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Brigade Elektronik GmbH: Vier Kameras, ein Bild, null tote Winkel

Intelligentes Kamera-Monitorsystem zeigt 360°-Ansicht des Fahrzeugs aus der Vogelperspektive

Da bei Baumaschinen wie Radladern, Mischern oder Schwerlastzugmaschinen die Sicht aufgrund der erheblichen Größe und komplexen Form der Fahrzeuge eingeschränkt ist, gibt es hier besonders viele uneinsehbare tote Winkel, die beim Rangieren die Gefahr einer Kollision bergen. Auch zusätzliche Außenspiegel sowie Kameras schaffen nur begrenzt Abhilfe, schließlich kann der Fahrer nicht auf mehrere Spiegel und Bildschirme gleichzeitig achten. Um das Risiko von Personen-, Sach- und Maschinenschäden sowie der damit verbundenen Betriebsausfälle zukünftig minimieren zu können, hat der Sicherheitsexperte Brigade Elektronik GmbH eigens ein intelligentes Kamera-Monitor-System entwickelt, das dem Fahrer mit einem einzigen Bild in Echtzeit eine Rundumansicht des Fahrzeugs vermittelt und so für eine deutlich bessere Manövrierbarkeit bei niedrigen Geschwindigkeiten sorgt. Bei Backeye 360 Select erfassen vier Ultraweitwinkelkameras die gesamte Umgebung einschließlich aller toten Winkel, die erzeugten Digitalbilder werden anschließend kombiniert sowie Fischaugeneffekte minimiert. Da das System individuell kalibierbar ist, kann die Kombination der Kamerabilder individuell an die Anforderungen des Fahrers angepasst werden.

Besonders im Bergbau, in Steinbrüchen und auf Baustellen stellt die enorme Größe und das Gewicht der Fahrzeuge und mobilen Maschinen für die Arbeiter eine große Gefahr dar, wenn Sicherheits- und Vorsichtsmaßnahmen unbeachtet bleiben. So werden laut des britischen Amtes für Gesundheit und Sicherheit 40 Prozent der tödlichen Unfälle in Steinbrüchen durch fahrende Fahrzeuge verursacht. Nach Angaben von Caterpillar ereignen sich zudem 70 Prozent aller Unfälle mit Schwerlastzugmaschinen im Bergbau aufgrund eingeschränkter Sicht beim Anfahren und bei niedriger Geschwindigkeit. Bei diesen Fahrzeugen führen neben der Größe auch Fahrerposition, Karosserie, Trennwände und der Mangel an Heckfenstern zu besonders vielen toten Winkeln. „Die lassen sich durch Spiegel und Einzelkameras zwar vermeiden, aber selbst mit den zusätzlichen Vorrichtungen kann der Fahrer nicht immer alle Hindernisse auf dem Fahrzeugweg sehen“ erklärt Rudolf Rutenbeck, Geschäftsführer der Brigade Elektronik GmbH. „Schließlich kann er nicht gleichzeitig auf mehrere Spiegel oder Bildschirme schauen.“

Ultraweitwinkel-System mit individueller Kalibrierung

Das Backeye 360 Select-System von Brigade ist hier deutlich effektiver: Es besteht aus insgesamt vier Ultraweitwinkelkameras mit einem Blickwinkel von etwa 187°, die jeweils eine gesamte Fahrzeugseite inklusive aller toten Winkel erfassen. Zu diesem Zweck werden die kalibrierten Kameras vorne, seitlich und hinten an der Oberseite des Fahrzeugs beziehungsweise der Baumaschine montiert. Die vier erzeugten Live-Bilder – 30 pro Sekunde und Kamera – werden gleichzeitig an eine elektronische Steuereinheit (ECU) gesendet, die sie sofort verarbeitet und per Video-Stitching miteinander kombiniert. Ebenso entfernt sie die Verzerrung durch die Fischaugenobjektive der Kameras, so dass auf dem Monitor ein klares und gleichmäßiges Echtzeit-Bild aus der Vogelperspektive erscheint. Dadurch kann der Fahrer mit einem einzigen Blick auf den Monitor das komplette Umfeld mit allen potenziellen Gefahrenbereichen überblicken. „Das erspart ihm die Zeit zur Verarbeitung der schnell aufeinanderfolgenden Informationen von mehreren Spiegeln oder Monitoren und erleichtert das richtige Einschätzen und Reagieren in schwierigen Situationen“, so Rutenbeck. Das System erlaubt zudem Split-Screen-Ansichten: Auf der linken Seite des Monitors können zusätzlich die Bilder der vier Kameras in Einzelansicht angezeigt werden, so dass parallel zum 360°-Bild auch ein Blick in die Flucht möglich ist.

Die Installation und Kalibrierung von Backeye 360 Select kann von einem geschulten Techniker vor Ort durchgeführt werden, so dass das System innerhalb von nur einem Tag vollständig betriebsbereit ist. Eine Kalibrierung ist erst nach einer ordnungsgemäßen Installation möglich, was präzise Ergebnisse und somit ein Höchstmaß an Sicherheit gewährleistet. Da Backeye 360 Select individuell kalibriert werden kann, lässt sich die Kombination und Verschmelzung der Kamerabilder speziell an die Anforderungen des Fahrers anpassen. Anschließend kann die Konfiguration gespeichert und zur Installation in weiteren identischen Fahrzeugen der Flotte genutzt werden. „Durch Verschmelzung können eventuelle Überlappungen zwischen zwei Kamerabildern ausgeglichen werden. Die Breite des Verschmelzungsbereichs lässt sich von Null – also einer Bildverschmelzung mit harten Rändern – bis hin zum gesamten Überlappungsbereich programmieren“, erläutert Rutenbeck. Ebenso kann die Linie des Verschmelzungsbereichs an jeder beliebige Stelle des Überlappungsbereichs platziert werden, um die Sicht für den Fahrer möglichst wenig zu beeinträchtigen.

Anpassung an die jeweiligen Betriebsumstände

Backeye 360 Select funktioniert auf praktisch jeder Art von Solofahrzeug oder Baumaschine unabhängig von ihrer Größe und eignet sich daher sowohl für Straßen- als auch für Geländebetrieb. „Der Abstand des erfassten Bereichs kann an die jeweiligen Betriebsumstände angepasst werden“, erklärt Rutenbeck. „Bei einem Müllwagen müssen beispielsweise in der Regel nur die nächsten 3 m erfasst werden, während für einen großen Kipplader in einem Steinbruch ein Radius von 40 m erforderlich sein kann.“ Da abhängig von der Fahrzeugform nicht immer jede Kamera genau mittig montiert werden kann, kompensiert die Backeye 360 Select-Software diesen Effekt: Der Erfassungsbereich von 187° ermöglicht unabhängig von der Kameraposition eine Sicht auf die gesamte Fahrzeugseite. Dadurch kann das Bild auf dem Monitor des Fahrers so kalibriert werden, als ob die Kamera mittig montiert wäre.

Bei großen Fahrzeugen und Perspektiven mit breiten Durchmessern reduziert die Software zudem die „Überdehnung“ am äußersten Rand, damit auch Personen und Gegenstände in größerer Entfernung erkennbar sind. Werden Kameras unter der Karosserie eingesetzt, kann optional die Fahrzeugkontur einschließlich der überhängenden Positionen auf dem Bildschirm angezeigt werden. Symbol und Farbe für das Fahrzeug auf dem Bildschirm sind dabei immer individuell wählbar, damit der Fahrer die Umrisse als die seines Fahrzeugs erkennt.

Konzentration der Bildschirmanzeige auf den Gefahrenbereich

Darüber hinaus verfügt das System über bis zu vier eingebaute programmierbare Auslöser, die bei ihrer Aktivierung eine Konzentration der Bildschirmanzeige auf den jeweiligen Gefahrenbereich beim Manövrieren ermöglichen. „Beim Einlegen des Rückwärtsgangs wird auf dem Monitor beispielsweise das Bild der Heckkamera vergrößert angezeigt, beim Blinken erscheint dagegen der Seitenbereich größer“, erklärt der Experte. Für die Rückfahrkamera können zusätzlich Distanzmarkierungen programmiert werden. Außerdem kann das System so eingestellt werden, dass es sich oberhalb einer bestimmten Geschwindigkeit abschaltet oder andere Zusatzgeräte aktiviert.

Aufgrund dieser verschiedenen Funktionen können mit Hilfe von Backeye 360 Select nicht nur Kollisionen mit Personen und Gegenständen vermieden werden, die Fahrer von großen Baumaschinen können dank der vollständigen Sicht auf die Umgebung beim langsamen Manövrieren beispielsweise auch Gegenstände auf dem Boden besser erkennen und so Reifenschäden vermeiden. Außerdem ist Backeye 360 Select mit MDR-Digitalrecordern von Brigade kompatibel, so dass die 360°-Aufzeichnungen auch als Beweismaterial für Fälle von Versicherungsbetrug, Vandalismus oder betrügerischen Schadenersatzforderungen dienen können. Zusätzlich kann das Backeye 360 Select mit den ebenfalls neu entwickelten Backsense Radar-Systemen ergänzt werden, die stehende und sich bewegende Objekte im Umfeld des Fahrzeugs erkennen und den Fahrer mit visuellen und akustischen Signalen vor eventuellen Gefahren warnen.

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