Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fahrerunterstützung beim Fahren eines Fahrzeugs durch Detektion von wetterbedingten Sichteinschränkungen gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und des Patentanspruchs 2. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens .

Heutzutage ist die Verwendung von Regensensoren zur automatischen Steuerung von Scheibenwischern in Kraftfahrzeugen weit verbreitet. Ein solcher Regensensor basiert bspw. auf einer optoelektronischen Messung durch eine Leuchtdiode (LED) als Lichtquelle und eine detektierende Fotodiode. Dabei wird die physikalische Gesetzmäßigkeit der Reflexion an der Grenze vom optisch dichten zum optisch dünneren Material genutzt.

Es gibt auch andere Funktionsprinzipien zur Realisierung eines Regensensors, so kann z. Bsp. der Veränderung der Kapazität eines beregneten elektrischen Kondensators verwendet werden.

Weiterhin werden auch Systeme eingesetzt, welche mittels einer Kamera Bildaufnahmen der Windschutzscheibe eines Fahrzeugs erzeugen, wobei diese Bildaufnahmen von Bildverarbeitungssystemen hinsichtlich Regentropfen auf der Außenfläche der Windschutzscheibe oder hinsichtlich auf der Innenfläche der Windschutzscheibe niedergeschlagenen Kondensats ausgewertet werden. So ist bspw. aus der WO 2004/007255 A2 ein System mit einer Videokamera beschrieben, mit der Nässe auf einer Windschutzscheibe eines Fahrzeugs erkannt werden kann. Hierzu erfolgt nach einer Fokussierung der Optik der Videokamera auf den Bereich der Oberfläche der Windschutzscheibe wenigstens eine Bildaufnahme, deren Bilddaten auf Nässe untersucht werden. Dabei wird angenommen, dass sich Regentropfen in den Bilddaten als runde Objekte erkennen lassen, während sich von Nebel stammender Niederschlag auf der Außenfläche der Windschutzscheibe durch Streuung von außerhalb des Fahrzeugs herkommenden Lichts erkennen lässt .

Die DE 102004037871 B4 zeigt ein Kamerasystem für ein den Außenvorraum in Fahrtrichtung eines Kraftfahrzeugs erfassendes Assistenzsystem. Durch Einbringen einer Vorsatzlinse in einem Teilsichtfeld vor dem Objektiv der Fahrzeugkamera werden Fern- (Straßenszene) und Nahbereich (Windschutzscheibe) auf einen Bildsensor abgebildet. Es wird vorgeschlagen, einen Bildsensor für eine Außenraumassistenzfunktion und eine Regenfunktionalität zu verwenden.

Weiterhin ist in der DE 698 36 344 T2 ein Regensensorsystem mit einer Kamera beschrieben, welches mittels einer zusätzlichen Lichtquelle die Detektion von Kondensat auf der Innenfläche der Windschutzscheibe möglich macht, so dass bspw. anstelle eines Scheibenwischers eine Scheibenheizung eingeschaltet wird.

Zur Detektion von Regen wird gemäß der DE 10 2006 016 774 AI eine auf unendlich eingestellt Kamera verwendet und die Bilddaten auf der Grundlage einer Veränderung von Pixelintensitäten, die in dem Bild enthalten sind, gegenüber einer durchschnittlichen Intensität der Pixel ausgewertet. Auch die WO 2006/024247 AI beschreibt ein Verfahren zu Detek- tion von Niederschlag auf einer Scheibe, bei dem eine Kamera auf unendlich eingestellt ist, so dass dadurch die Scheibe unscharf abgebildet wird. Regentropfen oder ein Beschlag auf der Innenfläche der Scheibe bewirken einen Weichzeichner- Effekt. Es wird die Schärfe des Bildes und/oder die Kontrastunterschiede benachbarter Pixel bewertet und daraus auf ein Vorhandensein von Niederschlag auf der Scheibe geschlossen. Auch wird in dieser Druckschrift vorgeschlagen, bei einem kontrastarmen Fahrzeugumfeld ein erstes Bild aufzunehmen, nachfolgend einen Scheibenwischer oder eine Heizung zu aktivieren und danach ein zweites Bild aufzunehmen, um die beiden Bilder hinsichtlich Änderungen zu bewerten.

Schließlich sind auch Systeme zur Erkennung von Nebel bekannt, die zur Steuerung von Nebelscheinwerfern und Nebel - schlussleuchten verwendet werden. So wird gemäß der DE 695 04 761 T2 mittels einer Kamera ein Umgebungsbild aufgenommen und dessen Bilddaten auf der Basis einer Kontrastanalyse zur Erkennung von Nebel ausgewertet .

Aufgabe der Erfindung ist es, ein gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, die den Fahrer insbesondere bei Sichteinschränkungen besser unterstützen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 als auch mit den Merkmalen des Patentanspruchs 2.

Gemäß Patentanspruch 1 wird zur Erkennung einer Innen- und/oder Außenbenetzung der Windschutzscheibe mit Nässe und/oder Kondensat bzw. einer Sichteinschränkung durch Nebel und/oder Innen- und/oder Außenbenetzung der Windschutzscheibe mit Nässe und/oder Kondensat eine Kamera mit einem bifokalen optischen Element verwendet. Bei dem bifokalen optischen Element kann es sich insbesondere um eine Bifokallinse , eine planparallele Platte, die nur in einem Teilbereich (lateral) des Abbildungsstrahlengangs liegt, oder ein durchgängiges Element mit mindestens zwei Teilbereichen unterschiedlicher Dicke. Das bifokale optische Element bewirkt, dass in einem ersten Bildbereich der Kamera die Windschutzscheibe fokus- siert abgebildet wird und in einem zweiten Bildbereich derselben Kamera gleichzeitig die Fahrzeugumgebung.

Es wird wenigstens eine Bildaufnahme durch die Kamera erzeugt. Zur Erkennung einer Innen- und/oder Außenbenetzung der Windschutzscheibe mit Nässe und/oder Kondensat werden die Bilddaten des ersten Bildbereichs der wenigstens einen Bildaufnahme von einem Bildverarbeitungssystem ausgewertet.

Im Erkennungsfall wird ein erstes Auswertesignal erzeugt, welches eine Innen- und/oder Außenbenetzung der Windschutzscheibe mit Nässe und/oder Kondensat anzeigt.

Zur Erkennung einer Sichteinschränkung durch Nebel und/oder Innen- und/oder Außenbenetzung der Windschutzscheibe mit Nässe und/oder Kondensat werden die Bilddaten des zweiten Teilbereichs der wenigstens einen Bildaufnahme von einem Bildverarbeitungssystem ausgewertet .

Im Erkennungsfall folgt die Erzeugung eines die Sichteinschränkung anzeigenden zweiten Auswertesignals. Schließlich ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, die bei erzeugten ersten und zweiten Auswertesignalen einen die Windschutzscheibe im Sichtbereich der Kamera überstreichenden Scheibenwischer des Fahrzeugs aktiviert und nach einer vorgegebenen Zeitdauer deaktiviert und eine Scheibenheizung des Fahrzeugs aktiviert, falls nach der vorgegebenen Zeitdauer nach wie vor das erste und zweite Auswertesignal vorliegt, und die bei ausschließlichem Vorliegen des zweiten Auswertesignals eine Warneinrichtung des Fahrzeuges und/oder einen Nebelscheinwerfer des Fahrzeugs und/oder eine Nebelschlussleuchte des Fahrzeugs aktiviert .

Damit kann in vorteilhafter Weise mit nur einem eine Kamera aufweisenden System eine Sichtbeeinträchtigung des Fahrers, die bspw. durch Kondensat auf der Innenfläche der Windschutzscheibe, durch Regen oder Feuchtigkeitsbeschlag auf deren Außenfläche oder durch die Wetterlage, wie z. B. Nebel, Regen bewirkt wird, detektiert werden und unmittelbar die erforderlichen Maßnahmen eingeleitet werden, also bspw. einen Scheibenwischer oder eine Scheibenheizung einschalten und bei Nebel Sicherheitsfunktionen aktivieren, wie Einschalten eines Nebellichts und einer Nebelschlussleuchte .

Gemäß Patentanspruch 2 ist ein separater Regensensor, vorzugsweise auf opto-elektronischer Basis vorgesehen, mittels dem bei einer Innen- und/oder Außenbenetzung der Windschutzscheibe mit Nässe und/oder Kondensat ein erstes Auswertesignal erzeugt wird; ferner wird zur Erkennung einer Sichteinschränkung durch Nebel und/oder Innen- und/oder Außenbenetzung der Windschutzscheibe mit Nässe und/oder Kondensat mit einer auf die Fahrzeugumgebung fokussierten Kamera wenigstens eine Bildaufnahme erzeugt, wobei zur Erzeugung eines die Sichteinschränkung anzeigenden zweiten Auswertesignals die Bilddaten der wenigstens einen Bildaufnahme der Fahrzeugumgebung von einem Bildverarbeitungssystem ausgewertet werden, und schließlich ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, die bei erzeugten ersten und zweiten Auswertesignalen einen die Windschutzscheibe im Sichtbereich der Kamera überstreichenden Scheibenwischer des Fahrzeugs aktiviert und nach einer vorge- gebenen Zeitdauer deaktiviert und eine Scheibenheizung des Fahrzeugs aktiviert, falls nach der vorgegebenen Zeitdauer nach wie vor das erste und zweite Auswertesignal vorliegt, und die bei ausschließlichem Vorliegen des zweiten Auswertesignals eine Warneinrichtung des Fahrzeuges und/oder einen Nebelscheinwerfer des Fahrzeugs und/oder eine Nebelschlussleuchte des Fahrzeugs aktiviert.

Dieses Verfahren bietet (neben den bereits genannten) den Vorteil, dass die üblichen Regensensoren, die bspw. auf optoelektronischer Basis arbeiten, weiterhin eingesetzt werden können und lediglich zusätzlich eine auf unendlich eingestellte Kamera, die in vielen Fällen für Assistenzsysteme zur Fahrzeugumfeldbeobachtung (Fahrspurerkennung, Quer- und

Längsregelung, VerkehrsZeichenerkennung usw.) bereits zur Verfügung steht, erforderlich ist und die insbesondere kostengünstig erhältlich ist.

Bei Verwendung eines bifokalen optischen Elements werden gleichzeitig Bildbereiche mit der Fahrzeugumgebung und der Windschutzscheibe erhalten. Zur Erkennung einer Benetzung der Windschutzscheibe mit Nässe und/oder Kondensat genügt ein kleiner Bildbereich von z.B. 10 Prozent des Gesamtkamerabil- des . Damit können auch die von der Fahrzeugumgebung gewonnen Bilddaten einem weiteren Bildverarbeitungssystem zugeführt werden, um bspw. eine Spurerkennung oder eine Verkehrszeichenerkennung zu realisieren.

Auch bei einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens nach Patentanspruch 2 können die Bilddaten der von der Kamera aufgenommen Fahrzeugumgebung einem weiteren Bildverarbeitungssystem zugeführt werden, um bspw. eine Spurerkennung oder eine Verkehrszeichenerkennung zu realisieren. Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn gemäß einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Verfahren bei der Bildaufnahme der Fahrzeugumgebung die Brennweite dauerhaft auf unendlich eingestellt ist.

Schließlich wird gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Verfahren zur Erzeugung eines die Sichteinschränkung anzeigenden zweiten Auswertesignals die Bilddaten der wenigstens einen Bildaufnahme der Fahrzeugumgebung von dem Bildverarbeitungssystem auf der Basis der Kontrastgüte der Bilddaten ausgewertet werden.

Eine Vorrichtung zur Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 bzw. des Patentanspruchs 8 angegeben. Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergibt sich aus dem abhängigen Patentanspruch 9.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 ein Blockschaltbild, das einen schematischen Aufbau einer Vorrichtung zur Durchführung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt, und

Figur 2 ein Blockschaltbild, das einen schematischen Aufbau einer Vorrichtung zur Durchführung eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt . Die in Figur 1 dargestellte Vorrichtung ist vorgesehen für eine Installation in einem Fahrzeug. Hierzu ist eine Kamera 1 im Fahrzeug auf dessen Windschutzscheibe gerichtet und wird von einer Steuereinrichtung 2, in der Regel ein Mikroprozessor angesteuert .

Die Kamera 1 umfasst ein bifokales optisches Element, z.B. eine bifokale Linse, so dass die Kamera 1 gleichzeitig in einem ersten Bildbereich auf die Windschutzscheibe fokussiert ist und in einem zweiten Bildbereich auf die Fahrzeugumgebung. Das bifokale optische Element kann vorzugsweise derart ausgebildet und angeordnet sein, dass die Fahrzeugumgebung mit einer Brennweite auf unendlich im zweiten Bildbereich abgebildet wird.

Eine solche Kamera 1 wird von der Steuereinrichtung 2 derart angesteuert, dass zur Erkennung einer Innen- und/oder Außen- benetzung der Windschutzscheibe mit Nässe und/oder Kondensat bzw. zur Erkennung einer Sichteinschränkung, bspw. durch Nebel und/oder Innen- und/oder Außenbenetzung der Windschutzscheibe mit Nässe und/oder Kondensat die Kamera 1 wenigstens eine Bildaufnahme erzeugt. Zur Erzeugung eines eine Innen- und/oder Außenbenetzung der Windschutzscheibe mit Nässe und/oder Kondensat anzeigenden ersten Auswertesignals Stl werden die Bilddaten des ersten Bildbereichs der wenigstens einen Bildaufnahme von einem Bildverarbeitungssystem la ausgewertet . Dieses Bildverarbeitungssystem la kann auch Teil der Steuereinrichtung 2 sein.

Analog werden die Bilddaten des zweiten Bildbereichs von dem Bildverarbeitungssystem la ausgewertet und es wird ein zweites Auswertesignal St2 erzeugt, wenn eine Sichteinschränkung detektiert wird. Die Auswertung erfolgt z.B. auf der Basis der bewerteten Kontrastgüte der Bilddaten. Die Auswertung der beiden Auswertesignale Stl und St2 erfolgt gemäß Figur 1 mittels der Steuereinrichtung 2 und kann Software- oder hardwaremäßig realisiert werden.

Liegt also sowohl das erste Auswertesignal Stl als auch das zweite Auswertesignal St2, bspw. als High-Pegel vor, wird von der Steuereinrichtung 2 ein Einschalt-Signal einem Scheibenwischer 3 des Fahrzeugs zugeführt. Dies führt dazu, dass die Windschutzscheibe, insbesondere auch im Bereich des Sicht- fensters der Kamera 1 überwischt wird.

Nach einer vorgegebenen Zeitdauer wird von der Steuereinrichtung 2 geprüft, ob weiterhin beide Auswertesignale Stl und St2 vorliegen. Dabei ist diese Zeitdauer so bemessen, dass der Scheibenwischer wenigstens einmal über die Windschutzscheibe wischt, und so gegebenenfalls Nässe oder Kondensat auf der äußeren Fläche der Scheibe weggewischt. Hierzu können auch mehrere Wischzyklen erforderlich sein.

Wenn jedoch auch nach dieser vorgegebenen Zeitdauer beide Auswertesignale Stl und St2 von dem Bildverarbeitungssystem la erzeugt werden, zeigt dies an, dass sich die detektierte Sichteinschränkung nicht beseitigen lässt, also keine Nässe oder Feuchtigkeit auf der Außenfläche der Windschutzscheibe vorhanden ist, sondern die Innenfläche der Windschutzscheibe mit Kondensat belegt ist. Die Steuereinrichtung 2 erzeugt darauf hin ein Ausschalt-Signal für den Scheibenwischer 3 und ein Einschalt-Signal für eine Scheibenheizung 4. Dies bewirkt, dass durch die eingeschaltet Scheibenheizung 4 das Kondensat auf der Innenfläche der Windschutzscheibe beseitigt wird und für den Fahrer die Sichtbeeinträchtigung beseitigt wird. Wenn jedoch tatsächlich Nässe oder Feuchtigkeit die Windschutzscheibe benetzt, wird durch den Wischvorgang während der vorgegebenen Zeitdauer die Windschutzscheibe freigewischt, infolgedessen das Bildverarbeitungssystem weder ein Auswertesignal Stl noch ein Auswertesignal St2 erzeugt, so dass der Scheibenwischer 4 eingeschaltet bleibt oder zyklisch in Abhängigkeit der Regenmenge von der Steuereinrichtung 2 aktiviert wird.

Wird von dem Bildverarbeitungssystem la nur ein zweites Auswertesignal St2 erzeugt, d. h. dass die Bilddaten des zweiten Bildbereichs der Kamera 1 Sichteinschränkungen anzeigen, deren Ursache bspw. auf Nebel und/oder Innen- und/oder Außenbe- netzung der Windschutzscheibe mit Nässe und/oder Kondensat beruht, wogegen die Bilddaten im ersten Bildbereich der Kamera 1 keine Sichteinschränkung anzeigen, also keine Innen- und/oder Außenbenetzung der Windschutzscheibe mit Nässe und/oder Kondensat detektiert wird, bedeutet das, dass die von der Kamera 1 detektierte Sichteinschränkung vermutlich auf Nebel beruht .

Damit wird von der Vorrichtung gemäß Figur 1 mit hoher Sicherheit Nebel erkannt, mit der Folge, dass die Steuereinrichtung 2 zur Warnung des Fahrers vor Nebel eine Warneinrichtung aktiviert, wobei dies optisch oder akustisch erfolgen kann. Zusätzlich können auch die Nebelscheinwerfer des Fahrzeugs und/oder dessen Nebelschlussleuchte eingeschaltet werden .

Die Vorrichtung nach Figur 2 unterscheidet sich von derjenigen nach Figur 1 dadurch, dass neben der von einer Steuereinrichtung 2 angesteuerten Kamera 1 auch ein Regensensor 10 üb- licher Bauart, bspw. auf opto-elektronischer Basis vorgesehen ist. Die Kamera 1 ist im Vergleich zu derjenigen nach Figur 1 derart ausgebildet, dass die Kamera in Figur 2 kein bifokales optisches Element aufweist, sondern eine einheitliche fest auf unendlich eingestellte Brennweite aufweist. Solche Kameras sind auf dem Markt kostengünstig erhältlich.

Der Regensensor 10 führt der Steuereinrichtung 2 ein erstes Auswertesignal Stl zu, wenn dieser Regensensor 10 eine Innen- und/oder Außenbenetzung der Windschutzscheibe mit Nässe und/oder Kondensat detektiert .

Die Kamera 1 mit einem Bildverarbeitungssystem la erzeugt ein zweites Auswertesignal St2, wenn durch Auswertung der von der Fahrzeugumgebung aufgenommenen Bilddaten mittels des Bildverarbeitungssystem la eine Sichteinschränkung detektiert wird, die bspw. durch Nebel und/oder Innen- und/oder Außenbenetzung der Windschutzscheibe mit Nässe und/oder Kondensat entstanden ist. Die Auswertung erfolgt ebenfalls auf der Basis der bewerteten Kontrastgüte der Bilddaten.

Die Funktionsweise dieser Vorrichtung nach Figur 2 entspricht ansonsten derj enigen nach Figur 1.

Bezugszeichen

1 Kamera

la Bildverarbeitungssystem der Kamera

2 Steuereinrichtung, Mikroprozessor

3 Scheibenwischer

4 Scheibenheizung

5 Warneinrichtung

6 Nebelscheinwerfer

7 Nebelschlussleuchte