(57)【要約】  自動車（１０１）用のカメラ・モニターシステム（１００）を運転する方法であって、カメラ・モニターシステム（１００）がカメラ（１０２）を有しており、カメラ（１０２）は、自動車の長手方向側（１０６，１０７）に対応配置されており、自動車（１０１）の周囲（１０５）の画像を提供するように構成されており、当該方法は、周囲（１０５）における関心領域（１１１）を設定するステップと、カメラ（１０２）の画像を変換して変換画像（３００）を形成し、これにより関心領域（１１１）が、周囲（１０５）における関心領域（１１１）の位置の変更とは関係なしに、変換画像（３００）内で設定された拡大率を有する設定された画像領域（３０１）に配置されるステップと、を含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車（１０１）用のカメラ・モニターシステム（１００）を運転する方法であって、カメラ・モニターシステム（１００）はカメラ（１０２）を有しており、該カメラ（１０２）は、前記自動車の長手方向側（１０６，１０７）に対応配置されており、前記自動車（１０１）の周囲（１０５）の画像を提供するように構成されており、当該方法は、
前記周囲（１０５）における関心領域（１１１）を設定するステップと、
前記カメラ（１０２）の前記画像を変換して変換画像（３００）を形成し、これにより前記関心領域（１１１）が、前記周囲（１０５）における前記関心領域（１１１）の位置の変更とは関係なしに、前記変換画像（３００）内で設定された拡大率を有する設定された画像領域（３０１）に配置されるステップと、
を含む、カメラ・モニターシステム（１００）を運転する方法。
【請求項２】
前記関心領域（１１１）を設定するステップは、
設定された画像内容を確認するステップと、
車両データを確認するステップと、
入力装置により設定するステップと、
を含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記関心領域（１１１）は、前記自動車（１０１）のトレーラ（１０９）のトレーラ後縁（１１２）の領域である、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
前記画像を変換するステップであって、これにより前記周囲（１０５）の設定された領域を前記変換画像（３００）内で様々な強さで拡大されて設定された画像領域（３０１〜３０６）に映す、変換するステップと、
前記周囲（１０５）における前記関心領域（１１１）の前記位置の変更に関連して、前記変換画像（３００）内での前記画像領域（３０１〜３０６）のそれぞれの位置を変更するステップと、
を含む、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
前記カメラ（１０２）の画像を変換して前記変換画像（３００）を形成するステップであって、これにより、前記周囲（１０５）における前記関心領域（１１１）の前記位置の変更とは関係なく、前記変換画像内に表示される周囲は不変のままである、ステップを含む、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
前記画像を連続的に変化する圧縮係数で変換するするステップであって、これにより、直接に互いに隣接する画像領域（３０１〜３０６）間で連続的な移行が形成される、ステップを含む、請求項４または５記載の方法。
【請求項７】
前記画像を前記変換前に歪補正する、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
複数の入力画像から前記画像を合成する、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
前記カメラ・モニターシステム（１００）は、２つのカメラ（１０２，１０３）を有しており、該カメラは、前記自動車（１０１）の共通の長手方向側（１０６，１０７）に対応配置され、それぞれ、前記自動車（１０１）の前記周囲（１０５）の画像を提供するように構成されており、前記画像の映された前記周囲（１０５）が部分的にオーバラップする、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
請求項１から９までのいずれか１項記載の方法を実施するように構成されている、自動車のための装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車、特にトラック用のカメラ・モニターシステムを運転する方法に関する。本発明はさらに、方法を実施するように構成されている装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車、たとえばトラックおよびバスは、従来は車外鏡（Aussenspielgel）を有している。カメラおよびモニターにより通常の車外鏡の視野が映されるミラー代替システムも知られている。このようなミラー代替システムは、カメラ・モニターシステムとも呼ばれる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
信頼性のよい運転を可能にする、自動車用のカメラ・モニターシステムを運転する方法を提供することが望ましい。さらに、信頼性のよい運転を可能にする、カメラ・モニターシステムを運転する装置を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、自動車用のカメラ・モニターシステムを運転する方法、ならびに方法を実施するように構成されている対応する装置によって特徴付けられる。
【０００５】
少なくとも１つの実施形態によれば、カメラ・モニターシステムは、自動車の長手方向側に対応配置されているカメラを有している。カメラは、自動車の周囲の画像を提供するように構成されている。
【０００６】
周囲の関心領域が設定される。カメラの画像は、変換されて変換画像を形成するので、変換画像内の関心領域は、周囲における関心領域の位置の変更とは関係なく、設定された画像領域に配置されている。設定された画像領域は、設定された拡大率を有している。関心領域は、変換画像内で、周囲における関心領域の位置の変更とは関係なく、特に同じままの拡大率で描写される。
【０００７】
このカメラ・モニターシステムにより、自動車の周囲をカメラ・モニターシステムのモニター上に自動車のドライバのために表示することが可能であるので、従来の車外鏡を省略することができる。トレーラを有する自動車では、たとえば操車時、特に後退走行時に牽引車両とトレーラとの間で顕著な屈曲角度が生じてしまう。トレーラ後縁は、画面の中心領域の方向に移動する。モニター上に表示された画像の大部分が単にトレーラの側面しか映さないことを阻止するために、カメラの画像が対応して変換される。
【０００８】
関心領域は、たとえば、トレーラのすぐ隣の領域である。関心領域は、トレーラと牽引車両とが互いにまっすぐに位置調整されている場合に、たとえば法律上の視野領域クラス２に一致する。関心領域は、たとえば、トレーラと牽引車両とが互いに対してまっすぐに位置調整されている場合に、法律上の視野領域クラス２の一部である。牽引車両とトレーラとが互いに対して屈曲している場合、関心領域は、牽引車両とトレーラとの間の屈曲角度に対応して移動する。変換画像では、関心領域が引き続き設定された画像領域に表示される。このために、たとえば変換画像内でトレーラは、トレーラの隣の周囲に比べてより顕著に圧縮されて表示される。したがって、屈曲角度が顕著である場合に、モニターに表示される変換画像の所望しない大きな領域をトレーラが占めることを阻止可能である。たとえばトレーラが車線から出ることにより、周囲において関心領域が移動する場合でも、画像は、牽引車両とトレーラとがまっすぐに位置調整されている場合と同様の画像分割が残るように、変換される。
【０００９】
少なくとも１つの実施形態によれば、関心領域を設定するステップは、設定された画像内容、たとえばトレーラ後縁を確認するステップを含んでいる。代替的にまたは付加的に、関心領域を設定するために走行データが確認される。これは、ＣＡＮのようなシステム入力を介したトレーラ位置提供を含んでいてよく、または自動車の制御システム内にある別のデータを含んでいてよい。代替的または付加的に、関心領域は、特に自動車のユーザにより入力装置を用いて設定される。入力装置は、たとえばジョイスティック、タッチスクリーンおよび／またはアイトラッキングを含む。したがって、自動車のユーザにとって、変換画像の設定された画像領域内に常に表示されることが望ましく、特にトレーラによって覆われないことが望ましい、周囲における１つの領域を設定することが可能になる。
【００１０】
少なくとも１つの実施形態によれば、画像は、周囲の設定された領域を変換画像内で様々な強さで拡大されて設定された画像領域に映すように、変換される。変換画像内での画像領域のそれぞれの位置は、周囲における関心領域の位置の変更に関連して変更される。たとえば、少なくとも部分的に法律上の視野領域クラス２をカバーする水平方向および鉛直方向で弱い圧縮率を有する画像領域は、変換画像において、画像の中心方向で水平方向に移動される。鉛直方向の移動も可能である。対応して、水平方向の移動時に、移動された領域の隣の領域は、水平方向でより著しく圧縮される。したがって、全体的に、表示される周囲の割合は、変換画像内で、特に弱い圧縮率を有する画像領域内で、表示される自動車の割合に対してほぼ同一のままである。
【００１１】
少なくとも１つの実施形態によれば、関心領域を映す画像領域に直接に隣接する画像領域における拡大率は、画像領域の位置が変化すると変更される。この画像領域は、特に、自動車のトレーラの一部も映す画像領域である。周囲は、この画像領域では水平方向で著しく圧縮される。したがって、関心領域が設定された画像領域に配置されるように、関心領域を少なくとも部分的に映す隣接する画像領域を、変換画像内に映すことが可能である。
【００１２】
少なくとも１つの実施形態によれば、画像は、変換前に歪補正される。カメラの入力画像は、たとえば、使用したレンズに基づく既知の歪が補償されるように、歪補正される。
【００１３】
少なくとも１つの実施形態によれば、画像は、複数の入力画像から合成される。たとえば、カメラ・モニターシステムは、２つのカメラを有している。これらのカメラは、自動車の共通の長手方向側に対応配置されており、自動車の周囲の画像を提供するように構成されている。画像の映された周囲は部分的にオーバラップする。
【００１４】
画像は、たとえば、両方のカメラの入力画像から合成される。たとえば、高い焦点距離および小さな視野角、たとえば望遠レンズを有するカメラが使用される。このカメラは、自動車の隣または背後の周囲を映す働きをする。たとえば、長い焦点距離および大きな視野角、たとえば広角レンズを有する第２のカメラが使用される。このカメラは、たとえばカメラ・モニターシステムのモニター内に法律上の視野領域クラス５を映すために、たとえば自動車または牽引車両の前方のコーナにおける領域を撮影する働きをする。
【００１５】
少なくとも１つの実施形態による方法を実施するように構成されている、自動車のための装置は、たとえば自動車用の制御装置の部分である（英語でＥＣＵ、electric control unit）。
【００１６】
方法について説明された利点、特徴および変化形は、装置についても適用され、逆もまた然りである。
【００１７】
別の利点、特徴および変化形が、図面に関連して説明する以下の例から明らかになる。同一、同類および同様に作用する要素は、図面全体にわたって同一の参照符号を有している。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】一実施例によるカメラ・モニターシステムを備えた自動車の概略図である。
【図２】一実施例による全体画像の概略図である。
【図３】一実施例による変換画像における画像領域の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、上述の一実施例による自動車１０１の概略図を示している。自動車１０１は、たとえば、牽引自動車１０１およびトレーラ１０９を備えたトラックである。別の実施例によれば、自動車は、バスおよび／または特にトレーラ１０９を備えた乗用車である。
【００２０】
自動車１０１は、ミラー代替システムとしてカメラ・モニターシステム１００を有している。カメラ・モニターシステム１００は、自動車１０１の各側１０６，１０７につき１つのカメラ１０２を有している。これらのカメラ１０２はそれぞれ、それぞれ対応配置された側１０６，１０７の周囲を撮影する働きをする。別の実施例によれば、各側１０６，１０７につき複数のカメラ、たとえば２つ以上のカメラが設けられている。別の実施例によれば、カメラ１０２は、両方の側１０６，１０７のうちの単に１つの側のみに配置されている。カメラ・モニターシステム１００は、２つのモニター１０４を有している。これらのモニター１０４は、両側１０６，１０７のうちのそれぞれ１つの側に割り当てられている。運転中に、カメラ１０２により記録される側１０６の周囲１０５の一部が、割り当てられたモニター１０４上に全体画像４００として描写される。側１０７に割り当てられたモニター１０４上には、側１０７に対応配置されたカメラ１０２により記録される周囲１０５の一部が全体画像４００として表示される。
【００２１】
したがって、両モニター１０４上の全体画像４００は互いに異なっている。
【００２２】
モニター１０４上の全体画像４００は、特に、従来の車外鏡の鏡像、特に周囲１０５の、従来の車外鏡によっては映すことができない別の部分を表示するように、調整されている。
【００２３】
カメラ１０２およびモニター１０４に信号技術的に連結されている装置１１０が設けられている。装置１１０は、カメラ１０２もモニター１０４も制御するように調整されている。たとえば、装置１１０は、制御装置または自動車１０１の制御装置の一部である。
【００２４】
カメラ１０２の画像は、牽引車両１０８およびトレーラ１０９がまっすぐに位置調整されている場合に、全体画像４００内に表示される視野がトレーラ１０９に揃っているように、変換される。トレーラ１０９の他に、関心領域１１１が設定されている。たとえば、関心領域１１１は、自動車１０１のユーザにとって運転中に、たとえば操車時に特に関心のある周囲１０５における領域である。関心領域１１１は、たとえば、この関心領域１１１がトレーラ１０９の隣に、かつ特にトレーラ１０９の後縁１１２に接して位置するように設定されている。
【００２５】
操車時、特に自動車１０１の後退走行時に、牽引車両１０８とトレーラ１０９との間に顕著な屈曲角度が生じてしまう。したがって、トレーラ後縁１１２は、たとえば右に向かって運動する。したがって、従来は、全体画像４００の、牽引車両１０８に対してトレーラ１０９がまっすぐに位置調整されている場合に関心領域１１１を著しく拡大して表示する画像領域は、大部分がまたは完全にトレーラ１０９の長手方向側によって隠されるだろう。したがって、全体画像のこの領域は、自動車１０１のドライバにとってあまり有益とならない。
【００２６】
関心領域１１１を、牽引車両１０８とトレーラ１０９との間の屈曲角度とは関係なしに全体画像４００内で常に信頼性よく映し、全体画像４００内の、ドライバにとって有益な情報を含んでいる割合をできるだけ大きく維持するために、分割および全体画像４００の様々な画像領域における拡大率が運転中に適合される。したがって、全体画像４００内の、トレーラ１０９により隠される割合が、できるだけ小さくかつ一定に維持される。
【００２７】
図２は、一実施例による全体画像４００を示している。カメラ１０２の画像は、トレーラ１０９が専ら左側縁部のみに表示されるように、変換されている。関心領域１１１は、画像領域３０１内に表示される。
【００２８】
画像領域４００は、図３に示されているように、画像領域３０１〜３０６に分割されている。全体画像４００内での周囲１０５の表示の拡大率または圧縮率および歪曲（Zerrung）は、画像領域３０１〜３０６毎に互いに異なっている。牽引車両１０８とトレーラ１０９との間の屈曲角度が顕著な場合、変換画像３００における周囲は画像領域３０５内で著しく圧縮され、したがって、トレーラ１０９は全体画像４００においてできるだけ僅かなスペースを占める。したがって、画像領域３０５に隣接する画像領域３０１は、従来の拡大率で周囲１０５を映すことができ、この場合トレーラ１０９が画像領域３０１に表示されることはないか、またはトレーラ１０９の像が画像領域３０１内で過大なスペースを占めることはない。したがって、関心領域１１１は常に画像領域３０１内に表示される。
【００２９】
トレーラ１０９と牽引車両１０８とがまっすぐに位置調整されている場合、画像領域３０５を省略することが可能である。顕著な拡大率を有する画像領域３０１は、トレーラ１０９を縁部に映し、その他に関心領域１１１および周囲１０５の別の部分を映す。牽引車両１０８とトレーラ１０９との間の屈曲角度が大きな場合、従来は、トレーラ１０９が画像領域３０１をほぼ完全に覆ってしまっていた。それゆえ、領域３０１は、変換された画像３００内で移動され、加えて画像領域３０１に対して異なる拡大率を有する画像領域３０５が表示される。
【００３０】
たとえば、画像領域３０２および３０４は、画像領域３０１および３０３よりも水平方向で著しく顕著に圧縮されている。画像領域３０３および３０４は、たとえば、画像領域３０１および３０２よりも鉛直方向で顕著に圧縮されている。たとえば、画像領域３０１および３０２のための入力画像は、望遠レンズを備えたカメラで撮影される。画像領域３０３および３０４のための入力画像は、たとえば広角レンズを備えたカメラにより撮影される。変換画像３００は、両方のカメラからの入力画像から合成される。したがって、法律上の視野領域クラス２，４および５を映すことができ、特に周囲１０５の別の領域を映すことができる。法律上の視野領域クラス２は、たとえば画像領域３０１および３０５に表示される。
【００３１】
関心領域１１１は、たとえば、自動車１０１に対して、特にトレーラ１０９に対して設定されている。関心領域１１１に設定する別の可能性も可能である。たとえば、トレーラ縁検出をカメラ１０２の画像情報および車両データに基づいて実施することができる。ＣＡＮのようなシステム入力を介したトレーラ位置提供が、たとえば牽引車両１０８とトレーラ１０９との間の角度を提供することも可能である。代替的または付加的に、関心領域１１１の手動の選択も可能であり、たとえば、自動車１０１のドライバは関心領域１１１を、ジョイスティック、タッチスクリーンまたはアイトラッキングのような入力装置または別の入力装置により選択する。
【００３２】
牽引車両１０８に対するトレーラ１０９の相対的な位置調整に関する情報に関連して、カメラ視野は、個別の領域３０１〜３０６内で追従する。関心領域１１１が入力カメラ画像内で移動した場合、つまりたとえば右側に向かって移動した場合、変換画像３００内の関心領域１１１は引き続き画像領域３０１内に表示される。このために特に、画像領域３０１が変更される。特に、変換画像内での画像領域３０１の位置が変更される。特に、全体画像４００における画像領域３０１の位置が変更される。たとえば、ドライバが右側に向かって車線に入り、それゆえ車両トレーラが入力画像において画像領域３０２の方向に屈曲すると、トレーラ後縁１１２が変換画像３００内で引き続きほぼ完全に縁部に接して表示され、関心領域１１１が引き続き画像領域３０１内に表示されるように、入力画像から切り出された領域が変更される。トレーラ後縁１１２は、画像領域３０５内に表示される。この画像領域３０５は、画像領域３０１に対して異なる拡大率を有している。したがって、トレーラ１０９を変換画像３００内に顕著に圧縮して表示し、関心領域１１１を所望の拡大率で十分に大きく表示することが可能である。
【００３３】
全体画像４００における画像領域３０１は、一方ではさらに画像領域３０２への連続的な移行を実現し、他方では牽引車両１０８に対するトレーラ１０９の屈曲時にも入力画像全体をモニター１０４に示すことができるように、たとえば右側に移動する。このために、変換画像３００内で画像領域３０１の左側かつ画像領域３０３の左側に新しい画像領域３０５および３０６が表示される。これらの画像領域３０５および３０６は、画像領域３０１，３０３に比べて水平方向で著しく顕著に圧縮されている。たとえば、画像領域３０５における圧縮率は、画像領域３０１における圧縮率よりも５倍だけ大きい。
【００３４】
関心領域１１１または画像領域３０１の表示の水平方向の移動に加えて、代替的かつ付加的に、鉛直方向の移動も可能である。対応して、次いで画像領域３０１および３０３の上方に付加的な画像領域が表示される。この付加的な画像領域では、周囲１０５は、画像領域３０１，３０２または３０５よりも鉛直方向で著しく圧縮されて表示される。
【００３５】
直接に隣接するそれぞれ２つの画像領域の間の移行は、実施形態によりできるだけ連続的に行われる。このために、たとえば画像領域間の圧縮係数が１つのピクセルから隣り合うピクセルへと急激に変更するのではなく、複数のピクセルにわたって連続的に変更される。この実施形態でも、画像領域３０１〜３０６は、対応して追従されてよい。実施例により、入力画像は変換前に歪むか、または歪補正され、たとえばレンズ歪補正される。
【００３６】
画像を変換前に複数の様々なカメラ入力画像から合成するか、またはつなぎ合せることも可能である。たとえば、画像領域３０１，３０２および３０５のために、第１のカメラの入力画像が使用され、画像領域３０３，３０４および３０６のために第２のカメラの入力画像が使用される。モニター１０４における全体画像４００は、常にトレーラ１０９の表示によって覆われない周囲１０５のできるだけ大きな割合を指し示している。したがって、特にたとえば駐車時の操車走行が簡略化される。
【００３７】
トレーラ１０９の端部にある対象物は、画像領域３０１における拡大によってより良好に視認することができる。トレーラ１０９が斜めになっている場合、自動車１０１の近傍にいる人にとっての危険が減少する。自動車１０１の近傍の領域は、拡大されて画像領域３０１に表示され、したがってモニター１０４内で出来るだけ圧縮されずに表示される。関心領域１１１を手動で選択する可能性に基づいて、ドライバにとってカメラ１０２の画像情報全体にアクセス可能になり、特にカメラ１０２の画像の外側領域も高い解像度でアクセス可能になる。
【００３８】
全体的に、カメラ・モニターシステム１００のモニター１０４上に表示される視野は、牽引車両１０８とトレーラ１０９との間の屈曲角度が顕著な場合も、改善される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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