Die Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzsystem (2) für ein Kraftfahrzeug (1), mit einer Kamera (3) zum Erfassen einer Bildinformation aus einer Umgebung (4) des Kraftfahrzeugs (1), wobei in einem optischen Weg (7), entlang dessen die Bildinformation aus der Umgebung (4) in die Kamera (3) gelangt, zwischen der Umgebung (4) und der Kamera (3) ein Verdunkelungselement (6) angeordnet ist, welches eine veränderbare optische Transparenz aufweist, um das Fahrerassistenzsystem (2), insbesondere die Leistungsfähigkeit und die Verfügbarkeit einer kamerabasierten Funktion des Fahrerassistenzsystems (2), zu verbessern.
Zimmer, Markus, Dr.-Ing. (70771, Leinfelden-Echterdingen, DE)
| DE102009029742A1 | N/A | 2010-12-30 | ||
| DE102008011086A1 | N/A | 2008-07-10 | ||
| DE4000451B4 | N/A | 2004-12-09 |
2. Fahrerassistenzsystem (
3. Fahrerassistenzsystem (
4. Fahrerassistenzsystem (
5. Fahrerassistenzsystem (
6. Fahrerassistenzsystem (
7. Kraftfahrzeug (
8. Kraftfahrzeug (
9. Verfahren zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems (
Die Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzsystem für ein Kraftfahrzeug, mit einer Kamera zum Erfassen einer Bildinformation aus einer Umgebung des Kraftfahrzeugs. Die Erfindung betrifft auch ein entsprechendes Verfahren zum Betreiben eines solchen Fahrerassistenzsystems.
In Fahrzeugen funktionieren bestimmte Funktionen von Fahrerassistenzsystemen, beispielsweise eine Spurhalteassistenzfunktion, auf Basis von Kamerabildern. Die entsprechenden Kameras oder Fahrzeugkameras der Fahrerassistenzsysteme besitzen jedoch keine verstellbare Blende und haben unter sehr hellen Umgebungsbedingungen Schwierigkeiten mit einer Überbelichtung. Durch die dann fehlenden Kontraste wird ein Erkennen von Objekten, beispielsweise Spurmarkierungen, erschwert. Ebenso erschweren Reflektionen eine eindeutige Detektion von Markierungen auf der Fahrbahn. In diesen Fällen soll einerseits ein Überbelichten verhindert werden, und andererseits auch in dunklen Bildbereichen noch genügend Details erkennbar sein.
Aufgrund dieser Diskrepanz gehen bei schlechten oder ungünstigen Lichtverhältnissen viele Bildinformationen durch Überbelichtungen oder Unterbelichtungen und Reflektionen verloren, was zu einer verschlechterten Leistungsfähigkeit des Fahrassistenzsystems und geringerer Verfügbarkeit der entsprechenden kameraabhängigen Funktionen des Fahrerassistenzsystems, beispielsweise der Spurhalteassistenzfunktion, führt.
In diesem Zusammenhang beschreibt beispielsweise die
Aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrerassistenzsystem mit einer Kamera, insbesondere die Leistungsfähigkeit und die Verfügbarkeit einer kamerabasierten Funktion des Fahrerassistenzsystems, zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der Beschreibung und den Figuren.
Die Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzsystem für ein Kraftfahrzeug, mit einer Kamera zum Erfassen einer Bildinformation einer Umgebung des Kraftfahrzeugs. Insbesondere kann das Fahrerassistenzsystem auch eine Steuereinrichtung zum Steuern einer Belichtungseinstellung der Kamera aufweisen. Wichtig ist hier, dass in einem optischen Weg, entlang dessen die Bildinformation aus der Umgebung in die Kamera gelangt, zwischen der Umgebung und der Kamera, also vor der Kamera oder einer entsprechenden Linsenöffnung der Kamera, ein Verdunklungselement angeordnet ist, welches eine veränderbare, also variable oder einstellbare, optische Transparenz aufweist. Die Bildinformation muss daher durch das Verdunklungselement transmittiert werden, um in die Kamera zu gelangen.
Das hat den Vorteil, dass eine Helligkeit in ihrer Dynamik, also der Unterschied zwischen der größten und der geringsten Helligkeit, für die Bildinformation, welche durch die Kamera verarbeitet werden muss, verringert wird. Damit kann die Überbelichtung von Bildern der Kamera verhindert werden, so dass unter bestimmten Umgebungs- oder Lichtbedingungen eine bessere Bildqualität erreicht werden kann als bisher üblich. Dies führt zu der gewünschten Verbesserung des Fahrerassistenzsystems beziehungsweise der kamerabasierten Funktionen des Fahrerassistenzsystems.
Das Verdunklungselement kann dabei fest, das heißt nicht oder nur mit Werkzeug oder nur unter Zerstörung des Verdunklungselementes und/oder der Kamera an der Kamera angeordnet oder befestigt sein, oder aber in einer Halterung vor der Kamera, und damit bevorzugt austauschbar, angeordnet sein. Die Halterung kann dabei an oder in einer Scheibe oder Windschutzscheibe angeordnet oder befestigt sein.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Verdunklungselement ein selbsttönendes oder phototropes Glas umfasst oder ist. Die Transparenz des Verdunklungselementes ist damit in Abhängigkeit einer Helligkeit oder über die Helligkeit der Bildinformation veränderbar oder über eine Helligkeit der Bildinformation einstellbar im Sinne dieser Offenbarung. Ein derartiges Verdunklungselement kann auch als ein passives Verdunklungselement bezeichnet werden. Derartige phototrope Gläser, die beispielsweise in Abhängigkeit einer UV-Lichtintensität selbstständig verdunkeln, sind beispielsweise aus dem Bereich der Sonnenbrillen bekannt. Da phototrope Gläser starke Verzögerungen bei dem Abdunkeln und dem Aufhellen aufweisen, kann dabei vorgesehen sein, dass eine Belichtungsempfindlichkeit der Kamera durch die Steuereinrichtung zum Steuern der Belichtungseinstellung der Kamera vorgesteuert wird. Dabei kann die entsprechende Steuereinrichtung bevorzugt auf eine bereitgestellte Information, wie sie weiter unten noch erläutert wird, zurückgreifen, und so beispielsweise kurz vor oder bei der Einfahrt in einen Tunnel die Empfindlichkeit der Kamera erhöhen, so dass verhindert wird, dass eine verzögerte Aufhellung des passiven Verdunklungselementes bei der Einfahrt in den Tunnel zu einem unterbelichteten Bild führt.
Mit einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Verdunklungselement einen Graufilter mit zwei gegeneinander verdrehbaren Polarisationsfiltern und/oder ein elektrisch abdunkelbares Glas umfasst oder aufweist, insbesondere zwei Polarisationsfolien oder Polarisationsfilterfolien mit einer zwischen den Folien angeordneten Flüssigkristallschicht, bevorzugt einer elektrochromen Flüssigkristallschicht, aufweist, und die Transparenz des Verdunklungselementes über ein elektrisches Steuersignal einer Steuereinrichtung einstellbar oder veränderbar ist. Ein derartiges Verdunklungselement kann dann im Gegensatz zum zuvor beschriebenen passiven Verdunklungselement als aktives Verdunklungselement bezeichnet werden. Das elektrisch abdunkelbare Glas kann beispielsweise ein elektrochromes Glas oder ein Flüssigkristallanzeige (liquid crystal display, LCD) umfassen.
Ein geeignetes elektrooptisches Flüssigkristallschaltelement ist beispielsweise aus der
Dabei kann in einer vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung ausgebildet ist, die Transparenz des Verdunklungselementes mittels des elektrischen Steuersignals in Abhängigkeit von einer der Steuereinrichtung bereitgestellten Information über eine Helligkeit der Umgebung des Kraftfahrzeugs oder der Kamera einzustellen.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist dabei vorgesehen, dass die bereitgestellte Information eine Histogramminformation zumindest eines Bildes der Kamera und/oder eine von einem anderen Kraftfahrzeug über eine Schnittstelleneinrichtung bereitgestellte Information und/oder eine Zeitinformation, insbesondere eine Tageszeitinformation und/oder eine Jahreszeitinformation, und/oder eine Sensorinformation einer Sensoreinrichtung des Fahrerassistenzsystems, insbesondere eine Positionsinformation und/oder eine Fahrtrichtungsinformation einer Positionserfassungseinrichtung und/oder eine Sonnenstandsinformation einer Sonnenstandsensoreinrichtung und/oder eine Helligkeitsinformation einer Helligkeitssensoreinrichtung mit einem Licht- oder Helligkeitssensor, umfasst.
Mit der Histogramminformation kann beispielsweise durch eine Histogrammanalyse ein Anteil übersättigter Pixel der Kamera erfasst werden und für den Anteil ein Schwellwert festgelegt werden, ab welchem das Verdunklungselement aktiviert, also verdunkelt werden soll. Insbesondere kann auch in Abhängigkeit des Anteils eine graduelle Verdunklung oder Aktivierung festgelegt sein. Eine weitere Möglichkeit ist, nach der Bildung des Histogramms auch eine aktive Histogrammverschiebung, ein Active-Histogramm-Shifting, durchzuführen, und so den Anteil der übersättigten Pixel zu reduzieren. Die Positions- und/oder Fahrtrichtungsinformation kann auch mit einer Karteninformation kombiniert werden, so dass beispielsweise in obigem Beispiel eine bevorstehende Einfahrt in einen Tunnel und die daraus resultierende starke Veränderung der Lichtverhältnisse bei dem Einstellen der Transparenz berücksichtigt werden kann, beziehungsweise das Einstellen der Transparenz in Abhängigkeit dieser Information erfolgen kann. Die beschriebenen Informationen, insbesondere eine Helligkeits- oder Blendinformation kann dabei auch über die Schnittstelleneinrichtung von einem anderen Kraftfahrzeug, beispielsweise einem vorherfahrenden Kraftfahrzeug, welches eine Information über eine Helligkeit oder eventuelle Blendung des vorherfahrenden Kraftfahrzeugs bereitstellt, übertragen werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung zum Kompensieren einer Verzögerung eines Abdunkelns und/oder eines Aufhellens Verdunkelungselements ausgebildet ist, das Steuersignal zum Einstellen der optischen Transparenz in Abhängigkeit einer Zeitkonstante, welche eine Geschwindigkeit und damit die Verzögerung des Abdunkelns und/oder des Aufhellens Verdunkelungselements charakterisiert, entsprechend der Zeitkonstante zeitlich vor einem Zeitpunkt zu erzeugen, zu welchem die optische Transparenz eingestellt sein soll. Die Steuereinrichtung kann also zu einem proaktiven Erzeugen des Steuersignals ausgelegt sein. So kann beispielsweise in Abhängigkeit einer Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs eine der Zeitkonstanten entsprechende Strecke vor der Einfahrt in den bereits erwähnten Tunnel, das Steuersignal zum Aufhellen des Verdunkelungselements bereitgestellt oder erzeugt werden, sodass bei Einfahrt in den Tunnel das Verdunkelungselement bereits an die dunklere Umgebung angepasst ist.
Die Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeug mit einem Fahrerassistenzsystem nach einer oder mehrerer der beschriebenen Ausführungsformen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist dabei vorgesehen, dass die Kamera hinter einer Fahrzeugscheibe des Kraftfahrzeugs, insbesondere hinter einer Windschutzscheibe des Kraftfahrzeugs, angeordnet ist, also sich die Fahrzeugscheibe zwischen der Kamera und der Umgebung des Kraftfahrzeugs befindet, und das Verbindungselement innenseitig oder außenseitig an der Fahrzeugscheibe befestigt, beispielsweise verklebt, bevorzugt flächig verklebt, ist oder flächig in die Fahrzeugscheibe integriert ist. Bei der flächigen Integration des Verdunklungselementes in die Fahrzeugscheibe kann vorgesehen sein, dass das Verdunklungselement bündig oder eben, also ohne Stufe beziehungsweise nicht erhaben in die Fahrzeugscheibe übergeht. Dadurch, sowie durch die eingangsgenannten Halterung können auch bestehende Fahrassistenzsysteme mit wenig Aufwand mit einem Verdunklungselement nachgerüstet werden.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems eines Kraftfahrzeugs, wobei das Fahrerassistenzsystem eine Kamera zum Erfassen einer Bildinformation aus einer Umgebung des Kraftfahrzeugs aufweist. Teil des Verfahrens ist dabei ein Einstellen einer optischen Transparenz eines Verdunkelungselementes, welches in einem optischen Weg, entlang dessen die Bildinformation aus der Umgebung in die Kamera gelangt, zwischen der Umgebung und der Kamera angeordnet ist, mittels eines elektrisches Steuersignals einer Steuereinrichtung des Fahrerassistenzsystems. Die Transparenz kann insbesondere in Abhängigkeit einer Umgebungshelligkeit oder einer der Steuereinrichtung bereitgestellten Information über die Helligkeit der Umgebung eingestellt werden.
Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens entsprechen hier Vorteilen und vorteilhaften Ausführungsformen des Fahrerassistenzsystems.
Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen. Es sind darüber hinaus Ausführungen und Merkmalskombinationen, insbesondere durch die oben dargelegten Ausführungen, als offenbart anzusehen, die über die in den Rückbezügen der Ansprüche dargelegten Merkmalskombinationen hinausgehen oder von diesen abweichen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigt:
In den Fig. werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In
Das Verdunklungselement
In alternativen Ausführungsformen kann das Verdunklungselement
Damit kann die Menge des durch das Verdunklungselement
In
- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Fahrerassistenzsystem
- 3
- Kamera
- 4
- Umgebung
- 5
- Steuereinrichtung
- 6
- Verdunklungselement
- 7
- Optischer Weg
- 8
- Sonnenstandsensoreinrichtung
- 9
- Positionserfassungseinrichtung
- 10
- Fahrzeugscheibe
- 11
- Außenseite
- 12
- Innenseite
- 13, 13'
- Lichtstrahlen
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- DE 102009029742 A1 [0004]
- DE 102008011086 A1 [0005]
- DE 4000451 B4 [0013]