ersten und zweiten Bilddaten 133, 134 gehen dabei nahtlos ineinander über, so dass sich der Fahrer lediglich auf das einzige Bildschirmmotiv 135 zu konzentrieren braucht.
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BEZUGSZEICHENLISTE
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- 100
- Zugfahrzeug
- 101
- Fahrzeugrahmen
- 102
- Fahrerhaus
- 103
- Kupplungsmittel
- 104
- Räder
- 110
- Sattelzugmaschine
- 111
- Hecktraverse
- 120
- Lastkraftwagen
- 121
- Unterfahrschutz
- 130
- erste Kamera
- 131
- zweite Kamera
- 132
- Anzeigevorrichtung
- 133
- erste Bilddaten
- 134
- zweite Bilddaten
- 135
- Bildschirmmotiv
- 140
- Sattelkupplung
- 141
- Kupplungsplatte
- 142
- Lagerböcke
- 143
- Montageplatte
- 144
- Stütztraverse
- 150
- Maulkupplung
- 151
- Einfahrmaul
- 152
- Anschraubflansch
- 153
- Gehäuse Verschlussmechanik
- 154
- Kupplungskörper mit Zugstange
- 200
- Anhängerfahrzeug
- 201
- Kupplungselement
- F
- Fahrbahnoberfläche
- P
- Person
- SD
- rückwärtiger Fahrraum
- SR
- rückwärtige Fahrrichtung
- x
- Fahrzeuglängsachse
- y
- Fahrzeugquerachse
- z
- Fahrzeughochachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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