DE19923964C2 - Umgebungs-Überwachungsgerät für ein Fahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Umgebungs-Überwachungsgerät für ein Fahrzeug, bei welchem eine Kamera einen verdeckten Punkt bzw. Ort aufzeichnet, welcher vom Sichtfeld des Fahrersitzes eines Fahrzeuges abgeschirmt ist, so daß der Fahrer die Fahrzeugum­ gebung durch einen Bildschirm für die Anzeige eines Videobil­ des erkennen kann. Insbesondere betrifft die vorliegende Er­ findung ein Umgebungs-Überwachungsgerät, anhand welchem ein Fahrer intuitiv die Bild-Aufzeichnungsrichtung einer Videoauf­ zeichnung erkennen kann, wenn Videoaufzeichnungen mit Bild- Aufnahmerichtungen auf einem Bildschirm dargestellt werden.

Wenn ein Fahrzeug auf einer Straße bzw. Allee fährt, entlang welcher der Fahrer nicht weit voraussehen kann und auf eine Hauptstraße trifft, so kann der Fahrer nicht in die beiden Fahrrichtungen einsehen, bis das Fahrzeug sich zu einer Posi­ tion fortbewegt hat, in welcher das vordere Ende des Fahrzeu­ ges in die Straße ragt. Hierbei kann der Fahrer, wenn eine CCD-Kamera an der vorderen Stoßstange des Fahrzeuges befestigt ist und die linken und rechten Straßengegebenheiten auf der Anzeigeeinheit im Fahrzeugraum als Videobild anzeigt, die lin­ ken und rechten Straßensituationen einsehen und überprüfen, bis der Fahrer das Fahrzeug zu einer Position bewegt hat, an welcher der Fahrer direkt visuell die linken und rechten Si­ tuationen einsehen kann.

Ein auf obigen Ausführungen basierendes Gerät stellt die Vor­ richtung von Fig. 17 dar. Die CCD-Kameras 101 und 201 zur Auf­ nahme von Bildern von linken und rechten vorderen verdeckten Punkten und Orten sind auf beiden Seitenflächen des vorderen Fahrzeugstoßdämpfers angeordnet. Die auf der linken Seite des Stoßdämpfers angeordnete CCD-Kamera 101 und die auf der rech­ ten Seite angeordnete CCD-Kamera 201 sind mit einer Bild- Synthetisierungsvorrichtung 66 durch Kameratreiber 102 und 202 verbunden, um aufgenommene Videobilder abzugeben.

Bei der Bild-Synthetisierungsvorrichtung 66 werden die linken und rechten aufgenommenen Videobilder miteinander als ein Vi­ deobild synthetisiert. Das synthetisierte Videobild wird an eine Anzeigen-Steuereinrichtung 68 zusammen mit Navigationsin­ formation oder einem Fernsehbild (TV) ausgegeben. Diese Anzei­ ge-Steuereinrichtung 68 wählt eines der Videobilder, der Navi­ gationsinformationen und der Fernsehbilder durch ein Schaltsi­ gnal oder ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal aus und gibt das ausgewählte Bild oder die ausgewählte Information an eine An­ zeigevorrichtung 70 ab bzw. zeigt sie dort an. Das Schaltsi­ gnal stellt ein Signal eines Schalters dar, welcher betätigt wird, wenn Anzeigebildschirme geschalten werden. Das Fahrzeug­ geschwindigkeitssignal führt einen automatischen Schaltvorgang von der gegenwärtigen Anzeige zu einer Navigations-Informa­ tionsanzeige durch, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit einen vorgegebenen Wert erreicht sowie kein Monitor-Videobild erfor­ derlich ist.

Durch die Anordnung des Gerätes am Fahrzeug, etwa wie in Fig. 18 dargestellt, werden die linken und rechten Seiten innerhalb eines Bildaufnahmebereiches angeordnet sowie einem Bildaufnah­ mevorgang unterworfen, selbst bei Straßensituationen, in wel­ chen die Straße durch eine Wand umgeben wird, das Sichtfeld abgeschirmt wird und nicht allzuweit in die Ferne geblickt werden kann sowie eine visuelle Überprüfung bzw. Einsichtnahme nicht durchführbar ist, wenn das vordere Ende eines Fahrzeuges (eigenen Fahrzeuges) 50 nur geringfügig in die vordere Straße hineinragt. Bei der Anzeigevorrichtung wird beispielsweise ein in Fig. 19 dargestelltes Aufnahmebild angezeigt. Eine Lastwa­ gen T wird auf der linken Seite des Anzeigebildes dargestellt sowie eine Person M auf der rechten Seite gezeigt, so daß die Straßensituation überprüfbar ist.

Da jedoch bei obiger Bildanzeige die an den linken und rechten Vorderseiten aufgenommenen Videobilder auf einem Bildschirm angezeigt werden, stellen sich die Bilder nicht als in linker und rechter Richtung aufgenommene Bilder dar. Es ist schwie­ rig, intuitiv die Position eines Objektes oder einer Person basierend auf dem Bild zu ermitteln.

Dieses Ausführungsbeispiel wurde in Hinblick auf das bestehen­ de Problem ausgeführt.

Aus der EP 0 840 138 A1 ist ein Überwachungsgerät für die Um­ gebung eines Fahrzeuges bekannt, mit einer Bildaufnahmeeinheit zur Aufnahme von Bildern in einer Vielzahl von unterschiedli­ chen Richtungen vom Fahrzeug, mit einer Bild-Synthetisierungs­ einheit, um das durch eine Bildgestaltungseinheit ausgebildete Fahrzeugbild mit einer Vielzahl von durch die Bildaufnahmeein­ heit aufgenommenen Videobildern zu überlappen, um ein synthe­ tisiertes Bild zu gestalten, und mit einer Anzeigevorrichtung zur Anzeige des synthetisierten Bildes.

Weiterhin ist aus der JP 06278531 AA ein Überwachungsgerät für die Umgebung eines Fahrzeuges bekannt, mit einer Bildaufnahme­ einheit zur Aufnahme von Bildern in einer Vielzahl von unter­ schiedlichen Richtungen vom Fahrzeug, und mit einer Anzeige­ vorrichtung zur Anzeige der Bilder.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Umgebungs-Über­ wachungsgerät für ein Fahrzeug zu schaffen, bei welchem ein Richtungsgefühl bei einem angezeigten Videobild vermittelt wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmalskombination des Anspruchs 1 gelöst; die Unteransprüche haben bevorzugte Ausgestaltungsformen zum Inhalt.

Entsprechend einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Umgebungs-Überwachungsgerät für ein Fahrzeug geschaffen, mit einer Bildaufnahmeeinheit zur Aufnahme von Bildern in einer Vielzahl unterschiedlicher Richtungen von einem Fahrzeug; mit einer Bildgestaltungseinheit zur Ausbildung eines Trimm- bzw. fein abgeglichenen Videobildes, welches durch die Bildaufnah­ meeinheit aufgenommen wurde sowie Maskierungsbereiche auf­ weist, die die Form von Fahrzeugfenstern entsprechend der Vielzahl von Richtungen und eines Fahrzeugbildes haben; mit einer Bild-Synthetisierungseinheit für das Überlappen des Trimm-Videobildes und des Fahrzeugbildes, welches durch die Bildaufnahmeeinheit ausgebildet wurde, auf eine Vielzahl von Videobildern, die durch die Bildaufnahmeeinheit aufgenommen wurden, um ein synthetisiertes Bild zu erzeugen; und mit einer Anzeigeeinheit zur Anzeige des synthetisierten Bildes von der Bild-Synthetisierungseinheit.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung wer­ den aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausfüh­ rungsbeispiele in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung er­ sichtlich. Es zeigt:

Fig. 1 eine Blockdarstellung der Anordnung eines ersten Ausführungsbeispieles eines Umgebungs- Überwachungsgerätes für ein Fahrzeug entsprechend der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine Darstellung von Bereichen, an welchen CCD-Kameras bei diesem Ausführungsbeispiel angeordnet sind;

Fig. 3 eine Darstellung der Situationen der CCD-Kameras, die am vorderen Stoßdämpfer befestigt sind, sowie der Bildaufnahmebereiche;

Fig. 4 eine Darstellung eines Trimm-Videobildes und eines Fahrzeugbildes bei diesem Ausführungsbeispiel;

Fig. 5 eine Darstellung eines Anzeigebildes, welches durch das Synthetisieren eines aufgenommenen Videobildes, eines Trimm-Videobildes und eines Fahrzeugbildes miteinander erhalten wird;

Fig. 6 eine Darstellung einer Modifikation eines Maskierungsbereiches;

Fig. 7 eine Darstellung einer Modifikation eines Maskierungsbereiches.

Fig. 8 eine Darstellung einer Modifikation eines Maskierungsbereiches;

Fig. 9 eine Blockdarstellung der Anordnung eines zweiten Ausführungsbeispieles;

Fig. 10 eine Darstellung der Anordnung einer Kamera mit V- förmigem Spiegel;

Fig. 11 eine Darstellung zur Erläuterung eines Bereiches, an welchem die Kamera mit V-förmigem Spiegel angeordnet ist;

Fig. 12 eine Blockdarstellung der Anordnung eines dritten Ausführungsbeispieles;

Fig. 13 eine Darstellung eines Trimm-Videobildes und eines Fahrzeugbildes des dritten Ausführungsbeispieles;

Fig. 14 eine Darstellung eines Bildaufnahmebereiches beim dritten Ausführungsbeispiel;

Fig. 15 ein Darstellung eines Anzeigebildes, welches durch das miteinander Synthetisieren eines aufgenommenen Video­ bildes, eines Trimm-Videobildes und eines Fahrzeug­ bildes beim dritten Ausführungsbeispiel erzielt wird;

Fig. 16 eine Darstellung einer Modifikation eines Maskierungsbereiches;

Fig. 17 eine Blockdarstellung eines Beispiels eines Umgebungs- Überwachungsgeräts für ein Fahrzeug;

Fig. 18 eine Darstellung eines Bildaufnahmebereiches; und

Fig. 19 eine Darstellung eines Anzeigebeispieles.

Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm des ersten Ausführungsbeispie­ les der vorliegenden Erfindung.

Ein Umgebungs-Überwachungsgerät für ein Fahrzeug entsprechend diesem Ausführungsbeispiel weist CCD-Kameras 101 und 201, eine Steuer- bzw. Regeleinheit 60 - wird im folgenden Steuereinheit genannt - und eine Anzeigevorrichtung 70 auf.

Die in Fig. 2 dargestellte CCD-Kamera 201 ist an der rechten Ecke eines vorderen Stoßfängers 56 angeordnet, welcher am vorderen Ende eines Fahrzeuges 55 positioniert ist. Die CCD- Kamera 101 ist an einer Position des vorderen Stoßfängers 56 angeordnet, welche symmetrisch um den Fahrzeugmittelpunkt ist.

Die CCD-Kameras 101 und 201 sind, wie in Fig. 3 dargestellt, von der Rückfläche des vorderen Stoßfängers 56 mit Befesti­ gungselementen fixiert. Ein aus transparentem Kunststoff be­ stehendes Fenster ist vor jeder CCD-Kamera angeordnet.

Die CCD-Kameras 101 und 201 weisen Weitwinkellinsen auf, um Bilder einer linken vorderen Fläche B und einer rechten vorde­ ren Fläche C des Fahrzeuges durch die Fenster aufzunehmen. In Fig. 3 bezeichnet ein Pfeil A die Vorwärtsrichtung des Fahr­ zeuges.

Zurückkehrend zu Fig. 1 werden Videosignale der CCD-Kameras auf der im Fahrzeugraum angeordneten Anzeigevorrichtung 70 durch die Steuereinheit 60 angezeigt. Die Anzeigevorrichtung 70 kann zudem Navigationsinformationen, ein Fernseh-Videobild (TV) oder dergleichen anzeigen.

Die Steuereinheit 60 besteht funktional aus Kameratreibern 102 und 202, einer Weitwinkel-Video-Verzerrungskorrektureinheit 62, einer Bild-Synthetisierungseinheit 66, einer Bildgestal­ tungseinheit 64 und einer Anzeige-Steuereinheit 68.

Die CCD-Kameras 101 und 201 sind mit der Weitwinkel-Video-Ver­ zerrungskorrektureinheit 62 durch die Kameratreiber 102 bzw. 202 verbunden.

Die Bildaufnahmevorrichtung der vorliegenden Erfindung besteht aus den CCD-Kameras 101 und 201 sowie den Kameratreibern 102 und 202.

Die Weitwinkel-Video-Verzerrungskorrektureinheit 62 korrigiert Videoverzerrungen, die durch die Weitwinkellinsen verursacht wurden, um korrigierte Videosignale an die Bild-Synthetisie­ rungseinheit 66 abzugeben.

Die Bildgestaltungseinheit 64 ist mit der Bild-Synthetisie­ rungseinheit 66 verbunden.

Die Bildgestaltungseinheit 64 bildet ein abgeglichenes bzw. Trimm-Videobild und ein Fahrzeugbild (wird später beschrie­ ben). Die Bild-Synthetisierungseinheit 66 synthetisiert Video­ signale von den beiden CCD-Kameras zu einem Bild, um ein der­ artiges Überwachungsbild zu schaffen, das das Bild mit dem Trimm-Videobild und dem Fahrzeugbild von der Bildgestaltungs­ einheit 64 überlappt.

Das Videosignal von der Bild-Synthetisierungseinheit 66 und weitere Videosignale von der Navigation, vom Fernseher und dergleichen werden der Anzeige-Steuereinheit 68 zugeführt. Als Steuersignale werden ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal und ein Schaltsignal zugeführt. Das Schaltsignal stellt ein durch einen betätigten Schalter erzeugtes Signal dar, wenn die Anzeigeschirme geschaltet werden.

Die Anzeige-Steuereinheit 68 empfängt ein Schaltsignal, um ein Bildsignal entsprechend dem Schaltsignal zur Anzeigevorrich­ tung 70 auszugeben. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit einen vorgegebenen Wert übersteigt, wird die Steuerung zur Anzeige, etwa der Navigationsinformation, ausschließlich durchgeführt.

Die Anzeigevorrichtung 70 zeigt ein Navigations-Videobild und ein TV-Videobild sowie wahlweise ein Monitorbild an.

Ein durch die Bildgestaltungseinheit 64 ausgebildetes Video­ bild wird nachfolgend beschrieben.

Fig. 4 zeigt ein Bild, welches derart ausgebildet wurde, daß ein Fahrzeugbild einem Trimm-Videobild bzw. fein abgestimmten Videobild überlagert ist, bei welchem ein Masken- bzw. Maskierungsbereich 20 auf dem Anzeigebildschirm der Anzeigevorrichtung 70 ausgebildet ist.

Das Trimm-Videobild wird durch einen oberen Maskierungsbereich 30a für das Abschirmen eines oberen Bereiches des Anzeigebild­ schirmes der Anzeigevorrichtung 70, einem unteren Maskierungs­ bereich 30b zum Abschirmen eines unteren Bereiches des Anzei­ gebildschirmes des Monitors, einem zentralen Maskierungsbereich 30c zum Abschirmen eines zentralen Bereiches des Monitors, einem rechten Maskierungsbereich 30d zum Abschirmen eines Bereiches entlang der rechten Seite des Anzeigebildschirmes und einem linkem Maskierungsbereich 30e zum Abschirmen eines Bereiches entlang der linken Seite des Anzeigebildschirmes gebildet. Untere Ränder 31 des oberen Maskierungsbereiches 30a verlaufen von den Ver­ bindungsbereichen zwischen dem oberen Maskierungsbereich 30a und dem zentralen Maskierungsbereich 30d und sind um einen Winkel α mit Bezug auf die Horizontallinie des Anzeigebildschirmes nach oben geneigt.

Obere Ränder 32 des unteren Maskierungsbereiches 30b verlaufen von den Verbindungsbereichen zwischen dem unteren Maskierungsbereich 30b und dem zentralen Maskierungsbereich 30c und sind mit Winkeln β bezüglich der Horizontallinie nach unten geneigt.

Die Breite eines Bereiches, welcher durch die Seitenränder 34 umgeben ist, die von den Verbindungsbereichen zwischen dem zentralen Maskierungsbereich 30c und dem unteren Maskierungsbereich 30b verlaufen, ist bei vorgegebenen Höhen h konstant und die Seitenränder 33 mit Winkeln γ mit Bezug auf die Vertikallinie geneigt, bis die Seitenränder 33 sich mit dem oberen Maskierungsbereich 33a verbinden, um einen in Breitenrichtung verlaufenden Bereich 35 einschließlich eines, Bereiches, dessen Breite nach oben hin zunimmt, zu bilden.

Die Werte von α, β, γ und h werden derart vorgegeben, daß die Anzeigebereiche 80a und 80b, welche durch die Maskierungsbereiche 30a, 30b, 30c, 30d und 30e in Abhängigkeit von den Bildaufnahmewinkeln der CCD-Kameras getrennt werden, linken und rechten Fenstern zuordenbar sind.

Auf diese Art wird das Trimm-Videobild, welches in Horizontal­ richtung symmetrisch um eine vertikale Mittellinie S des Anzeigebildschirmes sowie Fensterformen bei Betrachtung in schiefer Richtung zugeordnet ist, durch die Bildgestaltungseinheit 64 ausgebildet. Die Bildgestaltungseinheit 64 bildet zudem ein Fahrzeugbild 36, welches durch die rückwärtige Betrachtung des Fahrzeuges erzielt wird.

Die Breite des Fahrzeugbildes 36 ist geringfügig größer als die Breite des durch die Seitenränder 34 umgebenden Bereiches. Wie in Fig. 4 dargestellt, wird das Fahrzeugbild 36 durch die Bild-Synthetisierungseinheit 66 derart positioniert, daß der Fahrzeugstoßfänger an einem Kreuzungspunkt zwischen dem oberen Rand 32 des unteren Maskierungsbereiches 30b und dem Seitenrand 34 des zentralen Maskierungsbereiches 30c angeordnet ist und das Fahrzeugbild 36 wird mit dem Trimm- Videobild synthetisiert.

Das durch die rückwärtige Betrachtung des Fahrzeuges erzielte Fahrzeugbild 36 bedingt ein derartiges Bild, daß die Fenster­ rahmen sowohl an den linken als auch rechten Seiten des Fahr­ zeuges positioniert werden.

Die Bild-Synthetisierungseinheit 66 synthetisiert das Video­ bild der CCD-Kamera 101 und das Videobild der CCD-Kamera 201 auf den linken und rechten Seiten des Videobildes, welches durch die Synthetisierung des Trimm-Videobildes durch den Maskierungsbereich 20 mit dem durch die rückwärtige Betrachtung des Fahrzeuges erzielten Fahrzeugbildes 36 erhalten wird. Bei dieser Synthese wird die Videobildgrenze zwischen der CCD-Kamera 101 und 201 gleich der vertikalen Mittellinie S des Maskierungsbereiches gesetzt.

Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist wie oben beschrieben aufgebaut und durch die linken und rechten vorderen Bilder erzielte Videobilder werden auf Bereichen angezeigt, welche durch den Maskierungsbereich 20 des Trimm-Videobildes zur Darstellung der Fahrzeugfenster getrennt werden, und das durch rückwärtige Betrachtung erzielte Fahrzeugbild 36 wird zusätzlich als Videobild angezeigt. Aus diesem Grund ist die positionelle Beziehung zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem angezeigten Videobild deutlich und wird die Wahrnehmbarkeit verbessert, indem der Fahrer die linken und rechten Videobilder sieht.

Somit kann an einer Kreuzung, welche durch Wände umgeben ist sowie ein abgeschirmtes Sichtfeld aufweist, wenn das vordere Ende des Fahrzeuges geringfügig in die vorne liegende Straße hineinreicht, ein Anzeigebild gemäß Fig. 5 erzielt und die linken und rechten verdeckten Punkte bzw. Orte überwacht wer­ den.

Wenn ein durch Hinzufügen eines Fahrzeugbildes und eines Trimm-Videobildes erzieltes Bild zur in Fig. 19 dargestellten Anzeige hinzugefügt wird, können die Videobilder 11 und 12 der durch den Maskierungsbereich 20 getrennten Anzeigebereiche intuitiv als linke und rechte vordere Videobilder des Fahrzeuges verstanden werden.

Bei dem in Fig. 5 dargestellten Anzeigebild sind eine Last­ wagen T und eine Person M links und rechts präsent. Durch Überprüfung der Bewegungsrichtung des Lastwagens T und der Person M kann ermittelt werden, ob sich der Lastwagen T und die Person M dem eigenen Fahrzeug annähert.

Die Fig. 6 bis 8 zeigen Modifikationen der Maskierungs­ bereiche.

Ein Maskierungsbereich 20A von Fig. 6 wird durch das Weglassen des rechten Maskierungsbereiches 30d zum Abschirmen des rechten Bereiches des Anzeigeschirmes sowie durch Weglassen des linken Maskierungsbereiches 30e zum Abschirmen des linken Bereiches des Anzeigeschirmes vom Maskierungsbereich 20 von Fig. 4 erzielt.

Ein Maskierungsbereich 20B in Fig. 7 wird derart erzielt, daß zwei Typen von geraden unteren Rändern 37 und 38 anstelle der unteren Ränder 31 des oberen Maskierungsbereiches 30a bei dem Maskierungsbereich 20 von Fig. 4 verwendet werden. Der Winkel des unteren Randes 37 wird derart vorgegeben, daß er dem Winkel des unteren Randes 31 von Fig. 4 entspricht. Die unteren Ränder 38 werden derart vorgegeben, daß sie nach unten bezüglich der unteren Ränder 38 gebogen sind. Der Winkel wird derart ausgewählt, daß der zu bildende Anzeigebereich linken und rechten Fenstern zugeordnet werden kann.

Ein Maskierungsbereich 20A von Fig. 8 wird derart erzielt, daß die unteren Ränder 31 und die Seitenränder 34 durch gekrümmte Ränder 39 anstelle der geraden Seitenränder 33 am in Breitenrichtung verlaufenden Bereich des zentralen Maskierungsbereiches 30c des Maskierungsbereiches 20 von Fig. 4 gleichmäßig miteinander verbunden werden.

Mit oben beschriebenen Modifikationen wird der Vorteil erreicht, daß angezeigte aufgenommene Videobild intuitiv als linke und rechte Videobilder des Fahrzeuges aufnehmbar sind.

Fig. 9 zeigt das zweite Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Obgleich das erste Ausführungsbeispiel derart aus­ gebildet ist, daß die nach außen gerichteten CCD-Kameras an beiden Enden des vorderen Stoßfängers angeordnet sind, wird anstelle der beiden CCD-Kameras beim zweiten Ausführungs­ beispiel eine Kamera 301 mit V-förmigem Spiegel verwendet, bei welcher der V-förmige Spiegel linke und rechte Videobilder zu einem CCD-Element leitet und einen Bildaufnahmevorgang durch­ führt.

Fig. 10 zeigt eine Anordnung der Kamera 301 mit V-förmigem Spiegel. Die durch ein optisches System 315 mit einer Linse und einem CCD-Element 314 gebildete Kamera 313 ist in einem boxenähnlichen Gehäuse 311 mit Fenstern 312 angeordnet, welche auf dessen beiden Seitenflächen ausgebildet sind. Ein durch zwei planare Spiegel gebildeter V-förmiger Spiegel 316 ist dem optischen System 315 auf der optischen Achse gegenüberliegend angeordnet. Der durch die beiden planaren Spiegel des V-förmi­ gen Spiegels 316 ausgebildeter Winkel wird derart eingestellt, daß er größer als 90° ist und die Tiefenposition des V-förmi­ gen Spiegels 316 wird derart vorgegeben, daß die linken und rechten vorderen Bilder von den Fenstern 312 das CCD-Element 314 erreichen.

Die Kamera 301 mit oben beschrieben angeordnetem V-förmigen Spiegel, wie in Fig. 11 dargestellt, ist im zentralen Bereich des vorderen Stoßfängers 56 des Fahrzeuges 55 derart positio­ niert, daß der V-förmige Spiegel sich auf der Stoßfängerseite und der Kamerakopf 313 in Vorwärtsrichtung befindet. Hierdurch werden die linken und rechten vorderen Bilder des Fahrzeuges durch den Kamerakörper 313 durch Reflexion an der reflektier­ enden Spiegeloberfläche aufgenommen.

Zurückkehrend zu Fig. 9 wird eine Steuer- bzw. Regeleinheit 60A, wie beim ersten Ausführungsbeispiel, durch funktionale Blöcke, wie etwa einem Kameratreiber 302, einer Weitwinkel- Video-Verzerrungskorrektureinheit 62, einer Bild-Synthetisie­ rungseinheit 66, einer Anzeige-Steuereinheit 68 und einer Bildgestaltungseinheit 64 gebildet. Diese Bauteile und deren Funktionen entsprechen denjenigen des erste Ausführungs­ beispiels.

Ein Videobild-Signalausgang vom CCD-Element 314 der Kamera 301 mit V-förmigem Spiegel wird an die Weitwinkel-Video-Verzerrungskorrektureinheit 62 durch den Kameratreiber 302 abgege­ ben. In der Weitwinkel-Video-Verzerrungskorrektureinheit 62 wird eine Verzerrung der Weitwinkellinse korrigiert. Das kor­ rigierte Videobildsignal wird an die Bild-Synthetisierungs­ einheit 66 abgegeben.

In der Bild-Synthetisierungseinheit 66 werden ein aufgenomme­ nes Videobild, ein Trimm-Videobild und ein durch die Bildge­ staltungseinheit 64 gebildetes Fahrzeugbild miteinander syn­ thetisiert, um ein an der Anzeigevorrichtung 70 anzuzeigendes Überwachungsbild auszubilden. Das Trimm-Videobild und das durch die Bildgestaltungseinheit 64 ausgebildete Fahrzeugbild entsprechen denjenigen des ersten Ausführungsbeispieles.

Das Überwachungs- bzw. Monitorbild wird durch die Anzeige- Steuervorrichtung 68 ausgewählt und für die Anzeige der Anzei­ gevorrichtung 70 zugeführt.

Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die gleichen Wirkungen und Effekte wie beim ersten Ausführungsbeispiel erzielt, jedoch wird nur eine CCD-Kamera durch die Verwendung eines Spiegels eingesetzt und eine Bildsynthese der Vielzahl von CCD-Kameras ist nicht erforderlich. Aus diesem Grund verein­ facht sich die Bildverarbeitung. Beim zweiten Ausführungs­ beispiel können die verschiedenen als Modifikationen beschrie­ benen Maskierungsformen eingesetzt werden.

Fig. 12 stellt ein Blockdiagramm des dritten Ausführungs­ beispiels der vorliegenden Erfindung dar. Bei diesem Ausfüh­ rungsbeispiel wird ein hinterer verdeckter Punkt bzw. Ort eines Fahrzeugs überwacht und CCD-Kameras 101' und 201' sowie eine CCD-Kamera 401 zur Aufnahme eines Bildes in rückwärtiger Richtung, welche die dritte Richtung darstellt, sind angeord­ net.

Die CCD-Kameras 101' und 201' werden an beiden Ecken des hinteren Stoßfängers sowie die CCD-Kamera 401 zur Aufnahme des Bildes in unmittelbarer rückwärtiger Richtung an einem zentralen Bereich des hinteren Stoßfängers angeordnet. Hier­ durch wird ein Bildaufnahmebereich gewährleistet, welcher eine Fläche von ungefähr 180° und mehr abdecken kann.

Die CCD-Kameras 101', 201' und 401 sind, wie beim ersten Ausführungsbeispiel, mit einer Anzeigevorrichtung 70 verbunden, welche in einem hinteren Bereich des Fahrzeugraumes angeordnet ist und durch eine Konsoleneinheit 60b nach hinten weist. Die Konsoleneinheit 60b führt die gleichen Vorgänge und Prozesse wie beim ersten Ausführungsbeispiel aus.

Signale der CCD-Kameras 101', 201' und 401 werden an die Weitwinkel-Video-Verzerrungskorrektureinheit 62 durch Kamera­ treiber 102, 202 bzw. 402 ausgegeben.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die erfindungsgemäße Bild­ aufnahmeeinheit durch die CCD-Kameras 101', 201' und 401 sowie die Kameratreiber 102, 202 und 402 gebildet.

Die Weitwinkel-Video-Verzerrungskorrektureinheit 62 korrigiert Verzerrungen der Weitwinkellinsen für jeweilige Bilder.

Eine Bild-Synthetisierungseinheit 66 synthetisiert Videobilder von den CCD-Kameras 101', 201' und 401 miteinander und über­ lappt das synthetische Bild auf dem Trimm-Videobild und ein Fahrzeugbild, welches von der Bildgestaltungseinheit 65 ausge­ geben wurde, um ein Monitorbild auszugestalten.

Das von der Bild-Synthetisierungseinheit 66 ausgegebene Moni­ torbild wird einer Auswahl in der Anzeige-Steuereinheit 68 unterworfen und anschließend auf der Anzeigevorrichtung 70 angezeigt.

Fig. 13 zeigt ein Trimm-Videobild und ein durch die Bildge­ staltungseinheit 65 gebildetes Fahrzeugbild.

Ein Maskierungsbereich 20D, in welchem das Trimm-Videobild ausgebildet wird, wie beim ersten Ausführungsbeispiel, und Anzeigebereiche 80'a und 80'b mit linken und rechten Videobildern werden auf den linken und rechten Seiten getrennt ausgebildet. Jedoch ist die Höhe eines unteren Maskierungsbereiches 30'b größer als des unteren Maskierungsbereiches des ersten Ausführungsbeispiels von Fig. 4. Ein Anzeigebereich 80C zur Anzeige eines unmittelbaren rückwärtigen Videobildes als dritter Anzeigebereich ist an der unteren Seite der Anzeigebereiche 80'a und 80'b ausgestaltet.

Der Anzeigebereich 80C ist im unteren Maskierungsbereich 80'b ausgebildet und von anderen Anzeigebereichen durch Maskierungen mit gleichen Breiten getrennt, wodurch ein fünfeckiger Anzeigebereich gebildet wird, welcher in Horizontalrichtung symmetrisch um eine vertikale Mittellinie S des Anzeigeschirms ist.

Die Bildgestaltungseinheit 65 bildet ein Fahrzeugbild 36' aus, welches bei Betrachtung des Fahrzeuges von vorne erhalten wird, und ein Richtungsgefühl bezüglich der linken und rechten Bilder vermitteln, welche als Fahrzeugbild dienen.

Die Bild-Synthetisierungseinheit 66 synthetisiert ein Fahr­ zeugbild 36' mit dem durch den Maskierungsbereich 20D erzielten Trimm-Videobild und synthetisiert das Bild derart, daß die linken und rechten hinteren Aufnahmebilder in den jeweiligen Anzeigebereichen dargestellt werden.

Auf diese Weise werden die Straßensituationen in den linken und rechten nach hinten gerichteten Richtungen durch die CCD- Kamera als auf der Anzeigevorrichtung anzuzeigende Bilder auf­ genommen, selbst wenn sich das Fahrzeug an einer Kreuzung befindet, welche durch Wände umgeben ist und wie in Fig. 14 dargestellt, ein verdecktes Sichtfeld aufweist, wenn das hin­ tere Ende des Fahrzeuges geringfügig in die hintere Straße vorsteht.

In der in Fig. 14 dargestellten Situation kann ein in Fig. 15 dargestelltes Anzeigebild auf der Anzeigevorrichtung 70 erzielt werden, da eine Person M in linker Richtung, ein Last­ wagen T in rechter Richtung und zusätzlich J in rückwärtiger Richtung sich beispielsweise in den Bildaufnahmebereichen der CCD-Kameras 101', 201' bzw. 401 befinden. Wenn das Bild über­ wacht wird, ist ersichtlich, daß der Lastwagen T und die Per­ son M in rechter und linker Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs präsent sind. Von dem auf dem unteren Teil des Anzeigebild­ schirms dargestellten Videobild wird bestätigt, daß das andere Fahrzeug J sich unmittelbar bzw. direkt hinter dem eigenen Fahrzeug befindet.

Auch bei diesem Ausführungsbeispiel kann ein Richtungsgefühl sowohl den linken als auch rechten auf dem Anzeigebildschirm dargestellten Videobildern durch die fensterrahmenförmige Mas­ kierung und einem ausgebildeten Fahrzeugvideobild vermittelt werden. Da ein direkt nach hinten gerichtetes Videobild auf dem unteren Teil des Anzeigebildschirms dargestellt wird, nimmt die Informationsfülle zu und die rückwärtigen Video­ bilder können gleichzeitig geprüft werden. Wenn die drei Videobilder wahrgenommen werden, ist eine Information über die fast komplette Fläche in den linken und rechten rückwärtigen Richtungen erzielbar.

Da das durch Betrachtung des Fahrzeuges von oben erzielte Fahrzeugbild als Fahrzeugbild eingesetzt wird, weicht die Form des Fahrzeugbildes von der Form des aufgenommenen hinteren Fahrzeugbildes ab und es kann in vorteilhafter Weise verhin­ dert werden, daß die Fahrzeugbilder miteinander vermischt wer­ den.

Fig. 16 zeigt eine Modifikation der Anordnung der Anzeige­ bereiche. Beim dritten Ausführungsbeispiel wird der Anzeige­ bereich des direkten rückwärtigen Videobildes in den unteren Bereich des Anzeigebildschirms gesetzt. Bei dieser Modifika­ tion wird in einem Maskierungsbereich 20E ein Anzeigebereich 80'c für die Anzeige des rückwärtigen Bildes in ein oberes Teil des Anzeigeschirmes gesetzt, d. h. in einem Bereich, welcher vom in Breitenrichtung verlaufenden Bereich 35' eines zentralen Maskierungsbereiches zu einem oberen Maskierungsbereich 30'a verläuft.

Der Anzeigebereich 80'c ist dreieckförmig, die Winkel des Dreiecks sind abgeschnitten und von linken und rechten Anzei­ gebereichen 80"a und 80"b durch Maskierungsbereiche mit gleichen Breiten getrennt. Ein Maskierungsbereich ist zudem an der oberen Seite des Anzeigebereiches 80'c ausgebildet, so daß der Anzeigebereich 80'c einen unabhängigen Anzeigebereich darstellt, dessen Rand durch den Maskierungsbereich unterteilt wird.

Wie in Fig. 4 dargestellt, wird ein durch die Betrachtung des Fahrzeuges von hinten erzieltes Fahrzeugbild 36 mit einem Trimm-Videobild derart synthetisiert, daß das Fahrzeugbild 36 an einem Kreuzungsbereich zwischen dem oberen Rand des unteren Maskierungsbereiches und dem Seitenrand des zentralen Maskie­ rungsbereiches positioniert ist.

Da das direkt rückwärtige Bild auf dem oberen Teil des Anzei­ geschirmes dargestellt wird, ist das Bild vom im unteren Teil anzuzeigenden Fahrzeugbild 36 beabstandet. Wenn das durch Betrachtung des Fahrzeuges von hinten erzielte Fahrzeugbild angezeigt wird, wird das Fahrzeugbild nicht mit dem aufgenom­ menen Videobild vermischt sowie die Wahrnehmung, daß der Fah­ rer die linken und rechten Videobilder erkennt, durch das durch die Betrachtung des Fahrzeugs von hinten, erzielte Fahr­ zeugbild 36 verbessert.

In allen Ausführungsbeispielen stellt der obere Rand des unte­ ren Maskierungsbereiches im Trimm-Videobild eine gerade geneigte Linie dar. Jedoch ist der obere Rand bzw. die obere Kante nicht auf die gerade geneigte Linie beschränkt und kann durch eine Vielzahl von geraden oder gekrümmten Linien gebil­ det werden.

Die Japanische Patentanmeldung JP 11-338074 A (angemeldet am 25. Mai 1998) wird durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit in die vorliegende Anmeldung aufgenommen.

Zusammenfassend betrifft die vorliegende Erfindung ein Trimm- Videobild mit einem Maskierungsbereich 20, welcher Fahrzeug­ seitenfensterformen aufweist, und ein durch eine Bildgestal­ tungseinheit ausgebildetes Fahrzeugbild 36, welche aufgenommen Videobildern einer CCD-Kamera überlappt werden, welche durch die Aufnahme der linken und rechten vorderen Bilder eines Fahrzeuges erhalten werden, um ein synthetisiertes Bild auszubilden, und das synthetisierte Bild wird auf einer Anzeigevorrichtung dargestellt. Da die linken und rechten aufgenommenen Videobilder in seitenfensterförmigen Anzeigebereichen 11, 21 jeweils angezeigt werden und das Fahrzeugbild 36 zusätzlich eingesetzt wird, kann die Richtung eines angezeigten aufgenommenen Videobildes (eines Lastwagens T oder einer Person M) intuitiv wahrgenommen werden.

Obgleich die Erfindung oben in Verbindung mit bestimmten Aus­ führungsbeispielen beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Modifikationen und Variationen der oben beschriebenen Ausfüh­ rungsbeispiele können im Rahmen obiger Lehre von einem Fach­ mann durchgeführt werden. Der Schutzumfang der Erfindung wird durch die beigefügten Ansprüche festgelegt.

Claims (11)

1. Überwachungsgerät der Umgebung eines Fahrzeugs:
mit einer Bildaufnahmeeinheit (101, 201) am Fahrzeug (55) zur Aufnahme von Bildern in einer Vielzahl von unterschied­ lichen Richtungen;
mit einer Bildgestaltungseinheit (64) zum Ausbilden eines Fahrzeugbildes und eines Trimm-Videobildes, welches fahr­ zeugfensterförmige Maskierungsbereiche (30) entsprechend der Vielzahl von Richtungen aufweist;
mit einer Bild-Synthetisierungseinheit (66), um das Fahr­ zeugbild, Trimm-Videobild und die Vielzahl der durch die Bildaufnahmeeinheit (101, 201) aufgenommenen Videobilder zu überlappen, um ein synthetisiertes Bild zu erhalten; und
mit einer Anzeigevorrichtung (70) zur Anzeige des syntheti­ sierten Bildes.

2. Überwachungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Vielzahl von Richtungen, in welchen die Bildaufnah­ mevorrichtung (101, 201) Bilder aufnimmt, eine linke Rich­ tung und eine rechte Richtung umfaßt;
daß der Maskierungsbereich (30) durch einen oberen Maskie­ rungsbereich (30a) zum Abschirmen eines oberen Bereiches eines Anzeigeschirmes, durch einen unteren Maskierungsbe­ reich (30b) zum Abschirmen eines unteren Bereiches des An­ zeigeschirmes, durch einen zentralen Maskierungsbereich (30c) zum Abschirmen eines zentralen Bereiches des Anzeige­ schirms, durch einen rechten Maskierungsbereich (30d) zum Abschirmen eines Bereiches entlang der rechten Seite des Anzeigeschirmes und durch einen linken Maskierungsbereich (30e) zum Abschirmen eines Bereiches entlang der linken Seite des Anzeigeschirmes ausgebildet ist, um Anzeigeberei­ che der linken und rechten Seitenfensterformen des Fahr­ zeugs zu bilden; und
daß die Bild-Synthetisierungseinheit (66) ein synthetisier­ tes Bild erstellt, bei welchem die in den linken und rech­ ten Richtungen durch die Bildaufnahmeeinheit (64) aufgenom­ menen Videobilder in den Anzeigebereichen dargestellt sind.

3. Überwachungsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Maskierungsbereich (30a) untere Ränder auf­ weist, welche von einem Verbindungspunkt zwischen dem obe­ ren Maskierungsbereich (30a) und dem zentralen Maskierungs­ bereich (30c) zu den linken und rechten Seiten nach oben geneigt sind.

4. Überwachungsgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die unteren Ränder des oberen Maskierungsbereiches (30a) durch eine Vielzahl von geraden Linien mit unter­ schiedlichen Neigungen gebildet sind.

5. Überwachungsgerät nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Maskierungsbereich (30b) obere Ränder aufweist, die von einem Verbindungspunkt zwi­ schen dem unteren Maskierungsbereich (30b) und dem zentra­ len Maskierungsbereich (30c) zu den linken und rechten Sei­ ten nach unten geneigt sind.

6. Überwachungsgerät nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Maskierungsbereich (30c) einen in Breitenrichtung verlaufenden Bereich aufweist, dessen Breite nach oben zum unteren Rand des oberen Maskie­ rungsbereiches (30a) zunimmt.

7. Überwachungsgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Seitenrand des in Breitenrichtung verlaufenden Be­ reiches durch eine gerade Linie gebildet ist.

8. Überwachungsgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Seitenrand des in Breitenrichtung verlaufenden Be­ reiches durch eine gekrümmte Linie gebildet ist.

9. Überwachungsgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeugbild auf einem unteren Teil des zentralen Maskierungsbereiches (30c) abgebildet ist.

10. Überwachungsgerät nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildaufnahmeeinheit (101', 201', 401) ein Bild in einer dritten Richtung aufnimmt; und daß das Trimm-Videobild einen dritten Anzeigebereich zum Darstellen des in der dritten Richtung des Maskierungsbe­ reiches aufgenommenen Videobildes aufweist.

11. Überwachungsgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Richtung eine direkt rückwärts gerichtete Richtung des Fahrzeugs darstellt; und daß der dritte Anzei­ gebereich von einem Bereich ausgewählt ist, welcher von dem in Breitenrichtung verlaufenden Bereich des zentralen Mas­ kierungsbereich (30c) zum oberen Maskierungsbereich (30a) verläuft und einem im unteren Maskierungsbereich (30b) aus­ gewählten Bereich ausgewählt ist.