DE102008048322B4 - Method and device for displaying visual information about the surroundings of a vehicle in the vehicle - Google Patents
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Abstract
Translated fromGermanDescription
Translated fromGermanDie vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anzeigen einer optischen Umgebungsinformation eines Fahrzeugs in dem Fahrzeug und eine Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug zum Anzeigen einer optischen Umgebungsinformation des Fahrzeugs in dem Fahrzeug. Das Verfahren und die Anzeigevorrichtung der vorliegenden Erfindung können insbesondere zum Anzeigen einer Umgebungsinformation seitlich hinter dem Fahrzeug verwendet werden und können somit als Ersatz eines herkömmlichen Außenspiegels eines Fahrzeugs verwendet werden.The present invention relates to a method for displaying visual information about the surroundings of a vehicle in the vehicle and a display device for a vehicle for displaying visual information about the surroundings of the vehicle in the vehicle. The method and the display device of the present invention can in particular be used to display information about the surroundings to the side behind the vehicle and can thus be used as a replacement for a conventional exterior mirror of a vehicle.
Herkömmlicherweise werden bei Fahrzeugen, wie z.B. Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, Außenspiegel verwendet, um einem Fahrer des Fahrzeugs einen Überblick über eine Umgebungsinformation in einem Bereich seitlich und hinter dem Fahrzeug zu geben. Üblicherweise sind sowohl an der rechten als auch an der linken Fahrzeugseite derartige Rückspiegel vorgesehen, um dem Fahrer entsprechende Umgebungsinformationen des Rückraums rechts und links von dem Fahrzeug zu geben. Trotz der Verwendung aerodynamischer Gehäuse für diese Außenspiegel tragen diese Außenspiegel erheblich zum Luftwiderstand des Fahrzeugs bei, wodurch sich der Energieverbrauch des Fahrzeugs erhöht.Conventionally, in vehicles such as passenger cars or trucks, exterior mirrors are used to give a driver of the vehicle an overview of environmental information in an area to the side and behind the vehicle. Such rearview mirrors are usually provided on both the right and left sides of the vehicle in order to provide the driver with corresponding information about the surroundings of the rear area to the right and left of the vehicle. Despite the use of aerodynamic housings for these exterior mirrors, these exterior mirrors add significantly to the air resistance of the vehicle, which increases the energy consumption of the vehicle.
In diesem Zusammenhang offenbart die
Um einen möglichst großen Bereich der Umgebungsinformation seitlich und hinter dem Fahrzeug zu erfassen, ist eine Oberfläche des Rückspiegels häufig konvex, d.h. nach außen gewölbt, wodurch eine so genannte Weitwinkelabbildung erreicht wird. Diese Weitwinkeleigenschaft ist jedoch nicht über die gesamte Spiegelfläche homogen, sondern in einem Bereich zur Fahrzeugseite hin relativ gering und in einem Bereich zur Fahrbahnseite hin, d.h. von der Fahrzeugseite weg, relativ stark, so dass ein so genannter toter Winkel, d.h. ein Bereich, der von dem Rückspiegel nicht erfasst wird und auch aus dem Augenwinkel des Fahrers durch direktes Hinausschauen aus dem Seitenfenster nicht erfasst wird, verringert oder sogar vermieden wird. Diese unterschiedliche Weitwinkligkeit ist außerdem im Wesentlichen nur in einer horizontalen Bildebene des Rückspiegels ausgebildet, um eine möglichst große Darstellung der Umgebungsinformation insgesamt beizubehalten.In order to capture the largest possible area of information about the surroundings to the side and behind the vehicle, a surface of the rearview mirror is often convex, i.e. curved outwards, whereby a so-called wide-angle image is achieved. However, this wide-angle property is not homogeneous over the entire mirror surface, but rather small in an area towards the vehicle side and relatively strong in an area towards the roadway side, ie away from the vehicle side, so that a so-called dead angle, ie an area that is not detected by the rearview mirror and is also not detected, reduced or even avoided from the corner of the driver's eye by looking directly out of the side window. This different wide-angle is also essentially only formed in a horizontal image plane of the rear-view mirror in order to maintain the largest possible representation of the information about the surroundings as a whole.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Ersatz für einen Rückspiegel eines Fahrzeugs bereitzustellen, welcher einen verringerten Luftwiderstand gegenüber einem herkömmlichen Rückspiegel aufweist und trotzdem die gleiche Informationsmenge über den seitlichen Rückraum des Fahrzeugs dem Fahrer übersichtlich darstellt.The object of the present invention is therefore to provide a replacement for a rearview mirror of a vehicle, which has a reduced air resistance compared to a conventional rearview mirror and nevertheless clearly shows the driver the same amount of information about the rear side of the vehicle.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Anzeigen einer optischen Umgebungsinformation eines Fahrzeugs in dem Fahrzeug nach Anspruch 1 und einer Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug zum Anzeigen einer optischen Umgebungsinformation des Fahrzeugs in dem Fahrzeug nach Anspruch 8 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.According to the present invention, this object is achieved by a method for displaying visual information about the surroundings of a vehicle in the vehicle according to
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Anzeigen einer optischen Umgebungsinformation eines Fahrzeugs in dem Fahrzeug bereitgestellt. Bei dem Verfahren wird die optische Umgebungsinformation mittels einer Umlenkvorrichtung, welche an einer Außenhaut des Fahrzeugs an einer Fahrertür oder einer Beifahrertür an der Fahrzeugaußenseite angebracht ist, zu einer Erfassungsvorrichtung des Fahrzeugs umgelenkt und die umgelenkte Umgebungsinformation mit Hilfe der Erfassungsvorrichtung erfasst. Von der Erfassungsvorrichtung wird dann die erfasste Umgebungsinformation zu einer Anzeige in dem Fahrzeug übertragen und auf der Anzeige dem Fahrer des Fahrzeugs angezeigt. Die Erfassungsvorrichtung kann z.B. eine Videokamera umfassen, wie z.B. eine so genannte CCD-Kamera. Die Anzeige kann beispielsweise eine Flüssigkristallanzeige oder eine Plasmaanzeige umfassen, welche beispielsweise eine farbige Darstellung der von der Erfassungsvorrichtung erfassten Umgebungsinformation anzeigen kann.According to the invention, a method for displaying visual information about the surroundings of a vehicle in the vehicle is provided. In the method, the optical information about the surroundings is deflected to a detection device of the vehicle by means of a deflection device which is attached to an outer skin of the vehicle on a driver's door or a passenger door on the outside of the vehicle, and the deflected information on the surroundings is detected with the aid of the detection device. The detection device then transmits the detected information about the surroundings to a display in the vehicle and shows it to the driver of the vehicle on the display. The detection device can for example comprise a video camera such as a so-called CCD camera. The display can include, for example, a liquid crystal display or a plasma display, which can display, for example, a colored representation of the environmental information detected by the detection device.
Indem die optische Umgebungsinformation durch Umlenken zu der Erfassungsvorrichtung des Fahrzeugs gelenkt wird, ist einerseits nur eine sehr kleine Umlenkvorrichtung an der Fahrzeugsaußenseite erforderlich, um die optische Umgebungsinformation aufzunehmen, und andererseits kann auf diese Art und Weise die Erfassungsvorrichtung im Inneren des Fahrzeugs an einer geschützten Stelle untergebracht werden, an welcher genügend Bauraum zur Verfügung steht.By deflecting the optical environment information to the detection device of the vehicle, on the one hand only a very small deflection device is required on the outside of the vehicle to record the optical environment information, and on the other hand the detection device inside the vehicle can be in a protected location in this way be accommodated where there is enough space available.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Umlenken der optischen Umgebungsinformation ein Spiegeln der optischen Umgebungsinformation. Das Spiegeln kann beispielsweise mit Hilfe eines an der Außenseite des Fahrzeugs angeordneten Spiegels oder Prismas erfolgen. Wie zuvor erwähnt, ist durch die Verwendung des Spiegels, des Prismas oder einer vergleichbaren Umlenkvorrichtung nur eine sehr kleine Vorrichtung an der Außenseite des Fahrzeugs erforderlich, wodurch der Luftwiderstand dieser kleinen Vorrichtung sehr gering gehalten werden kann.According to one embodiment, the deflection of the optical information about the surroundings includes a mirroring of the optical information about the surroundings. The mirroring can take place, for example, with the aid of a mirror or prism arranged on the outside of the vehicle. As previously mentioned, is through the use of the mirror, the prism or a comparable deflection device only requires a very small device on the outside of the vehicle, whereby the air resistance of this small device can be kept very low.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Umlenken der optischen Umgebungsinformation ein Weiterleiten der Umgebungsinformation mit einem ortsabhängig unterschiedlichen Bildmaßstab. Das bedeutet, dass, ähnlich wie bei einem herkömmlichen Rückspiegel mit unterschiedlicher Weitwinkligkeit, der hier verwendete Spiegel oder das hier verwendete Prisma ebenfalls die Umgebungsinformation mit unterschiedlicher Weitwinkligkeit zu der Erfassungsvorrichtung umlenkt. Dadurch wird der gleiche Effekt wie bei einem herkömmlichen Rückspiegel erzielt, jedoch auf erheblich kleinerem Bauraum, wodurch der Luftwiderstand an der Außenseite des Fahrzeugs verringert werden kann. Im Gegensatz zur Verwendung eines Linsensystems, welches im Allgemeinen rotationssymmetrisch ist und daher keinen ortsabhängig unterschiedlichen Bildmaßstab realisieren kann, kann auf diese Art und Weise mit Hilfe des Spiegels oder des Prismas eine für den Fahrer von herkömmlichen Spiegelsystemen bekannte Bildverzerrung bereitgestellt werden. So kann beispielsweise das Umlenken der optischen Umgebungsinformation ein Weiterleiten eines ersten Bereichs der Umgebungsinformation mit einem ersten Bildmaßstab und ein Weiterleiten eines zweiten Bereichs der Umgebungsinformation mit einem zweiten Bildmaßstab umfassen. Der erste Bildmaßstab kann beispielsweise eine geringe Weitwinkligkeit aufweisen und einen Bereich in Rückrichtung des Fahrzeugs umfassen, wohingegen der zweite Bereich eine große Weitwinkligkeit aufweist und einen Bereich seitlich des Fahrzeugs erfasst, um damit einen toten Winkel zu verringern.According to a further embodiment, the deflection of the optical information about the surroundings comprises a forwarding of the information about the surroundings with an image scale that differs depending on the location. This means that, similar to a conventional rearview mirror with different wide angles, the mirror or prism used here also deflects the information about the surroundings with different wide angles to the detection device. This achieves the same effect as with a conventional rearview mirror, but in a considerably smaller installation space, which means that the air resistance on the outside of the vehicle can be reduced. In contrast to the use of a lens system, which is generally rotationally symmetrical and therefore cannot achieve a different image scale depending on location, in this way an image distortion known to the driver from conventional mirror systems can be provided with the aid of the mirror or the prism. For example, deflecting the optical information about the surroundings can include forwarding a first area of the information about the surroundings with a first image scale and forwarding a second area of information about the surroundings with a second image scale. The first image scale can, for example, have a small wide angle and include an area in the rearward direction of the vehicle, whereas the second area has a large wide angle and covers an area to the side of the vehicle in order to reduce a blind spot.
Gemäß einer Ausführungsform wird die von der Erfassungsvorrichtung erfasste Umgebungsinformation in ein elektrisches Signal umgewandelt, welches zu der Anzeige übertragen wird. Die Anzeige kann beispielsweise in einem Armaturenbrett des Fahrzeugs angeordnet sein, um dort eine Abbildung der erfassten Umgebungsinformation für den Fahrer des Fahrzeugs darzustellen.According to one embodiment, the information about the surroundings detected by the detection device is converted into an electrical signal which is transmitted to the display. The display can be arranged, for example, in a dashboard of the vehicle in order to show there an image of the captured information about the surroundings for the driver of the vehicle.
Die Anzeige kann beispielsweise die Größe eines herkömmlichen Außenspiegels aufweisen, wohingegen die Umlenkvorrichtung erheblich kleiner sein kann, so dass dem Fahrer eine gewohnte Darstellung des Rückraums geboten werden kann, wohingegen auf Grund der kleinen Umlenkvorrichtung der Luftwiderstand des Fahrzeugs verringert werden kann.The display can, for example, have the size of a conventional exterior mirror, whereas the deflection device can be considerably smaller, so that the driver can be offered a familiar view of the rear area, whereas the aerodynamic drag of the vehicle can be reduced due to the small deflection device.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ferner eine Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug zum Anzeigen einer optischen Umgebungsinformation des Fahrzeugs in dem Fahrzeug bereitgestellt. Die Anzeigevorrichtung umfasst eine Umlenkvorrichtung zum Umlenken einer optischen Umgebungsinformation zu einer Erfassungsvorrichtung der Anzeigevorrichtung und die Erfassungsvorrichtung zum Erfassen der umgelenkten Umgebungsinformation. Die Umlenkvorrichtung ist an einer Außenhaut des Fahrzeugs an einer Fahrertür oder einer Beifahrertür an der Fahrzeugaußenseite angebracht. Eine Übertragungsvorrichtung ist zum Übertragen der erfassten Umgebungsinformation von der Erfassungsvorrichtung zu einer Anzeige der Anzeigevorrichtung ausgestaltet, und die Anzeige ist zum Darstellen der erfassten Umgebungsinformation für einen Benutzer, wie z.B. einen Fahrer des Fahrzeugs, ausgestaltet.According to the present invention, there is further provided a display device for a vehicle for displaying visual information about the surroundings of the vehicle in the vehicle. The display device comprises a deflecting device for deflecting optical information about the surroundings to a detection device of the display device and the detection device for detecting the deflected information about the surroundings. The deflection device is attached to an outer skin of the vehicle on a driver's door or a passenger door on the outside of the vehicle. A transmission device is configured to transmit the captured environment information from the capture device to a display of the display device, and the display is configured to present the captured environment information to a user, such as a driver of the vehicle.
Die Umlenkvorrichtung ermöglicht einerseits, dass die Erfassungsvorrichtung im Inneren des Fahrzeugs und somit geschützt und an einem Bauraum unkritischen Ort angeordnet werden kann, und hat darüber hinaus den Vorteil, dass sie erheblich kleiner als ein herkömmlicher Rückspiegel ausgebildet sein kann und somit einen erheblich geringeren Luftwiderstand aufweist. Die Anzeige der Anzeigevorrichtung kann hingegen eine Größe eines üblicherweise verwendeten Rückspiegels aufweisen. Das Diagonalenverhältnis der Umlenkvorrichtung zu der Anzeige kann beispielsweise 1:10 betragen, d.h., die Anzeige kann beispielsweise eine Bilddiagonale von 20 cm aufweisen, wohingegen die Umlenkvorrichtung eine Diagonale von beispielsweise 2 cm aufweist. Die Umlenkvorrichtung kann einen Spiegel oder ein Prisma umfassen.On the one hand, the deflection device enables the detection device to be located inside the vehicle and thus protected and in a non-critical location, and also has the advantage that it can be made considerably smaller than a conventional rearview mirror and thus has considerably lower air resistance . The display of the display device, on the other hand, can have the size of a commonly used rearview mirror. The diagonal ratio of the deflecting device to the display can be, for example, 1:10, i.e. the display can have, for example, an image diagonal of 20 cm, whereas the deflecting device has a diagonal of, for example, 2 cm. The deflecting device can comprise a mirror or a prism.
Gemäß einer Ausführungsform kann eine Fläche der Umlenkvorrichtung, welche zum Umlenken der optischen Umgebungsinformation dient, eine ortsabhängige Krümmung aufweisen. So kann beispielsweise die Krümmung der Umlenkfläche an der Fahrzeugseite eine geringer konvexe Krümmung aufweisen, wohingegen die Umlenkfläche an der Fahrbahnseite eine gegenüber der Fahrzeugseite stärkere Krümmung aufweist. Dadurch wird an der Fahrzeugseite eine geringe Weitwinkligkeit der umgelenkten Umgebungsinformation erreicht, wohingegen in dem fahrbahnseitigen Bereich der Umlenkvorrichtung eine starke Weitwinkligkeit erreicht wird. Dadurch kann ein toter Winkel verringert oder sogar gänzlich vermieden werden. Die Umlenkfläche der Umlenkvorrichtung kann um eine Achse gekrümmt sein, welche im Wesentlichen parallel zur Fahrzeughochachse verläuft. Dadurch kann die Weitwinkligkeit in horizontaler Richtung ortsabhängig eingestellt werden, um einen toten Winkel zu verringern. „Im Wesentlichen parallel“ bedeutet in diesem Zusammenhang eine für Rückspiegel übliche einstellbare Winkelabweichung der Spiegelebene von der Fahrzeughochachse um beispielsweise -30°...+30°. Da die Krümmung im Wesentlichen parallel zur Fahrhochachse verläuft wird eine Weitwinkligkeit in vertikaler Richtung vermieden, so dass die erfasste Umgebungsinformation trotz der Weitwinkligkeit in horizontaler Richtung in der vertikalen Richtung groß und somit gut erkennbar ist.According to one embodiment, a surface of the deflecting device, which is used to deflect the optical information about the surroundings, can have a location-dependent curvature. For example, the curvature of the deflection surface on the vehicle side can have a less convex curvature, whereas the deflection surface on the roadway side has a greater curvature compared to the vehicle side. As a result, the deflected environmental information is slightly wide-angled on the vehicle side, whereas in the region of the deflecting device on the roadway side, a large degree of wide-angledness is achieved. In this way, a blind spot can be reduced or even avoided entirely. The deflection surface of the deflection device can be curved about an axis which runs essentially parallel to the vertical axis of the vehicle. As a result, the wide-angle in the horizontal direction can be adjusted depending on the location in order to reduce a blind spot. “Essentially parallel” in this context means an adjustable angular deviation of the mirror plane from the vertical axis of the vehicle by, for example, -30 ° ... + 30 °, which is customary for rearview mirrors. Since the curvature is essentially parallel to the In the vertical direction of travel, a wide angle in the vertical direction is avoided, so that the captured information about the surroundings is large and thus easily recognizable in the vertical direction despite the wide angle in the horizontal direction.
Die Umlenkvorrichtung ist an einer Außenseite des Fahrzeugs angeordnet. Weiterhin kann die Erfassungsvorrichtung an einer Innenseite des Fahrzeugs angeordnet sein. Durch das Anbringen der Umlenkvorrichtung an der Außenseite des Fahrzeugs kann beispielsweise eine Umgebung seitlich und/oder hinter dem Fahrzeug erfasst werden. Indem die Erfassungsvorrichtung an der Innenseite des Fahrzeugs angeordnet wird, ist die Erfassungsvorrichtung vor äußeren Einflüssen, wie z.B. Feuchtigkeit, Schmutz, Regen, Schnee usw. geschützt.The deflection device is arranged on an outside of the vehicle. Furthermore, the detection device can be arranged on an inside of the vehicle. By attaching the deflection device to the outside of the vehicle, for example, an area to the side and / or behind the vehicle can be detected. By arranging the detection device on the inside of the vehicle, the detection device is protected from external influences such as moisture, dirt, rain, snow, etc.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen erläutert.
1 zeigt eine Ausführungsform einer Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.2 zeigt einen Aufbau eines Spiegels, wie er beispielsweise als herkömmlicher Spiegel oder als Umlenkvorrichtung der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.3 zeigt eine schematische Darstellung der Verarbeitung einer Umgebungsinformation gemäß der vorliegenden Erfindung.
1 Figure 3 shows an embodiment of a display device according to the present invention.2 shows a structure of a mirror as it can be used, for example, as a conventional mirror or as a deflecting device of the present invention.3 shows a schematic representation of the processing of environmental information according to the present invention.
Der von der Anzeigevorrichtung
Die ortsabhängige Weitwinkligkeit, welche auch ortsabhängige Auflösung genannt wird, kann im optischen Pfad durch einen einfachen Schliff des Spiegels erreicht werden. Andere Verfahren zum Herstellen derartiger ortsabhängiger Auflösungen sind denkbar. Das Spiegel- oder Prismensystem kann mit geringem Bauraum gefertigt werden. Daher ist nur ein geringer Eingriff in das Design bzw. eine geringe Veränderung der Außenhaut des Fahrzeugs notwendig. Somit kann der Luftwiderstand verringert werden und ein niedrigerer cw-Wert erreicht werden. Die Erfassungsvorrichtung
Für den Fahrer des Fahrzeugs ergibt sich ein Verhalten eines herkömmlichen Außenspiegels. Dies wird durch das Spiegel oder Prismensystem realisiert. Aus Sicht des Fahrers ergibt sich eine große Weitwinkligkeit zur Seite, wodurch der tote Winkel verringert wird, und eine reduzierte Weitwinkligkeit nach hinten, wodurch der Effekt von fälschlicherweise zu weit weg wahrgenommener Fahrzeuge verringert wird. Da keine Bildverarbeitung zur Erzielung des Verhaltens eines herkömmlichen Außenspiegels benötigt wird, wird eine hohe Robustheit, hohe Verfügbarkeit und geringe Totzeit erreicht. Es werden keine hohen Anforderungen an Rechenleistung oder Datenströme oder eine Echtzeitfähigkeit für ein Steuergerät oder eine Recheneinheit benötigt, wodurch die Anzeigevorrichtung
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- AnzeigevorrichtungDisplay device
- 22
- UmlenkvorrichtungDeflection device
- 33
- ErfassungsvorrichtungDetection device
- 44th
- ÜbertragungsvorrichtungTransmission device
- 55
- Anzeigeadvertisement
- 66th
- AußenhautOuter skin
- 77th
- einfallender Lichtstrahlincident light beam
- 88th
- einfallender Lichtstrahlincident light beam
- 99
- umgelenkter Lichtstrahldeflected light beam
- 1010
- umgelenkter Lichtstrahldeflected light beam
- 1111
- SichtbereichViewing area
- 1212th
- Gehäusecasing
- 1313th
- Gehäusebereich in WagenfarbeHousing area in body color
- 1414th
- Gehäusebereich durchsichtigTransparent housing area
- 1515th
- Öffnungopening
- 1616
- LinsensystemLens system
- 1717th
- UmlenkflächeDeflection surface
- 1818th
- erster Bereichfirst area
- 1919th
- zweiter Bereichsecond area
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