B E S C H R E I B U N G DESCRIPTION
Verfahren und Vorrichtung zum Führen eines Fahrzeugs Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Führen eines Fahrzeugs, bei dem ein Fahrzeugführer das Fahrzeug über seine visuelle Wahrnehmung steuert.Method and device for guiding a vehicle The invention relates to a method and a device for guiding a vehicle, in which a driver controls the vehicle via his visual perception.
Wird ein Fahrzeugführer mit einem Blendmittel, beispielsweise einem Laserpointer, angegriffen, so treten aufgrund der gestörten visuellen Wahrnehmung erhebliche Sicherheitsrisiken auf. Das Blenden kann dabei Fahrzeugführer von See-, Land- oder Luftfahrzeugen betreffen. Eine besondere Gefährdung tritt auf, wenn die Fahrzeuge zur Personenbeförderung dienen. So sind bereits Fälle bekannt, bei denen Flugzeugpiloten beim Landen oder Starten mittels Laserpointern geblendet wurden.If a vehicle driver is attacked with a glare, for example a laser pointer, considerable security risks arise due to the disturbed visual perception. The dazzling can affect drivers of sea, land or air vehicles. A particular hazard occurs when the vehicles are used for passenger transport. Thus, cases are already known in which aircraft pilots were dazzled when landing or starting using laser pointers.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Führen eines Fahrzeugs bereitzustellen, bei dem (der) eine Gefährdung durch Blenden des Fahrzeugführers erheblich verringert wird.The invention is therefore based on the object to provide a method and a device for guiding a vehicle, in which (s) a risk of dazzling the driver is significantly reduced.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass die Szene vor dem Fahrzeugführer von einer Videokamera erfasst und auf einem Display dargestellt wird. Dabei werden Strahlen in einem Frequenzbereich herausgefiltert, in dem Blendmittel Strahlen abgeben. Zur Verhinderung einer Blendung mittels Laserpointern werden bevorzugt Videokameras und Displays eingesetzt, die im Rot- bis Infrarotbereich arbeiten. Dabei wird die bei Laserpointern übliche Lichtwellenlänge blockiert. Dazu wird bevorzugt grünes und / oder blaues Licht herausgefiltert.This object is achieved according to the invention in that the scene is detected in front of the driver of a video camera and displayed on a display. In this process, rays are filtered out in a frequency range in which blinding agents emit rays. To prevent glare by means of laser pointers, video cameras and displays are preferably used which operate in the red to infrared range. In doing so, the usual wavelengths of laser pointers are blocked. For this purpose, preferably green and / or blue light is filtered out.
Nach einer Variante sind die Videokameras so eingestellt, dass nur Objekte in einer definierten Entfernung vom Fahrzeug auf dem Display angezeigt werden. Ein derartiges aktives System kann vorteilhaft bei Luftfahrzeugen eingesetzt werden, beispielsweise um den Aufsetzpunkt der Landebahn anzuzeigen.According to one variant, the video cameras are set so that only objects at a defined distance from the vehicle are displayed on the display. Such an active system can be advantageously used in aircraft, for example, to display the touchdown point of the runway.
Eine Vorrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens enthält eine Videokamera zur Erfassung der Szene vor dem Fahrzeugführer, einen Frequenzfilter, der von Blendmitteln abgegebene Strahlen herausfiltert, und ein Display zur Darstellung eines aus gefilterten Daten erzeugten Bildes.An apparatus for carrying out a method according to the invention comprises a video camera for detecting the scene in front of the vehicle driver, a frequency filter which filters out beams emitted by glare means, and a display for displaying an image generated from filtered data.
Um die Sichtverhältnisse beispielsweise bei Nebel und / oder Rauch zu verbessern, enthält die Vorrichtung bevorzugt zumindest eine Short Wave Infrared (SWIR)-Kamera.In order to improve the visibility, for example in the case of fog and / or smoke, the device preferably contains at least one short wave infrared (SWIR) camera.
Bevorzugt werden mehrere Videokameras mit überlappenden Sehfeldern verwendet, um die Vorrichtung redundant zu gestalten.Preferably, multiple video cameras with overlapping fields of view are used to make the device redundant.
Mehrfarbenkameras werden vorteilhaft eingesetzt, falls Gefahr durch Blendlaser droht, deren Frequenz im Spektralbereich der Kamera liegt. Diese verbessern zudem die Redundanz, da Bilder aus Signalen verschiedener Frequenzen erstellt werden können. Wird ein Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestattet, so wird das Display im Sichtbereich des Fahrzeugführers angeordnet. Unterstützt ein Co-Pilot die Fahrzeugführung, so ist es vorteilhaft, sowohl für den Fahrzeugführer als auch für den Co-Piloten eigene Bildschirme vorzusehen und die Bildschirme redundant miteinander zu verbinden.Multi-color cameras are used to advantage if there is a risk of glare lasers whose frequency is in the spectral range of the camera. These also improve the redundancy, since images can be created from signals of different frequencies. If a vehicle is equipped with a device according to the invention, then the display is arranged in the field of vision of the vehicle driver. If a co-driver supports the vehicle guidance, it is advantageous to provide separate screens for the driver as well as for the co-pilot and to connect the screens redundantly.
Vorteilhaft werden in einem Landfahrzeug Systeme mit Videokameras und Displays eingesetzt, die ein eigenes autonomes und vom Fahrzeug unabhängiges Energieversorgungssystem aufweisen, beispielsweise eigene Akkus. Dies gewährleistet die Funktionsfähigkeit auch bei einem Ausfall des Energieversorgungssystems des Fahrzeugs oder bei Schäden, die zu einer Trennung von dem Energieversorgungssystem des Fahrzeugs führen. Bei Luftfahrzeugen wird das Sichtsystem bevorzugt redundant von zwei Energieversorgungssystemen versorgt, die nicht vom Fahrzeug unabhängig sind.Advantageously, in a land vehicle systems with video cameras and displays are used, which have their own autonomous and independent from the vehicle power supply system, for example, their own batteries. This ensures operability even in the event of a failure of the vehicle's power system or damage resulting in disconnection from the vehicle's power system. In the case of aircraft, the vision system is preferably supplied redundantly by two energy supply systems which are not independent of the vehicle.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines grob vereinfacht dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigt Figur 1 schematisch eine Vorrichtung für ein Fahrzeug mitThe invention will be explained in more detail below with reference to a roughly simplified embodiment. FIG. 1 schematically shows a device for a vehicle
Bildschirmen für den Fahrzeugführer und den Co-Piloten, und Screens for the driver and the co-pilot, and
Figur 2 schematisch eine redundante Energieversorgung für die Figure 2 schematically shows a redundant power supply for the
Kameraeinheit. Camera unit.
Die Vorrichtung enthält ein Kameramodul 1 , das im Beispiel drei Videokameras 2, 3, 4 enthält. Unter Videokameras werden Kameras verstanden, die elektromagnetische Strahlung im sichtbaren und nicht sichtbaren Frequenzbereich aufnehmen und fortlaufend in elektrische Signale umwandeln. Im vorliegenden Beispiel werden Videokameras 2, 3, 4 verwendet, die im roten bis infraroten Frequenzbereich arbeiten. Die Kameras 2-4 sind so ausgerichtet, dass sich ihre Sehfelder 5, 6, 7 teilweise überlappen. Jeder Bereich der Szene zentral vor dem Fahrzeugführer wird so von zumindest zwei Videokameras 2-4 erfasst. Das in das Kameramodul 1 integrierte Bilderzeugungssystem enthält einen Frequenzfilter, der Strahlen herausfiltert, die in Frequenzbereichen empfangen wurden, wie sie üblicherweise Strahlen von Blendmitteln aufweisen. Bei Laserpointern als Blendmittel werden bevorzugt Strahlen herausgefiltert, die als grünes und blaues Licht empfangen wurden.The device contains a camera module 1, which in the example contains three video cameras 2, 3, 4. Video cameras are understood to be cameras which record electromagnetic radiation in the visible and non-visible frequency range and convert it continuously into electrical signals. In the present example, video cameras 2, 3, 4 are used which operate in the red to infrared frequency range. The Cameras 2-4 are aligned so that their fields of view 5, 6, 7 partially overlap. Each area of the scene centrally in front of the driver is thus detected by at least two video cameras 2-4. The imaging system integrated into the camera module 1 includes a frequency filter that filters out beams received in frequency ranges, such as those typically provided by blending agents. In the case of laser pointers as a glare agent, it is preferred to filter out rays that have been received as green and blue light.
Das Herausfiltern der Frequenzen des Blendmittels kann beispielsweise derart erfolgen, dass zunächst die Über-Blendung auf den betroffenen Spektralbereich im Bild erkannt wird. Anschließend wird der entsprechende Kanal gedämpft oder abgeschaltet.The filtering out of the frequencies of the blinding agent can, for example, take place in such a way that first the over-glare on the affected spectral range is recognized in the image. Subsequently, the corresponding channel is attenuated or switched off.
Das Herausfiltern und Blockieren der unerwünschten Wellenlängen erfolgt kameraintern durch die spektralen Empfindlichkeitsbereiche der verwendeten Detektoren. Weiterhin wird eine Infrarotoptik in den Kameras verwendet, die in Bezug auf die auszublendenden Wellenlängenbereiche dämpfende Wirkung hat.The filtering out and blocking of the unwanted wavelengths takes place in-camera through the spectral sensitivity ranges of the detectors used. Furthermore, an infrared optics is used in the cameras, which has a damping effect with respect to the wavelength ranges to be blanked out.
Aus den gefilterten Daten werden von einem Bilderzeugungssystem Bilder erzeugt, die auf zwei Bildschirmen 8, 9 als Displays dargestellt werden. Ein Bildschirm 8 ist im Fahrzeug im Sichtbereich des Fahrzeugführers, im Beispiel eines Piloten, angeordnet. Der zweite Bildschirm 9 ist im Sichtbereich des Co-Piloten angeordnet. Mittels eines Videoverteilungssystems 10 werden auf den beiden Bildschirmen 8, 9 Bilder angezeigt. Dabei ist es möglich, dass auf den beiden Bildschirmen 8, 9 identische Bilder angezeigt werden. In der Regel stellen die beiden Bildschirme 8, 9 unterschiedliche Sichten dar, wobei beim Ausfall eines Bildschirms der verbleibende Bildschirm immer das für die Flugsicherheit kritischere Bild anzeigt. Unterschiedliche Ansichten auf den beiden Bildschirmen 8, 9 können insbesondere bei Luftfahrzeugen auch die Sicherheit beim Landen erhöhen: Ein Pilot landet im Sichtflug und der andere Pilot ist für den Fall eines Blendangriffs am aktiven Sichtsystem im Standby. Die Bildschirme 8, 9 sind redundant miteinander verbunden, so dass immer einer funktionsfähig bleibt.From the filtered data images are generated by an imaging system, which are displayed on two screens 8, 9 as displays. A screen 8 is arranged in the vehicle in the field of vision of the driver, in the example of a pilot. The second screen 9 is arranged in the field of vision of the co-pilot. By means of a video distribution system 10 images are displayed on the two screens 8, 9. It is possible that identical images are displayed on the two screens 8, 9. As a rule, the two screens 8, 9 represent different views, and in the event of failure of one screen, the remaining screen always displays the picture that is more critical for flight safety. Different views on the two Screens 8, 9 can also increase landing security, particularly in the case of aircraft: one pilot lands in visual flight and the other pilot is in standby in the event of a glare attack on the active vision system. The screens 8, 9 are redundantly connected to each other so that one always remains functional.
Die Vorrichtung nach der Erfindung ist dem speziellen Anwendungsfall angepasst. Das vorliegende Beispiel ist zum Einsatz in einem Luftfahrzeug vorgesehen, das von einem Piloten und einem Co-Piloten gesteuert wird. Zur Verbesserung der Sichtmöglichkeit bei Nebel und / oder Rauch wird zumindest eine Short Wave Infrared (SWIR)-Kamera verwendet. Die Videokameras 2-4 lassen sich so einstellen, dass nur Objekte in einer definierten Entfernung von dem Fahrzeug, hier einem Flugzeug, auf dem Display angezeigt werden. Ein derartiges aktives System lässt sich als sogenanntes„Time of Flighf'-System einsetzen, um den Aufsetzpunkt des Flugzeugs auf der Landebahn anzuzeigen. Besteht die Gefahr einer Blendung durch Blendmittel, die Laser im Spektralbereich der Videokamera abgeben, so wird eine Mehrfarbenkamera eingesetzt. Die Mehrfarben kamera ist in der Lage, Bilder aus Strahlen mit Frequenzen herzustellen, die außerhalb des Spektralbereichs des Blendlasers liegen.The device according to the invention is adapted to the specific application. The present example is intended for use in an aircraft controlled by a pilot and a co-pilot. To improve visibility in fog and / or smoke, at least a Short Wave Infrared (SWIR) camera is used. The video cameras 2-4 can be set so that only objects at a defined distance from the vehicle, here an aircraft, are displayed on the display. Such an active system can be used as a so-called "Time of Flighf" system to indicate the landing point of the aircraft on the runway. If there is a risk of glare from blinding agents emitting lasers in the spectral range of the video camera, a multicolor camera is used. The multicolor camera is capable of producing images of rays with frequencies outside the spectral range of the dazzling laser.
In Luftfahrzeugen ist die Energieversorgung aus Sicherheitsgründen immer redundant ausgeführt, beispielsweise durch zwei Triebwerke und nachfolgende getrennt gehaltene Energiestränge. Es sind somit zwei Energieversorgungssysteme vorhanden, von denen das Sichtsystem versorgt wird. Die Energieversorgungssysteme können dabei so geschaltet werden, dass beim Ausfall eines Systems der zweite Bildschirm noch mit Energie versorgt wird. Das Schema einer redundanten Energieversorgung für ein Luftfahrzeug ist in Figur 2 dargestellt. Ist die Vorrichtung zum Führen eines Landfahrzeugs vorgesehen, so ist sie bevorzugt mit einem eigenen autonomen und vom Fahrzeug unabhängigen Energieversorgungssystem versehen. Das bevorzugt aus Akkus bestehende Energieversorgungssystem ermöglicht es, Videokameras und Displays mit Energie zu versorgen, selbst wenn die Energieversorgung des Fahrzeugs oder die Verbindung zum Versorgungssystem des Fahrzeugs gestört ist.In aircraft, the power supply is always redundant for safety reasons, for example, by two engines and subsequent separately held energy strands. There are thus two power supply systems of which the vision system is supplied. The power supply systems can be switched so that when a system fails, the second screen is still powered. The scheme of a redundant power supply for an aircraft is shown in FIG. If the device is provided for guiding a land vehicle, it is preferably provided with its own autonomous and vehicle-independent power supply system. The preferably battery-powered power supply system makes it possible to power video cameras and displays, even if the power supply of the vehicle or the connection to the supply system of the vehicle is disturbed.