BR102018007887A2

BR102018007887A2 - sistema de câmera para um veículo, sistema de substituição de espelho que compreende esse sistema de câmera, e sistema de assistência ao motorista que inclui esse sistema

Info

Publication number: BR102018007887A2
Application number: BR102018007887-9A
Authority: BR
Inventors: Werner Lang; Andreas Enz; Andreas Redlingshöfer
Original assignee: Mekra Lang Gmbh & Co. Kg
Priority date: 2017-04-21
Filing date: 2018-04-19
Publication date: 2019-01-15
Also published as: DE102017108569A1; EP3392692A3; KR102009654B1; EP3392692A2; JP6661691B2; US10509207B2; KR20180118543A; CN108725323A; JP2018194826A; DE102017108569B4; EP3528026A1; US20180307009A1; RU2702992C1; CN108725323B

Abstract

proporciona-se um sistema de câmera (130) para um veículo a motor (10) que compreende uma unidade de captação (30). a unidade de captação (30) compreende um elemento óptico (301) e um sensor de imagem (303) que é dotado de uma superfície do sensor de imagem (304), e é adaptado para captar uma seção de um ambiente do veículo. o elemento óptico (301) é dotado de uma distorção com uma curva de distorção r = f(a), em que r é compreendido pela distância entre um ponto do objeto exibido na superfície do sensor de imagem (304) e o ponto de interseção do eixo óptico (302) com a superfície do sensor de imagem (304), e a é compreendido pelo ângulo entre o eixo óptico (302) do elemento óptico (301) e o feixe incidente no elemento óptico (301) a partir do ponto do objeto. a curva de distorção r = f(a) é dotada de, para rw= f (aw) dentro de 0 < r < rmax, um ponto de inflexão aw; rw, para o qual se aplica r?? = f??(aw) = d2r/da2 (aw) = 0, em que rmax é a distância r = f(amax) na superfície do sensor de imagem (304) que vai do eixo óptico (302) ao ponto de borda / limite mais distante da superfície do sensor de imagem (304).

Description

SISTEMA DE CÂMERA PARA UM VEÍCULO, SISTEMA DE SUBSTITUIÇÃO DE ESPELHO QUE COMPREENDE ESSE SISTEMA DE CÂMERA, E SISTEMA DE ASSISTÊNCIA AO MOTORISTA QUE INCLUI ESSE SISTEMA”

CAMPO DA INVENÇÃO [001] A invenção refere-se a um sistema de câmera para um veículo, em particular um veículo comercial. A invenção refere-se ainda a um sistema de substituição de espelho para um veículo motorizado que compreende esse sistema de câmera, e um sistema de assistência ao motorista para um veículo que compreende esse sistema de câmera.

TÉCNICA ANTERIOR [002] Atualmente, o sistema de câmeras é cada vez mais utilizado seja ou em veículos, por exemplo, um sistema de câmera usado no veículo no contexto de um sistema suplementar para espelhos convencionais, por exemplo, para proporcionar um auxílio de estacionamento para o motorista de um veículo de passageiros. Além disso, o sistema de câmeras é cada vez mais utilizado no contexto dos chamados sistemas de substituição de espelho, em que os espelhos que são prescritos para veículos, por exemplo, espelhos externos (espelhos principais), espelhos interiores de carros de passageiros, ou espelhos de corpo amplo e espelhos frontais de veículos comerciais, são completamente substituídos. Em tais sistemas de substituição de espelhos, o campo de visão relevante, que geralmente é visível por um espelho, é exibido ao condutor do veículo permanentemente e em tempo real em um monitor ou outra unidade de reprodução proporcionada, por exemplo, no interior do veículo, de tal forma que o motorista do veículo pode ver o campo de visão relevante a qualquer

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2/52 momento, embora nenhum espelho seja fornecido. Além disso, o sistema de veículos é utilizado no contexto dos chamados sistemas avançados de assistência ao motorista (ADAS), em que também os dados captados pelo sistema de câmera, por exemplo, dependente da respectiva situação de condução atual, são exibidos ao condutor do veículo, ou onde os dados de imagem captados são avaliados de modo a controlar outros componentes do veículo, por exemplo, no contexto da detecção de distância e / ou obstáculos, detecção da condição da estrada, assistente de manutenção de faixas, reconhecimento de sinais de trânsito, e outros assemelhados.

[003] Para uso no veículo, muitas vezes, seja por prescrição legal ou devido ao objeto e propósito pretendido, respectivamente, do sistema de câmera, requisitos específicos devem ser atendidos pelo dispositivo de captação (por exemplo, câmera) do sistema de câmera, por exemplo. no que diz respeito à resolução, a gama angular a ser captada pelo sistema de câmera, requisitos no que diz respeito à nitidez em relação à profundidade da imagem e assemelhados. Estes requisitos, por exemplo, permitindo a extração dos dados desejados a partir dos dados da imagem captada, são temporariamente opostos, de modo que, por exemplo, ao mesmo tempo, uma ampla faixa angular deve / deve ser registrada e, simultaneamente, pelo menos uma região / parte da faixa angular captada, devem ser alcançadas uma resolução e profundidade de foco muito altas. Deste modo, em um sistema de câmera complexo no veículo, geralmente é necessário proporcionar uma pluralidade de unidades de captação, mesmo se elas forem

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3/52 direcionadas no sentido da mesma ou no sentido de áreas sobrepostas em torno do veículo, e posteriormente combinar os dados de imagem captados pela pluralidade de unidades de captação, por exemplo, em uma imagem conjunta. Alternativamente, pela utilização de uma pluralidade de unidades de captação, a cada unidade de captação pode ser atribuída a sua própria função com relação aos diferentes requisitos possivelmente opostos, e subsequentemente, os dados de imagem captados pela pluralidade de unidade de captação podem ser analisados de tal forma que, de cada imagem, por exemplo, para um sistema de assistência ao motorista, são extraídas respectivamente as informações atribuídas e alocadas.

[004] Na prática, isso significa que, normalmente, por exemplo, em um sistema de substituição de espelho, os campos individuais de visão devem ser captados, respectivamente, por unidades de captação individuais, ou seja, pelo menos uma unidade de captação por campo de visão. Para este propósito, o estado da técnica em particular proporciona sistemas de câmeras no veículo, onde é proporcionada uma pluralidade de sensores de imagem e ótica separados, isto é, unidades de captação separadas, das quais os dados de imagem são subsequentemente combinados por meio de costura. De uma forma alternativa, também é conhecido proporcionar-se uma óptica comum com uma pluralidade de sensores de imagens, que são então combinados em uma superfície maior de sensor de imagem, permitindo assim a captação de uma imagem maior através de uma óptica comum, mas (vários) sensores de imagens separados.

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OBJETO DA INVENÇÃO [005] Com base no exposto, constitui um objetivo da invenção proporcionar um sistema de câmera para um veículo, no qual também requisitos complexos para a qualidade e a faixa de dados de imagem podem ser implementados da forma mais flexível possível por meio de uma única unidade de captação que compreende um único sensor de imagem com uma única superfície de sensor de imagem e um único elemento óptico. Além disso, constitui um objetivo proporcionar um sistema de substituição de espelhos, bem como um sistema de assistência ao motorista,

capaz de	implementar,	com	pouco	esforço, requisitos
complexos	de captação	de	imagem para	o sistema	de
substituição de espelho	e	o sistema	de	assistência	ao
motorista,	respectivamente,	por meio	de	um sistema	de

câmera.

EXPOSIÇÃO DA INVENÇÃO [006] Este objeto é resolvido por meio de um sistema que compreende as características da reivindicação 1, um sistema de substituição de espelho que compreende as características da reivindicação 18 e um sistema de assistência ao motorista que compreende as características da reivindicação 32 ou da reivindicação 33. Concretizações preferidas são especificados nas reivindicações dependentes.

[007] No presente relatório, um sistema de câmera que compreende uma unidade de captação que inclui um elemento óptico e um sensor de imagem que é dotado de uma superfície de sensor de imagem deve ser compreendido como um sistema de câmera que compreende pelo menos uma unidade

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5/52 de captação tal como se encontra definida da reivindicação 1. Unidades de captação adicionais poderão ser proporcionadas no contexto do sistema de câmera, o qual também ou preenche os requisitos da reivindicação 1 ou é projetado diferentemente, por exemplo, a fim de captar campos de visão à esquerda ou à direita do veículo. É essencial que a unidade de captação do sistema de câmera definida na reivindicação 1 compreenda exatamente um elemento óptico e exatamente um sensor de imagem dotado de uma superfície de sensor de imagem, e seja ainda adaptada tal como definida na reivindicação 1.

[008] O sistema de câmera baseia-se na idéia de adaptar o elemento óptico da unidade de captação (por exemplo, câmera) de tal forma que, em um único sensor de imagem, seja possível exibir-se uma área que requer alta resolução e um ângulo relativamente grande (grande angular) possa ser captado por meio da unidade de captação, e os dois podem ser exibidos em um sensor de imagem de uma maneira conjunta. Um sensor de imagem tem de ser compreendido como uma superfície de gravação substancialmente plana, em que a superfície do sensor de imagem, onde a imagem captada pelo elemento óptico é realmente representada, é referida como superfície do sensor de imagem. A superfície do sensor de imagem e o sensor de imagem são, por exemplo, retangulares, ou seja, a superfície do sensor de imagem é uma superfície retangular com uma aresta com pontos de borda em duas arestas do retângulo, que são paralelas uma à outra. Da mesma forma, o sensor de imagem é de um modo geral retangular e corresponde substancialmente à forma da superfície do

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6/52 sensor de imagem.

[009] O elemento óptico compreende, por exemplo, uma disposição de uma pluralidades de lentes, as quais são dispostas uma após a outra e, se necessário, outros componentes ópticos, e serve para direcionar o feixe de luz incidente para o sensor de imagem e para a superfície do sensor de imagem, respectivamente, para reunir o feixe, e assim por diante. As características do elemento óptico, em particular a sua distorção, são determinadas por meio da seleção das lentes e componentes ópticos. O elemento óptico é dotado de um eixo óptico, o qual, no caso de um sistema rotativamente simétrico, é compreendido pelo eixo de simetria de rotação do sistema. Tanto em um sistema rotativamente simétrico quanto em um sistema que não é rotativamente simétrico em relação ao eixo óptico, é assegurado ao longo do eixo óptico, em qualquer caso, que a imagem efetuada e o trajeto do feixe de luz incidente através do elemento óptico, respectivamente, sejam isentos de distorção, enquanto, com a distância aumentando a partir do eixo óptico, resulta em uma distorção, que é uma aberração geométrica que causa uma mudança local da escala da imagem. Muitas vezes, a mudança de escala é uma mudança no aumento com a distância crescente do ponto da imagem a partir do eixo óptico e, em um sistema rotativamente simétrico, rotativamente simétrico em torno de um ponto, o chamado centro de distorção, que corresponde ao ponto de interseção do eixo óptico e à superfície de sensor de imagem. Dependendo do sistema óptico, a distorção pode diferir; em uma distorção em forma de travesseiro, por exemplo, o aumento é observado

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desenvolvido no sentido	das	bordas do campo de imagem e,	em
uma distorção de	barril,	diminui no	sentido das bordas.
[0010]	Além		disso,	o eixo	óptico	é
compreendido pelo eixo	ao	longo do	qual um	feixe de	luz
incidente passa	usualmente	através	do elemento óptico	de

uma maneira não defletida e incide na superfície do sensor de imagem.

[0011] Assim, o sistema de câmera para um veículo automotor baseia-se na idéia de configurar ativamente a distorção do elemento óptico pelo uso e seleção de disposições de lentes específicas que formam o elemento óptico, de modo que requisitos como, por exemplo, uma imagem grande angular, ou seja uma imagem com um ângulo de imagem enorme e uma imagem que é substancialmente isenta de distorção ou tem apenas pouca distorção, com alta resolução para as partes de imagem desejadas / solicitadas, pode ser obtida ao mesmo tempo. Para este propósito, o elemento óptico possui uma distorção com uma curva de distorção r = f (α), onde r é a distância que vai desde um ponto do objeto exibido na superfície do sensor de imagem até ao ponto de interseção do eixo óptico com a superfície do sensor de imagem, e α é o ângulo entre o eixo óptico do elemento óptico e o raio incidente no elemento óptico a partir do ponto do objeto. A curva de distorção r = f (α) tem um ponto de inflexão (a_w; r_w) , de u m modo preferido exatamente um ponto de inflexão (a_w; r_w) dentro de 0 <r (α) <r_max, em que r_max é a distância r = f (a_max) na superfície do sensor de imagem do eixo óptico até o ponto de borda da superfície do sensor de imagem que está mais distante dela. Aqui, o objeto é um ponto a partir do qual emana um feixe

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8/52 de luz incidente, que é exibido na superfície do sensor de imagem por meio do feixe de luz incidente que passa pelo elemento ótico. O ângulo α entre o eixo óptico do elemento óptico e o feixe incidente no elemento óptico a partir do ponto do objeto corresponde ao ângulo mínimo de abertura objetiva necessário para o respectivo ponto de objeto e, a seguir, é referido como ângulo α do objeto. Em outras palavras, o ângulo de objeto α é o ângulo incluído entre o eixo óptico e o feixe de luz incidente no sistema óptico a partir do ponto do objeto, desde que o mesmo esteja fora do sistema óptico ou do elemento óptico. Deste modo, o ângulo (90° -α) é o ângulo entre o feixe incidente no ponto onde o feixe de luz entra no elemento óptico e um plano que passa por esse ponto e é perpendicular ao eixo óptico.

[0012] Assim, o ângulo de objeto α refere-se a um ângulo fechado por um feixe de luz incidente no elemento óptico a partir de um objeto fora do elemento óptico e do eixo óptico. Depois de passar pelo elemento óptico, este ponto de objeto é representado de forma correspondente na superfície do sensor de imagem.

[0013] A curva de distorção r = f (α) do elemento óptico tem, portanto, um ponto de inflexão dentro da superfície do sensor de imagem, ao qual se aplica a segunda derivada da curva de distorção r = f (α), ou seja, r ' ' = f ' (α) = 0. Simultaneamente, em um sistema de

coordenadas	α, r, na	região entre a origem	da	curva	de
distorção e	o ponto	de	borda	da	superfície	do	sensor	de
imagem mais	distante	da	origem	na	superfície	do	sensor	de

imagem, a curva de distorção tem um parte curva-esquerda em um lado do ponto de virada e uma parte curva-direita no

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9/52 outro lado do ponto de virada, onde uma parte curva direita (r '' = f '' (α) <0) está presente na região de 0 ° <α <a_w, e uma parte curva-esquerda (r '' = f '' (α)> 0) está presente na região de a_w <α <a_max, onde a_max é definido pela limitação da superfície de sensor de imagem. a_max é o ângulo α que corresponde à distância máxima r_max a partir do eixo óptico até ao ponto mais distante da borda do sensor de imagem. Por exemplo, se o eixo óptico está localizado centralmente na superfície do sensor de imagem, ou seja, no centróide de um sensor de imagem substancialmente retangular, então rmax corresponde à distância que vai do eixo óptico na superfície do sensor de imagem até um ponto de borda (arbitrário) do retângulo. Se o eixo óptico estiver localizado excentricamente, ou seja, não no centróide da superfície do sensor de imagem, então rmax é definido pela distância que vai do eixo óptico até a borda do retângulo que está mais distante do eixo óptico, no caso de um sensor de imagem substancialmente retangular. A origem do sistema de coordenadas α, r corresponde ao eixo óptico na superfície do sensor de imagem.

[0014] Utilizando-se a curva de distorção descrita r = f (α) da forma que se encontra descrita, podese alcançar uma parte específica ou definida, relativamente grande, isenta de distorção ou substancialmente isenta de distorção com alta resolução perto do ponto de interseção do eixo óptico com a curva de distorção descrita anteriormente. sensor de imagem e o eixo óptico no sensor de imagem, respectivamente, enquanto, simultaneamente, uma grande parte de ângulo pode ser captada onde, para α maior, ou seja, para pontos de objeto mais distantes em relação ao

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10/52 eixo óptico, pode ser alcançada uma resolução relativamente alta que é, por exemplo, ainda suficiente para exibir, por exemplo, campos de visão legalmente prescritos. Aqui, não é necessário usar uma unidade de captação que tenha resolução extremamente alta e, consequentemente, envolva grandes conjuntos de dados. Como resultado, nenhum, ou apenas pouco, pós-processamento dos dados de imagem é necessário para correção de distorção, o que não poderia influenciar de forma alguma, em particular o aumento, a resolução presente / existente.

[0015] Em particular, a curva de distorção que tem a forma de uma curva S permite que um único sensor de imagem com resolução relativamente baixa, proporcione uma representação de imagem que, em relação à nitidez, resolução e requisitos semelhantes, bem como à região da imagem, permite captar dois campos de visão em torno de um veículo comercial por meio de uma única unidade de captação e exibi-lo no contexto de um sistema de substituição de espelho em um monitor ou unidade de exibição, mesmo se um dos campos de visão for o campo de visão de um espelho grande angular. Devido ao fato de que um sensor de imagem e uma unidade de captação, respectivamente, com resolução relativamente baixa, é possível projetar o sistema de forma econômica e simplificada, uma vez que, em uma unidade de processamento, que processa dados da unidade de captação, um volume de dados reduzido tem que ser processado e, assim, os componentes que processam o volume de dados como, por exemplo, a unidade de cálculo ou a memória de trabalho da unidade de captação, podem ser projetados menores e, deste modo, mais rentável. Além disso, no caso de projetos

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11/52 similares das unidades de processamento, a velocidade de processamento é maior e a carga do sistema é menor, respectivamente, de modo que, por um lado, o processamento rápido de dados pode ser realizado e, por outro lado, a unidade de processamento, em particular o sistema eletrônico subjacente, aquece menos e, deste modo, permite uma gestão de calor simplificada.

[0016] Além do fato de que uma única unidade de captação comum / conjunta pode, por exemplo, captar os dados de dois campos de visão, não é necessário combinar dados de unidade de captação separados, pelo menos não na medida em que a unidade comum de captação capta as sub áreas desejadas do ambiente do veículo. Além disso, é mais fácil integrar e organizar o número reduzido de unidades de captação necessárias no veículo [0017] Ao mesmo tempo, por meio da curva de distorção, pode ser alcançada uma resolução muito alta onde a mesma é requerida ou exigida, ou seja, na região altamente relevante no ambiente do veículo, que está dentro da sub-área captada do ambiente do veículo. Por fim, é possível utilizar toda a superfície do sensor de imagem de forma que resoluções suficientemente altas possam ser obtidas sobre toda a superfície do sensor de imagem, de modo tal que, se necessário, uma parte do sensor de imagem lida por uma unidade de processamento de dados possa ser deslocada / desviada, ou seja, alterada, no sensor de imagem. Esse deslocamento (panning) da parte de leitura pode ser realizado, por exemplo, dependendo da situação de condução, ou se o motorista do veículo desejar ajustar manualmente a região captada pela unidade de captação, qual

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12/52 região pode ser exibida em uma unidade de exibição no veículo. Isso significa que não é necessário proporcionar um ajuste mecânico da unidade de captação para ajustar a área / região visualizada. Isso pode ser efetuado deslocando-se os dados da parte de leitura na superfície do sensor de imagem, para que o sistema de câmera seja mais econômico e robusto, com probabilidade de falha reduzida.

[0018] Em um elemento óptico rotativamente simétrico, a curva de distorção r = f (α) também é rotativamente simétrica, ou seja, idêntica para todos os ângulos β sobre o eixo óptico no sensor de imagem, cujo eixo óptico é exibido como um ponto. Em um elemento óptico não rotativamente simétrico, é possível proporcionar, para diferentes faixas angulares parciais em torno do eixo óptico exibido no sensor de imagem, diferentes curvas de distorção r = f (α), ou seja, Γβχ = ίβχ (α), Γβ2 = ίβ2 (α)... r_en = ίβη (α) , que se aplicam a faixas angulares parciais particulares em torno do eixo óptico no sensor de imagem. Basicamente, os intervalos angulares parciais aos quais se aplica uma curva de distorção comum podem ser arbitrariamente grandes, desde que as disposições de lentes e outros componentes ópticos em relação ao elemento ótico o permitam.

[0019] De preferência, a curva de distorção r = f (α) do sistema de câmera tem exatamente um ponto de inflexão (α„; r_w) dentro de 0 <r (α) <r_max. Isto permite otimizar o uso da superfície disponível do sensor de imagem em relação às exigências do sistema de câmeras do veículo, em particular quanto à resolução e precisão, por um lado e, pelo outro lado, a amplitude angular do ângulo captado pelo

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13/52 sistema de câmera.

[0020] De acordo com uma concretização particularmente preferida, o gradiente r '= dr / da da curva de distorção r = f (a) na região de 0 <a <aw é máximo na origem ou no ponto zero (r = f (0) = 0 ) da curva de distorção. Isto significa que na proximidade imediata do eixo óptico na superfície do sensor de imagem, o gradiente da curva de distorção r = f (a) é máximo, e subsequentemente diminui em direção ao ponto de inflexão. O máximo da curva de distorção no ponto zero não precisa ser absoluto; não obstante, essa condição não é excluída. Normalmente, é suficiente que, na parte exibida da curva de distorção r = f (a), a curva de distorção tenha um máximo em relação à região 0° <a <a_w no ponto zero. Isto permite a exibição de uma área relativamente grande em torno do eixo óptico ou, a partir do eixo óptico dentro desta região, pode ser exibida com um gradiente máximo ou relativamente grande da curva de distorção, em particular em relação a curvas de distorção convencionais tais como, por exemplo, uma curva de distorção equidistante. Neste caso, a distância r para ângulos idênticos α é menor na superfície do sensor de imagem do que no caso da curva de distorção, que possui um maior gradiente possível na região do ponto zero ou imediatamente no ponto zero a = 0 r = 0.

[0021] De acordo com outra concretização particularmente preferida, o gradiente r '= dr/da para a curva de distorção r = f (a) é mínimo no ponto de inflexão (a_w; r_w). Semelhante a um gradiente maior possível no ponto zero da curva de distorção, também aqui o mínimo deve ser entendido como um mínimo relativo para a parte exibida da

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14/52 curva de distorção no sensor de imagem e não necessariamente como um mínimo absoluto sobre a curva de distorção inteira (virtual) (que possivelmente está localizada além do sensor de imagem) . É suficiente se o mínimo for um mínimo na parte exibida e na área da superfície do sensor de imagem, respectivamente, ou seja, um mínimo na região de 0 ⁰ <a <a_max.

[0022] Também é preferível que o gradiente r '= dr/da da curva de distorção r = f (a) esteja na faixa de 0^o <a <a_max para a_max, ou seja, máximo no raio máximo da r_max. Também este máximo não precisa ser um máximo absoluto da curva de distorção. É suficiente se, nesta posição, o máximo da curva de distorção para a região aw <a <a_maxestiver localizado.

[0023] De acordo com uma concretização preferida, a curva de distorção que é dotada da característica supracitada possa ser realizada por uma função polinomial f(.a)=^^_=íja_ia^t. De uma forma alternativa, a curva de distorção r = f (a) também pode ser proporcionada por uma enésima ordem de ranhura, isto é, uma travessa. Ou seja, também pode ser proporcionada como uma função que é, etapa por etapa, composta de polinômios de enésima n-ordem máxima. Neste caso, o polinômio não é, por conseguinte, proporcionado por um único polinômio, mas por uma pluralidade de polinômios que são compostos etapa por etapa. Uma outra possibilidade consiste em proporcionar uma curva de Bézier, que é uma curva parametricamente modelada e, portanto, também pode atender a exigência de (exatamente) um ponto de inflexão dentro da região de 0 <r <r_max. Estas funções matemáticas permitem uma modelagem

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15/52 relativamente simples do elemento óptico e da curva de distorção do elemento óptico, respectivamente.

[0024] De acordo com uma concretização particularmente preferida, o centróide da superfície geralmente retangular do sensor de imagem e o ponto de interseção do eixo óptico com a superfície do sensor de imagem e a imagem do eixo óptico na superfície do sensor de imagem, respectivamente, são deslocados em relação um ao outro. Em particular, o eixo óptico fica disposto excentricamente em relação à superfície do sensor de imagem, isto é, não disposto no centróide. Isso permite definir e modelar as regiões desejadas com relação à distorção na superfície do sensor de imagem de uma maneira mais específica e aprimorada, e, se necessário, cortá-las ou extraí-las por meio de uma unidade de processamento para exibir as mesmas em uma unidade de exibição visível para o motorista do veículo, por exemplo, ou a fim de avaliá-las no que diz respeito a dados específicos. Deste modo, a região de interesse pode ser selecionada sobre quase toda a superfície do sensor de imagem ou sobre toda a superfície do sensor de imagem, podendo ser recortada ou lida e processada posteriormente pela unidade de processamento de dados.

[0025] De preferência, o elemento óptico é concretizado por meio de uma pluralidades de lentes dispostas em uma fileira e, se necessário, suplementado por outros componentes ópticos tais como, por exemplo, filtros. O elemento óptico, por exemplo, compreende pelo menos uma lente dotada de uma superfície diferente de uma superfície parcialmente esférica, pelo menos uma lente esférica e/ou

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16/52 pelo menos uma lente com uma superfície de forma livre. É particularmente preferível combinar pelo menos duas lentes diferentes em relação às suas características e formas, pois isso permite proporcionar um elemento óptico com (exatamente) um ponto de inflexão (a_w; r_w) em sua curva de distorção r = f ( α). Se um certo número de lentes rotativamente simétricas com superfícies diferentes são dispostas em fileira uma atrás da outra, isso resulta em uma curva de distorção r = f (α), que é idêntica para cada ângulo de rotação β em torno do eixo óptico. Neste caso, o elemento óptico como um todo é, por essa razão, rotativamente simétrico em relação ao seu eixo óptico. Isto é particularmente vantajoso se a unidade de captação também tiver um requisito substancialmente simétrico rotativamente, por exemplo, no que diz respeito à resolução.

[0026] De uma forma alternativa, também é possível proporcionar um elemento óptico com uma distorção que não seja rotativamente simétrica em relação ao seu eixo óptico, de modo que uma primeira curva de distorção Γβ1 = f (α) para um ângulo de rotação β1 em torno do eixo óptico difere de um segundo curva de distorção re2 = f (α) para um ângulo de rotação β2 em torno do eixo óptico. De preferência, no entanto, as curvas de distorção são pelo menos parcialmente, isto é, para certos intervalos angulares em torno do eixo óptico, idênticas ou muito semelhantes, de tal modo que os respectivos requisitos relativos à resolução, alcance angular e aspectos semelhantes de certas regiões da imagem captada possam ser cumpridos. . Basicamente, pode ser proporcionado um número

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17/52 arbitrário de curvas de distorção rpn. Não obstante, para uma distorção que não é simétrica rotativamente, é suficiente se forem proporcionadas pelo menos seções com uma primeira curva de distorção Γβ1 = f (α) e uma segunda curva de distorção re2 = f (α), respectivamente. Caso se pretenda uma distorção não simétrica rotativamente, é desejável que o elemento óptico seja anamórfico, isto é, não rotativamente simétrico por si, de modo que, dependendo do ângulo de rotação em torno do eixo óptico, estejam presentes diferentes curvas de distorção. É possível, por exemplo, que uma ou várias das lentes que formam o elemento óptico sejam anamórficas. Alternativamente, por exemplo, poderia ser escolhida uma disposição de lentes individuais ou componentes ópticos do elemento ótico, cuja disposição fosse pelo menos parcialmente excêntrica em relação ao eixo óptico do elemento ótico.

[0027]

Além disso, o sistema de câmera compreende preferencialmente pelo menos uma unidade de processamento para processar os dados da unidade de captação e/ou uma unidade de exibição para exibir informações captadas por meio da unidade de captação visível para o motorista do veículo. A unidade de processamento para o processamento dos dados pode, por exemplo, ser proporcionada no contexto de um computador geral de bordo (ECU) do veículo, ou pode ser uma unidade separada proporcionada especificamente para o sistema de câmera, ou pode ser integrada no próprio sistema de câmera. A unidade de exibição é formada, por exemplo, como um monitor, como uma pluralidade de monitores, como uma projeção em outros componentes do veículo e outros

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18/52 assemelhados. Além de uma unidade de exibição visual, a unidade de exibição pode, adicionalmente ou de forma suplementar, também ser implementada como unidade de reprodução de áudio. Além disso, pode ser compreendida por uma unidade de exibição que, por exemplo, no contexto de um sistema de assistência ao motorista, avisa o motorista apenas em certas situações de direção, que podem ser efetuadas novamente por meio de uma exibição visual, um sinal acústico ou um sinal háptico, tal como, por exemplo, vibração do volante, se uma avaliação pela unidade de processamento dos dados de imagem captados pelo sistema de transmissão transmite um sinal correspondente para a unidade de exibição.

[0028] Um uso particularmente preferido do sistema de câmera é compreendido pelo uso no contexto de um sistema de substituição de espelho. Os sistemas de substituição de espelhos para veículos têm sido cada vez mais utilizados, substituindo deste modo os espelhos convencionais no veículo. O tipo de espelhos prescritos para um veículo e, portanto, que podem ser substituídos no contexto de um sistema de substituição de espelhos é normalmente definido por disposições legais, na Europa, por exemplo, pelo Regulamento n.° 46 da Comissão Econômica das Nações Unidas para a Europa (UN/ECE) (Adendo 45, Revisão 6 atualmente disponível). Um assunto diferente são os chamados sistemas visuais adicionais, que não são suportes visuais prescritos que permitem a supervisão de uma área que não é obrigada a ser permanente e continuamente visível para o motorista de acordo com uma disposição legal. Um exemplo para este tipo de sistema visual adicional é

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19/52 compreendido, por exemplo, no contexto de uma assistência de estacionamento, por uma câmera de ré em um veículo.

[0029] Em muitos países em todo o mundo, é proporcionado um espelho interno dentro do veículo (de acordo com o ECE-R46 espelho interior grupo I”) e um (pequeno) espelho principal (de acordo com ECE-R46 espelho principal (pequeno) grupo III”) do lado do motorista, e muitas vezes também do lado do passageiro, são prescritos para veículos de passageiros. Para veículos comerciais, geralmente não é prescrito um espelho interior, já que a visão desobstruída através da traseira do veículo geralmente não é possível através da cabine do motorista. Em vez disso, de um modo geral, são prescritos um espelho principal (grande) (de acordo com ECE-R46 espelho principal (grande) grupo II) e um espelho grande angular (de acordo com ECE-R46 espelho grande angular grupo IV), além de outros espelhos. Os espelhos principais são aqueles espelhos que são fixados na parte externa do veículo e podem ser vistos pelo motorista como espelhos externos. Dependendo dos regulamentos do país, outros espelhos tais como, por exemplo, um espelho de alcance próximo / aproximação (de acordo com a norma ECE-R46 perto do espelho / grupo de aproximação V”) e / ou um espelho dianteiro (conforme ECE-R46 espelho frontal grupo VI ”) podem ser prescritos para veículos comerciais.

[0030] As regiões em torno do veículo, que devem ser vistas por meio dos diferentes espelhos e, portanto, também devem ser vistas por meio de um sistema de monitoramento por câmera, são definidas / prescritas nos requisitos legais correspondentes de países e territórios /

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20/52 regiões individuais, respectivamente. Normalmente, definese um chamado campo de visão, que designa um plano e parte horizontal da estrada em torno do veículo, e que deve ser visível permanentemente, a qualquer momento e em tempo real para o motorista do veículo.

[0031] O campo de visão do espelho interior de um automóvel de passageiros, por exemplo, é definido de forma tal no ECE-R46 que o condutor do veículo pode ver um plano e parte horizontal da estrada, que está localizado de forma centrada em relação ao plano longitudinal central do veículo, é dotado de uma largura de 20 m, e se estende do horizonte até 60 m atrás dos pontos de visão do motorista do veículo. Um campo de visão para um espelho retrovisor principal para automóveis de passageiros é definido, no que diz respeito ao lado do condutor, de forma tal que o motorista pode ver pelo menos um plano e parte horizontal da estrada, com 5 m de largura. é limitada no lado do veículo por um plano que está em paralelo ao plano longitudinal central do veículo e se estende através do ponto mais externo do lado do motorista do veículo, e que se estende do horizonte até 30 m atrás dos pontos de visão do motorista do veículo. O campo de visão do espelho exterior principal inclui ainda uma faixa da estrada com 1 m de largura, que é limitada no lado do veículo por um plano paralelo ao plano vertical longitudinal central do veículo e que passa pelo ponto mais exterior no lado do motorista do veículo e que começa 4 m atrás do plano vertical que passa pelos pontos de visão do motorista do veículo. Um campo de visão de um espelho externo do lado do passageiro é definido de maneira análoga no lado do

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21/52 passageiro do veículo.

[0032] Um campo de visão de um espelho principal (espelho retrovisor externo principal) no lado do motorista (o mesmo se aplica ao lado do passageiro) de um veículo comercial é definido de forma tal, por exemplo, na ECE-R46, que o motorista pode ver pelo menos um parte plana e horizontal da estrada, com uma largura de 4 m, que é limitada no lado do veículo por um plano que está paralelo a um plano vertical longitudinal central do veículo e que se estende a partir do horizonte até 20 m atrás do ponto de visão do motorista do veículo. Este campo de visão inclui ainda uma faixa da estrada com uma largura de 1 m, que é limitada no lado do veículo por um plano que está em paralelo ao plano vertical longitudinal central do veículo e que passa pelo ponto mais exterior do veículo pelo lado do motorista do veículo, e que começa 4 m atrás do plano vertical que passa pelos pontos de visão do motorista. Um campo de visão de um espelho grande angular, que geralmente só é fornecido em um veículo comercial e não em um automóvel de passageiros, é definido de tal forma que o motorista do veículo pode ver pelo menos um plano e parte horizontal da estrada, que tem uma largura de 15 m e é limitada no lado do veículo por um plano que está em paralelo com o plano vertical longitudinal central do veículo e passa pelo ponto mais exterior do lado do motorista do veículo, e que se estende pelo menos 10 m a 25 m atrás dos pontos de visão do motorista. O campo de visão do espelho grande angular inclui ainda uma faixa da estrada, que tem uma área de 4,5 me é limitada no lado do veículo por um plano paralelo ao plano vertical

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22/52 longitudinal central do veículo e passa através do ponto mais externo no lado do motorista do veículo, e que começa 1,5 m atrás do plano vertical que passa pelos pontos de visão do motorista.

		[0033] De	acordo	com	a	ECE-R46,	o campo de
visão	de	um espelho	próximo	ou	de	aproximação	é, por
exemplo,	proporcionado	de modo	que	o	motorista	do	veículo
possa	ver	pelo menos um	plano e	parte	horizontal	da	estrada

no exterior do veículo, o que é limitado por: um plano em paralelo com o plano vertical longitudinal central do veículo e passando pelo ponto mais exterior do lado do passageiro do veículo; um plano que se estende paralelamente e espaçado 2 m deste plano; um plano que se estende paralelamente e 1,75 m atrás do plano que passa pelos pontos de visão do motorista do veículo; um plano vertical que se estende 1 m à frente e em paralelo ao plano que passa pelos pontos de visão do motorista do veículo ou um plano que passa pelo ponto mais afastado do pára-choques do veículo se este plano se estender mais perto do que 1 m à frente do plano vertical que se estende paralelamente através dos pontos de visão do motorista do veículo. Nos veículos em que o campo de visão de um espelho próximo ou de aproximação é captado por um espelho que está preso a mais de 2,4 m do solo, ou captado por um dispositivo de captação correspondente, o campo de visão descrito é estendido para que o motorista possa ver uma parte horizontal e plana da estrada ao longo do lado do veículo e fora do campo de visão acima definido de um espelho próximo ou de aproximação, que pode ser arredondado na frente com um raio de 2 m, e é limitado pelas seguintes linhas: na

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23/52 direção transversal do plano, que se estende a uma distância de 4,5 m à frente do plano lateral do veículo; para a retaguarda, pelo plano em paralelo a um plano vertical que se estende através dos pontos oculares do condutor do veículo e disposto 1,75 m atrás deste plano; para a frente pelo plano em paralelo ao plano vertical que se estende através dos pontos de visão do motorista e dispostos 3 m na frente deste plano.

[0034] De acordo com a ECE-R46, o campo de visão de um espelho dianteiro deve ser proporcionado de tal forma que o motorista do veículo possa ver / ignorar um plano e parte horizontal da estrada, que é limitada pelos seguintes planos: um plano transversal perpendicular, através do ponto mais avançado à frente do veículo, um plano transversal perpendicular que se estende 2 m à frente deste plano; o plano em paralelo com o plano vertical longitudinal central do veículo, que passa pelo ponto mais externo do lado do motorista do veículo, e um plano paralelo ao plano vertical longitudinal central do veículo, que se estende a uma distância de 2 m do ponto mais afastado do lado do passageiro do veículo.

[0035] Na descrição, se for feita referência a campos de visão de um espelho principal, um espelho grande angular, um espelho interior, um espelho próximo, um espelho dianteiro, e outros assemelhados, entendem-se os campos de visão correspondentes, conforme definidos respectivamente nas regulamentações nacionais disponíveis, que correspondem aos campos da visão descritos dos espelhos. Se não existirem regulamentos ou definições nacionais correspondentes disponíveis para os campos de

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24/52 visão, as dimensões descritas devem ser consideradas como uma definição para o respectivo campo de visão.

[0036] De preferência, o sistema de substituição de espelhos que, além de uma unidade de processamento para os dados captados pelo sistema de câmera, compreende de preferência uma unidade de exibição para exibir visivelmente a informação captada por meio da unidade de captação para o motorista, é projetado de forma tal que a unidade de exibição exibe os dados visíveis para o motorista do veículo. Isto pode ser efetuado, por exemplo, por meio de monitores localizados dentro ou fora do veículo, ou por meio de uma projeção nos componentes do veículo.

[0037] De preferência, o sistema de substituição de espelho está adaptado para exibir na unidade de visualização pelo menos um campo de visão que é visível para o condutor do veículo. Especificamente, este campo de visão pode ser um dos campos de visão descritos anteriormente no presente caso [0038] De acordo com outra concretização preferida, o sistema de substituição do espelho é adaptado para captar o campo de visão de um espelho principal e o campo de visão de um espelho grande angular no mesmo lado do veículo pelo sistema de captação comum / conjunta do sistema de um sensor de imagem comum / articulado, ou seja, um único sensor de imagem, e para exibir o mesmo na unidade de exibição visível para o motorista. Em particular, devido à característica curva de distorção do elemento óptico da unidade de captação, que é uma unidade de captação comum / conjunta, única para o campo de visão do espelho principal

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25/52 e para o campo de visão do espelho grande angular, é possível proporcionar tanto o ângulo relativamente grande a ser exibido, que é necessário para um campo de visão de um espelho grande angular de um veículo comercial, como uma resolução adequada, em particular no que diz respeito ao campo de visão do espelho principal e também no que diz respeito à profundidade, ou seja, a extensão do campo de visão do espelho principal até à parte traseira ao longo do veículo comercial.

[0039] O mesmo se aplica se, em vez do campo de visão do espelho principal e do campo de visão do espelho grande angular, o campo de visão de uma faixa próxima / espelho de aproximação e o campo de visão de um espelho frontal forem captados no mesmo tempo pelo sistema de câmera comum / conjunta e, em particular, pela unidade única de captação [0040] De acordo com uma concretização preferida, se pelo menos dois campos de visão em torno do veículo são exibidos visíveis para o motorista e captados por meio da mesma unidade de captação, ou seja, o mesmo sensor ótico e o mesmo sensor de imagem, um primeiro campo de visão é visivelmente exibido em primeira região da unidade de exibição, e um segundo campo de visão é visivelmente exibido em uma segunda região da unidade de exibição, que é opticamente separada da primeira região. Esta separação óptica pode ser efetuada, por exemplo, exibindo o primeiro e segundo campos de visão, respectivamente, em duas regiões separadas de um monitor comum, isto é, uma unidade de exibição comum, por meio do método de ecrã dividido. Se, por exemplo, são captados os

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26/52 campos de visão de um espelho principal e um espelho grande angular, o campo de visão de um espelho principal pode ser exibido em uma primeira região, e o campo de um espelho grande angular pode ser exibido em uma segunda região localizada abaixo ou acima da primeira parte, em que são proporcionadas de preferida uma separação fixa, por exemplo, na forma de uma barra, ou uma separação óptica sobreposta, e. uma linha. Ou seja, fora dos dados de imagem captados, a unidade de processamento extrai os dados a serem exibidos na primeira região e os dados a serem exibidos na segunda região. Assim, é claramente reconhecível por parte do motorista do veículo, onde é exibido o respectivo campo de visão. A exibição dos campos de visão em uma primeira e segunda parte na unidade de exibição não é de preferência alterada durante a operação do veículo em relação à pergunta onde é exibido um campo de visão respectivo.

[0041] É preferível que a unidade de processamento seja adaptada para separar os dados ou extrair os dados recebidos da unidade de captação, para aqueles que serão exibidos na primeira parte da unidade de exibição e os dados a serem exibidos na segunda parte da unidade de exibição. Evidentemente, o processamento adicional de imagens pode ser realizado por meio da unidade de processamento de tal modo que, por exemplo, informação adicional é sobreposta, é apontada para perigos ou, no contexto de todo o campo de visão que está sendo visivelmente exibido em todos os momentos, o mesmo é ampliado ou diminuído na respectiva região, por exemplo, dependente da direção e/ou velocidade de movimento.

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27/52 [0042] Aqui, é possível que os dados para a primeira região e os dados para a segunda região sejam extraídos de áreas sobrepostas no sensor de imagem, ou seja, a área no sensor de imagem da qual a informação da primeira região é extraída e a área no sensor de imagem do qual a informação para a segunda região é extraída se sobrepõem, por exemplo na direção horizontal. Depois de extrair as informações a partir do sensor de imagem, as regiões extraídas podem ser ampliadas digitalmente, se necessário, com diferentes fatores de escala.

[0043] Em vez de exibir duas regiões separadas na unidade de exibição, dois campos de visão também podem ser exibidos em uma única imagem adjacente na unidade de exibição (vista panorâmica). Isto é possível porque os dados a serem exibidos são captados por meio de um sensor de imagem comum e, assim, a mesma óptica é usada para captar os dois campos de visão, de modo que não é necessário combinar duas ópticas diferentes com distorção diferente em uma imagem perfeita, que só é possível com considerável ajuste adicional e esforço de cálculo. No entanto, as duas regiões, pelo menos na direção perpendicular à sua interface (virtual), podem ser aumentadas ou diminuídas por diferentes fatores de escala, por exemplo, pelo mesmo fator de escala na direção vertical, mas um fator de escala diferente na direção horizontal.

[0044]

De preferência, unidade de processamento é adaptada para ajustar, dependendo da informação captada por um sensor e transmitida pela unidade de processamento como, por exemplo, a direção de condução

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28/52 do veículo, a informação para a primeira e/ou segunda região, que é extraída a partir dos dados captados pela unidade de captação, em relação à sua posição na imagem captada pela unidade de captação no sensor de imagem. Se, por exemplo, os campos de visão de um espelho grande angular e um espelho principal de um veículo comercial forem captados por meio da unidade de captação, por exemplo, um sensor de direção, ou seja, um sensor captando o ângulo de direção, pode proporcionar dados que avisam a unidade de processamento para ajustar a região a partir da qual é extraída a informação exibida para o motorista na unidade de exibição. Ao dirigir em frente, por exemplo, as informações a serem exibidas podem ser proporcionadas em uma primeira região da superfície do sensor de imagem para o campo de visão do espelho principal, enquanto, ao dirigir ao longo de uma curva, ou seja, ao girar, informações podem ser fornecidas em uma segunda parte da superfície do sensor de imagem. A área visível desejada é ajustada / atualizada sem realmente ajustar a unidade de captação. A curva de distorção com o ponto de inflexão na região da superfície do sensor de imagem permite assegurar a nitidez mais adequada e apropriada da imagem, mesmo no caso da região extraída ser deslocada no sensor de imagem. Especificamente, a parte de leitura da superfície do sensor de imagem é deslocada (a chamada extração) para permitir ao motorista visualizar melhor os campos de visão e, devido à curva de distorção da unidade de captação, também pode ser peneirado de modo que possa ser usado sem correção substancial de distorção ou processamento de imagem. Por essa razão, não é mais necessário um ajuste mecânico da

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29/52 unidade de captação.

[0045] Isto também pode ser usado se o motorista do veículo quiser ajustar manualmente o espelho virtual implementado pelo sistema do monitor da câmera de forma análoga a um espelho.

[0046] Dependendo dos requisitos, um único sensor de veículo pode ser usado como sensor, ou uma combinação de pelo menos dois sensores de veículo podem ser usados, por exemplo, sensores funcionalmente idênticos em lados diferentes do veículo (por exemplo, sensores de roda) ou sensores diferentes.

[0047] Da mesma forma, um sensor diferente de um sensor que indica a direção de condução do veículo pode causar / desencadear o deslocamento da região de informação extraída na superfície do sensor de imagem.

[0048] De acordo com uma modalidade preferida, em um sistema de substituição de espelhos, a disposição do eixo óptico da unidade de captação, em particular do elemento óptico da unidade de captação é orientada de tal forma que intercepta o campo de visão ou um dos campos de visão. De preferência, se os campos de visão captados e exibidos são os campos de visão de um espelho principal e de um espelho grande angular, o eixo óptico intercepta o campo de visão em uma parte horizontal plana da estrada em uma interseção com uma distância máxima de 5 m para uma linha de limite lateral do veículo, em que a linha de limite lateral é compreendida por uma linha de interseção de um plano em paralelo ao plano longitudinal central do veículo, que passa através do ponto mais externo ou lateral mais externo do veículo. Por essa razão, é

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30/52 possível que um segmento de linha reta de visão, que passa por este ponto de cruzamento, e que é limitado pela limitação do campo de visão do espelho principal, esteja localizado na região da curva de distorção que é curva para a direita, ou seja, na região para a qual a segunda derivada da curva de distorção é menor que 0 (r '' = f '' (α) <0) . Aqui, o ponto de inflexão da curva de distorção é preferencialmente localizado além desse segmento de linha reta de visão. Em comparação com as curvas de distorção convencionais, é possível que essa região cubra uma área relativamente grande no sensor de imagem para um ângulo α do feixe de luz incidente e, assim, possa ser exibido com alta resolução.

[0049] De acordo com uma modalidade preferida, o sistema de substituição de espelhos é adaptado para captar parte do veículo por meio da unidade de captação e exibir o mesmo na unidade de exibição visível para o motorista do veículo. Isto permite ao motorista orientar-se facilmente e, sobretudo, em veículos comerciais, ter uma boa visão geral da situação espacial do veículo comercial e dos possíveis obstáculos.

[0050] Alternativamente ou em adicionalmente a um sistema de substituição de espelho, o sistema de câmera pode ser usado para um sistema avançado de assistência ao motorista (ADAS). Aqui, é possível avaliar a informação captada, por exemplo, em relação a outras informações do ambiente do veículo, por exemplo, a presença de linhas rodoviárias, sinais de trânsito, outros utentes da estrada e afins, e, por exemplo, proporcionar esta informação para um sistema de controle de velocidade adaptável (ACC, ADR,

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STA), um assistente de travamento de emergência (ABA), uma faixa ativa assistente de manutenção (LKA, LKAS), assistente de mudança de pista ou similar, que fazem parte ou constituem o sistema de assistência ao motorista (ADAS), e proporcionam saídas correspondentes a outros componentes do veículo por meio de uma unidade de controle.

[0051] De acordo com uma concretização particularmente preferida, a câmera é direcionada para a frente quando vista em uma direção de condução dianteira do veículo. Isto é particularmente vantajoso para um controle de distância automático ou outro assemelhado. Adicionalmente, as informações captadas por um sistema de assistência ao motorista podem ser enviadas e/ou exibidas a um motorista, seja no contexto de um sistema de substituição de espelhos ou no contexto de outro sistema de assistência. É possível, por exemplo, emitir sinais de aviso correspondentes por meio de sinais de áudio, sinais táteis ou assemelhados, por exemplo, vibração de um volante, para o motorista e para avisar o motorista, por exemplo, contra uma situação perigosa.

Descrição Breve dos Desenhos [0052] Em seguida. A invenção é descrita de forma exemplificativa por meio dos desenhos em anexo, nos quais:

[0053] A Figura 1 é uma vista esquemática de um sistema de substituição de espelho utilizando-se um sistema de câmera de acordo com a invenção;

[0054] A Figura 2 é uma vista em perspectiva de um veículo comercial com um sistema de câmera de acordo com a invenção;

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32/52 [0055] A Figura 3 é uma vista seccional simplificada dos componentes essenciais do sistema de câmera;

[0056] A Figura 4 é uma vista em perspectiva dos componentes essenciais do sistema de câmera, de acordo com a Figura 3;

[0057] A Figura 5 ilustra uma vista seccional, em perspectiva, esquemática de uma concretização de uma estrutura do elemento óptico da unidade de captação do sistema de câmera;

[0058] A Figura 6 é outra vista em perspectiva seccional da estrutura detalhada do elemento óptico da unidade de captação do sistema de câmera;

[0059] A Figura 7 mostra a curva de distorção do elemento óptico da unidade de captação em um sistema de coordenadas α, r;

[0060] A Figura 8 mostra a primeira derivada da curva de distorção do elemento óptico da unidade de captação do sistema de captação;

[0061] A Figura 9 mostra a segunda derivada da curva de distorção do elemento óptico da unidade de captação do sistema de câmera;

[0062] A Figura 10a mostra a curva de distorção do elemento óptico da unidade de captação do sistema de câmera em comparação com curvas de distorção convencionais.

[0063] A Figura 10b é um detalhe da Figura 10a que mostra as curvas de distorção em torno da origem da curva de distorção;

[0064] A Figura 11 é uma vista esquemática do

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33/52 sensor de imagem da unidade de captação, onde estão ilustrados campos de visão de um espelho principal e um espelho grande angular de acordo com a Figura 2;

[0065] A Figura 12 mostra detalhes da curva de distorção da unidade de captação do sistema de câmera da concretização ilustrada na Figura 11;

[0066] A Figura 13 é uma vista de topo esquemática de um veículo comercial, que mostra esquematicamente o movimento de uma região a ser ilustrada dependente das situações de condução do veículo; e [0067] A Figura 14 é uma vista esquemática de uma superfície do sensor de imagem da unidade de captação do sistema de câmera, que ilustra o desvio / deslocamento das regiões de interesse de acordo com a Figura 13 na superfície do sensor de imagem.

Descrição das Concretizações Preferidas [0068] A Figura 1 mostra uma vista esquemática de um sistema de substituição de espelho 100, por exemplo, para um veículo comercial. O sistema de substituição de espelho 100 pode ser integrado em um sistema de assistência a motorista, ou pode ser usado na forma de um sistema de substituição de espelho 100 se4parado. O sistema de substituição de espelho 100 compreende um sistema de câmera 130, uma unidade de processamento 120, e a unidade de visualização

110 .

Os dados de imagem captados pelo sistema de câmera 130 são fornecidos para a unidade de processamento 120 que, depois de processamento adequado, fornece estes dados de imagem para a unidade de visualização 110 para mostrar os mesmos de forma visível para um motorista do veículo. O sistema de substituição de

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34/52 espelho 100 pode ser ainda acoplado com um ou mais sensores de veículo 140, que também fornecem dados para a unidade de processamento 120, tais como, por exemplo, o estado de condução atual (ângulo de direção, velocidade de condução, direção de condução) do veículo, dados esses que são levados em consideração pela unidade de processamento 120 quando processa os dados recebidos a partir do sistema de câmera 130. De uma forma alternativa, o(s) sensor(s) do veículo 140 poderia(m) ser acoplado(s) diretamente com o sistema de câmera 130, de forma tal que o sistema de câmera é controlado diretamente na dependência dos dados recebidos pelo(s) sensor(s) 140 do veículo. Por essa razão, também é possível que a unidade de processamento 120 emita como saída dados para controlarem o sistema de câmera 130 para o sistema de câmera 130.

[0069] A unidade de processamento 120 pode ser proporcionada na forma de uma unidade de processamento separada do sistema de câmera 130, por exemplo, na forma de um computador de bordo do veículo, ou, de uma forma alternativa, ele pode ser integrado dentro do sistema de câmera 130. A unidade de visualização 110 é, por exemplo, compreendida por um monitor proporcionado no veículo, onde os dados fornecidos pela unidade de processamento 120 são exibidos de forma visível para o motorista do veículo. De uma forma alternativa, em vez de um monitor proporcionado no veículo, poderia ser fornecida uma unidade de visualização ligada ao exterior do veículo, por exemplo, na região dos espelhos de veículos convencionais. Além disso, a unidade de visualização poderia ser implementada na forma de uma projeção em um componente da estrutura do veículo no

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35/52 interior do veículo. Com relação à unidade de visualização 110, deve ser observado que, além da inclusão ilustrada, em que é fornecido um monitor para exibir os dados fornecidos pela unidade de processamento 120, também uma pluralidade de monitores separados ou unidades de visualização podem constituir a unidade de visualização. Na dependência dos requisitos, esses monitores podem ser proporcionados de forma idêntica ou diferentes entre si.

[0070] Além disso, em particular se for utilizado no contexto de um sistema de assistência ao motorista (ADAS), e em particular a sua unidade de processamento 120, está ligado a outras informações ou componentes de controle do veículo 150, se necessário, componentes esses que podem ser unidades de visualização para o motorista, unidades de mensagem de áudio, ou componentes que controlam diretamente o veículo, por exemplo, assistência de direção.

[0071] O sistema de câmera 130 compreende pelo menos uma unidade de captação 30, que será descrita a seguir com maiores detalhes; pode, no entanto, compreender também uma pluralidade de unidades de captação 30 do tipo acima descrito. Além disso, outras unidades de captação 31 podem ser proporcionadas, as quais não necessariamente têm que atender às exigências impostas na unidade de captação 30. Por essa razão, é possível que a unidade de processamento 120, conforme indicado na Figura 1, receba diretamente dados de imagens das unidades de captação individuais 30 e 31, respectivamente, ao invés de receber os dados de imagem do sistema de câmera 130. Por essa razão, a unidade de processamento 120 também pode

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36/52 proporcionar sinais de controle diretamente para as unidades de captação individuais 30, 31.

[0072] A Figura 2 mostra uma vista em perspectiva de um veículo comercial 10 que é dotado de um sistema de substituição de espelho 100 de acordo com a Figura 1. Consequentemente, uma ou mais unidades de captação 30 são montadas no veículo comercial 10. Tal como ilustrado na Figura 2 o sistema de substituição de espelho 100 exemplificativo, que está montado no veículo, é adaptado para captar um campo de visão 11 de um espelho principal e um campo de visão 12 de um espelho grande angular por meio da unidade de captação 30, e apresentar o mesmo na cabine do motorista do veículo 10 visível para o motorista do veículo comercial 10. Na Figura 2, o campo de visão 11 de um espelho principal e o campo de visão 12 de um espelho grande angular são ilustrados esquematicamente por linhas tracejadas (o campo de visão 11 de um espelho principal por meio de traços longos, o campo de visão 12 de um espelho grande angular por traços mais curtos) na superfície da estrada plana ao lado do veículo 10.

[0073] Além disso, na Figura 2, a direção do movimento de avanço para a frente está assinalada por uma seta D. Todas as direções especificadas nesta descrição, ou seja, frente, traseira, esquerda, direita, e assim por diante, referem-se à direção de movimento para a frente D do veículo.

[0074] O campo de visão 1 do espelho principal, que está ilustrado na Figura 2, estende-se a partir de uma linha de limite lateral 13 do veículo em direção lateral que se afasta do veículo e para trás. A

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37/52 linha de limite lateral 13 é uma linha definida pela interseção da estrada horizontal plana com um plano em paralelo à linha longitudinal central (não ilustrada) do veículo, e passando através, em direção lateral, do ponto mais externo do veículo.

[0075] O eixo óptico 302 do elemento óptico 3 01 (Figuras 3, 4) da unidade de captação 30, que é, por exemplo, fornecido por uma câmera, estende-se na direção lateral sob um ângulo em relação ao plano longitudinal central do veículo e a superfície da estrada, de tal modo que intercepta o campo de visão 11 de um espelho principal na superfície da estrada. Isto significa que o ponto de interseção S ou ponto de cruzamento do eixo óptico 302 e a superfície da estrada estão dentro do campo de visão 11 de um espelho principal na concretização exposta na Figura 2. Preferencialmente, o ponto de interseção S está localizado a 6 m atrás a unidade de captação 30 quando vista na direção longitudinal do veículo, mais de preferência na faixa de 4 a 5 m.

[0076] Além disso, na Figura 2, um segmento de linha de visada direta 14 é ilustrado por meio de linhas pontilhadas finas, cujo segmento de linha reta de visão é definido pelo segmento de linha de uma linha perpendicular à linha de limite lateral 13 e passando pela interseção no

ponto S do eixo óptico	302	e a	superfície	da	estrada,	que
fica localizada dentro	da	área	do campo	de	visão 11	do
espelho principal.
[0077] Em	seguida,	a unidade	de	captação	31
do sistema de câmera 130 é	desc	rita com mais	detalhes	com

referência às Figuras 3 e 4, que mostram esquematicamente o

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38/52 caminho do feixe através de um elemento óptico esquematicamente ilustrado em uma vista seccional e em perspectiva (corte), respectivamente, bem como por meio das Figuras 5 e 6, que mostram esquematicamente concretizações de uma estrutura do elemento óptico.

[0078] O elemento óptico 301 e o sensor de imagem 302 formam os componentes essenciais da unidade de captação 30 para o sistema de câmera de um veículo motor. Como pode ser observado nas Figuras 3 e 4, na presente concretização, o elemento óptico 301 é substancialmente simétrico rotativamente em torno do eixo óptico 302. Isto significa que qualquer feixe de luz incidente na unidade de captação 30 de um ponto de objeto a ser exibido em um ângulo idêntico, por exemplo α_χ, em relação ao eixo óptico 302, é exibido na superfície do sensor de imagem 304 rotativamente simétrica em torno do eixo óptico com distorção idêntica. O ângulo α, a seguir também referido como ângulo de objeto α, corresponde a um ângulo que é o ângulo de incidência do feixe de luz em um elemento ótico 301, tendo uma superfície de incidência (virtualmente não ilustrada) perpendicular ao eixo óptico 302. Consequentemente, qualquer feixe de luz incidente no ângulo de objeto (/< é exibido na superfície do sensor de imagem 304 com uma distância r1 para o eixo óptico 302. Aqui, a superfície do sensor de imagem 304 é a superfície que é realmente proporcionada para exibição dentro toda a imagem abertura / ângulo de abertura do elemento ótico 301, ou seja, a superfície do sensor de imagem 302, que é adequado para exibição, e que enfrenta o ótico óptico 301.

[0079] As Figuras 3 e 4 ilustram

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39/52 esquematicamente os trajetos do feixe através do elemento óptico 301 e suas respectivas exibições na superfície do sensor de imagem 304 do sensor de imagem 303 nas distâncias r_x, r₂,.., r_n para diferentes ângulos de objeto α_χ, α₂,.. a_n. Uma vez que, na concretização ilustrada, o elemento óptico 301 é rotativamente simétrico, a distância r1, r2,., rn e o trajeto do feixe através do elemento ótico 301 são também rotativamente simétricos em relação ao eixo óptico 302. O eixo óptico 302 para qual α = α0 = 0 °, r = r0 = 0 atinge a superfície do sensor de imagem 304 na origem de uma curva de distorção (α = 0; r = 0) de um sistema de coordenadas α, r.

[0080] O elemento óptico 301, que, conforme ilustrado esquematicamente nas Figuras 5 e 6, é composto de um sistema lente e, se necessário, outros componentes ópticos, e compreende uma pluralidade de lentes rotativamente simétricas que são dispostas em fileira uma atrás da outra, tem uma curva de distorção chamada r = f (α), que é um erro de imagem geométrica do elemento óptico, causando uma mudança local da escala da imagem. Devido à simetria de rotação do elemento óptico 301, a curva de distorção r = f (α) da concretização ilustrada nas Figuras 3 e 4 é também rotativamente simétrica em relação ao eixo óptico 302.

[0081] Uma concretização da disposição de lente está ilustrada na Figura 5. Aqui, as sete lentes 314 a 320 estão dispostas em linha no trajeto da luz incidente (da esquerda para a direita na Figura 5). A lente 314 é uma lente esférica convexo-côncava, a lente 315 é uma lente convexo-côncava esférica. A Lente 316 é formada por uma

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40/52 lente côncava- convexa esférica, a lente 317 por uma lente de forma livre (lente esférica) tendo uma superfície convexa- côncava e uma superfície côncava, a lente 318 é uma lente bi-convexos esférica, a lente 319 é uma lente esférica com uma superfície convexa e uma superfície côncava- convexa, e a lente 320 é uma lente esférica que é dotada de uma superfície côncava e uma superfície convexacôncava. As superfícies de forma livre das lentes 317 e 320 são também rotativamente simétricas, de modo que o elemento óptico 301 da concretização da Figura 5, que é formado pelas sete lentes, é rotativamente simétrico em relação ao eixo óptico 302. Na concretização da Figura 6, um vidro 305 de proteção do sensor e um filtro 329 de infravermelhos podem ser proporcionados em frente do sensor da imagem 303 (vide a concretização da Figura 6). Também neste caso, o elemento óptico 301 é dotado do trajeto de feixe esquematicamente indicado, bem como uma curva de distorção r = f (α) tendo um ponto de inflexão na região 0 <r <_rmax.

[0082] Na concretização alternativa do elemento óptico 301 ilustrada na Figura 6, o elemento óptico 301 compreende oito lentes 306, 307, 308, 309, 310, 311, 312, 313 dispostas em uma linha ao longo do caminho do feixe do incidente. luz (da esquerda para a direita na Figura 6). Na ordem, em que a luz incidente passa nas lentes a caminho do sensor de imagem 303, a lente 306 é uma lente esférica convexo-côncava, a lente 307 é uma lente esférica convexo-côncava, a lente 308 é uma lente esférica côncava- convexa, as lentes 309 e 310 são, respectivamente, lentes bi-côncavas esféricas, a lente 311 é uma lente bicúbica esférica, a lente 312 é uma lente de forma livre

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41/52 (lente esférica) tendo uma superfície convexo-côncava rotativamente simétrica e uma superfície convexa, e a lente 313 é uma lente convexa esférica côncava- esférica. Além disso, um vidro de proteção de sensor 3 05, bem como um filtro de infravermelho 329 são fornecidos como componentes ópticos adicionais em frente ao sensor de imagem 303. Por meio de tal disposição de lentes, a luz incidente, tal como ilustrado de forma exemplificativa para alguns feixes na Figura 6, é direcionada e desviada pelo elemento óptico 301. Por essa razão, e devido à respectiva disposição de lentes, o elemento ótico 301 como um todo tem a curva de distorção r = f (α) , que possui um ponto de inflexão na região da superfície do sensor de imagem 304 0 <r <rmax.

[0083] Tanto o sistema óptico ilustrado na Figura 5 como o sistema óptico ilustrado na Figura 6 compreendem uma abertura 303 como um outro componente. Filtros adicionais, aberturas, e outros assemelhados podem ser proporcionados, se necessário. As lentes podem ser formadas, por exemplo, de vidro (especialmente as lentes esféricas) ou de material sintético. Diferentes materiais podem ser combinados quando necessário. Além disso, as lentes podem ser fornecidas com, por exemplo, um revestimento metálico depositado por vapor ou um revestimento diferente, que geralmente não tem influência na refração da luz, mas servem apenas para influenciar a dispersão, eliminar a reflexão indesejada, e outros assemelhados.

[0084] A maior parte das lentes 307 a 320 das concretizações ilustradas nas Figuras 5 e 6 são é compreendidas por lentes que são dotadas de pelo menos uma

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42/52 superfície parcialmente esférica. Por exemplo, as lentes 312, 317 e 320, no entanto, são as chamadas lentes esféricas, que têm pelo menos uma superfície que não é parcialmente esférica. Embora não ilustrado nas Figuras 5 e 6, pela seleção de lentes adequadas que não sejam rotativamente simétricas em relação ao eixo óptico 302, também é possível formar o elemento óptico 301 anamórfico, de modo que o elemento óptico seja dotado de uma curva de distorção que não é rotativamente simétrica em relação ao eixo óptico.

[0085] Por meio das disposições de lentes exemplificativas ilustradas nas Figuras 5 e 6, podem ser geradas curvas distorção r = f (a) rotativamente simétricas do elemento óptico, que são uma função de r = f (a) tendo um ponto de inflexão (a_w; r_w) dentro do r_max distância máxima, que é a distância máxima de um ponto sobre a superfície do sensor de Imagem de 304 em relação ao eixo óptico 302 na superfície do sensor de Imagem de 304. para atingir o ponto de inflexão na região de 0 <r (α) <rmax para a curva de distorção r = f (a), para a_w correspondendo a um raio rw na superfície do sensor de imagem 304, que é menor que r_max, deve-se aplicar o seguinte: = f '' (a_w) = d²r / da²(a = a_w) = 0; r '' = f '' (a) <0 para 0 <a <aw; r '' = f '' (a)> 0 para a_w <a <a_max. Esse tipo de curva de distorção, que pode, por exemplo, ser obtida pela disposição lente do elemento óptico de acordo com as Figuras 5 e 6, é ilustrado esquematicamente na Figura 7. Sua primeira derivada está ilustrada na Figura 8 e sua segunda derivada está ilustrada na Figura 9.

[0086] Conforme ilustrado na Figura 7, em um

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43/52 sistema de coordenadas a,r, um ponto de inflexão (d_w; r_w) está presente na região [0; r_max] . Além disso, em um ângulo de objeto específico α = α₂ = a_w, a segunda derivada (Figura 9) da curva de distorção é zero, ou seja, tem um cruzamento de zero em a_w. Como ilustrado na Figura 9, em frente ao ponto de inflexão, ou seja, na região de 0 ° <α <a_w, a segunda derivada da curva de distorção r = f (α) é negativa; para a região a_w <α <a_max, a curva de distorção é positiva. Isto significa que, como pode ser visto na Figura 7, a curva de distorção r (α) é curva para a direita em uma primeira região de 0 ° <α <a_w, e curva para a esquerda em uma segunda região de a_w < α < a_max.

[0087] A origem do sistema de coordenadas α, r na Figura 7, ou seja, r = 0 mm, α = 0°, corresponde ao ponto do eixo óptico 3 02 no sensor de imagem. r_max é a distância máxima que um ponto no sensor de imagem pode ter do eixo óptico 302. Se, em um sensor de imagem retangular, o eixo óptico é centrado, ou seja, disposto no centróide, e o sensor retangular de imagem tem comprimentos de aresta a, b, é aplicável r_max = ^a² + b² . Se o eixo óptico não estiver disposto centralizadamente no sensor de imagem, a distância rmax é compreendida pela distância entre o eixo óptico 302 na superfície do sensor de imagem 304 até o canto mais distante da superfície do sensor de imagem 304.

[0088] As Figuras 10a e 10b mostram, também no sistema de coordenadas α, r, a curva de distorção r = f (α) para um elemento óptico 301 da unidade de captação 30 em comparação com várias curvas de distorção da técnica anterior. A Figura 10b mostra uma seção ampliada Z na região da origem do sistema de coordenadas α, r. A curva de

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44/52 distorção r = f (α) com um ponto de inflexão (a_w; r_w) na região de 0 <α <a_max, é ilustrada por uma linha sólida e assinalada por f₁. f₂ sinaliza uma curva de distorção gnomônica (livre de distorção), f₃ uma curva de distorção estereográfica, ou seja, uma curva de distorção conformada, f4 uma curva de distorção equidistante, f5 uma curva de distorção de área igual e f₆ uma curva de distorção ortográfica. As distâncias focais em relação às curvas de distorção são selecionadas de forma que todas as curvas de distorção passem pelo ponto (a_w, r_w) .

[008 9] Como pode ser observado na Figura 10a e na Figura 10b, a curva de distorção f1 tem um ponto de inflexão em (a_w; r_w) , onde a curvatura da curva de distorção muda de curva para a direita (na região 0 <α < a_w) para curva à esquerda (na região de a_w <α <a_max) . Além disso, como pode ser observado em particular na Figura 10b, o gradiente da curva de distorção f1 no intervalo próximo da origem do sistema de coordenadas α, r é grande, em particular comparado com as outras curvas de distorção. Isso significa que um espaço relativamente grande para exibir um ângulo relativamente pequeno é proporcionado no sensor de imagem 303, o que faz com que a área nessa região possa ser exibida com alta resolução. Além disso, o gradiente da curva de distorção r = f1 (α) no ponto de inflexão (a_w; r_w) é mínimo, ou seja, no próprio ponto de inflexão e em sua proximidade, está presente um gradiente relativamente baixo. Finalmente, para a_max, o gradiente da curva de distorção é preferencialmente máximo ou relativamente grande, como pode ser observado com particularidade a partir da ilustração na Figura 10a.

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45/52 [0090] Uma curva de distorção tal como ilustrada nas Figuras 7 a 10b, é, por exemplo, descrita por uma função polinomial f(a) = De uma forma alternativa, uma função spline pode descrever a curva de distorção, sendo a dita função spline uma função polinomial parcial, isto é, uma função que consiste em uma pluralidade de peças / unidades de polinômio ou uma curva de Bézier, que é uma curva formulada matematicamente (curva gerada numericamente).

[0091] Com referência à Figura 11 e Figura

12, está exposta uma visualização do campo de visões 11, 12 para o veículo comercial 10 (Figura 2) , que são captadas por meio do sistema de câmera 130, na superfície do sensor de imagem 304. A superfície do sensor de imagem 304 do sensor de imagem 303 ilustrada na Figura 11 é retangular com os comprimentos laterais a e b do retângulo. Como pode ser observado na Figura 11, na modalidade ilustrada, o eixo óptico 302 fica disposto excentricamente em relação à superfície do sensor da imagem 304, ou seja, além do centróide da superfície do sensor da imagem 304. Especificamente, o eixo óptico 302 é excêntrico em relação ao lado a da superfície retangular do sensor de imagem 304. Isso resulta em uma distância máxima r₃ = r_max do eixo óptico 302 na superfície do sensor de imagem 304 até os cantos mais distantes da superfície do sensor de imagem, imagem 304. Além disso, de acordo com as Figuras 10a e 10b, são ilustrados os raios que têm o eixo óptico 302 como centro, que passam pelo ponto de inflexão da curva de distorção r = f (a) (r₂ = r_w) , um raio r_SB correspondente à distância máxima do eixo óptico 302 à aresta da superfície

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46/52 do sensor em paralelo à linha lateral a; um raio r_SHcorrespondendo à distância máxima do eixo óptico 302 na superfície do sensor 304 à aresta da superfície do sensor em paralelo à aresta do sensor b; bem como um raio r₁, que corresponde a um primeiro raio ilustrado r1 com um ângulo ai, como ilustrado nas Figuras 10a e 10b. Além disso, na Figura 11, são ilustradas a imagem exibida 11 'do campo de visão 11 do espelho principal (vide Figura 2), bem como a imagem exibida 12' do campo de visão 12 do espelho grande angular (vide Figura 2 ), bem como uma imagem exibida 15 'da linha do horizonte,. Como pode ser observado, especificamente a imagem 11 'do campo de visão 11 do espelho principal está largamente dentro de uma região localizada dentro do raio r1, de tal modo que esta região dentro do raio r1 é exibida com resolução aumentada comparada com as curvas de distorção normais da técnica anterior. Além disso, toda a imagem exibida 12 'do campo de visão 12 do espelho grande angular pode ser efetuada no mesmo sensor de imagem com o mesmo elemento ótico. Não é necessário proporcionar um segundo sensor ótico e/ou um segundo sensor de imagem e, posteriormente, combinar a imagem para exibição.

[0092] Além disso, na Figura 11, está

ilustrada a	imagem	exibida 14	' do	segmento	de linha	de
visada reta	14 (vide	Figura 2).	Como	pode ser	observado	na
Figura 11,	este	segmento	de	linha	se estende
substancialmente em	paralelo	a uma borda	lateral	da

superfície do sensor de imagem 304 (borda lateral a).

[0093] Na Figura 12 esta imagem exibida 14' do segmento de linha de visão reta também é representada no

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47/52 sistema de coordenadas α, r, além da imagem exibida da curva de distorção r = f1 (α) . É claramente reconhecível que toda a largura da imagem exibida do campo de visão 11 do espelho principal está dentro da região de 0 <α <a_w, que está na região da curva de distorção r = f (α) que é curva para a direita e, portanto, envolve alta resolução (especificamente quando comparado com as curvas de distorção dos sistemas ópticos convencionais).

[0094] Na concretização presentemente descrita, onde o sistema de câmera 130 é usado em um sistema de substituição de espelho 100 de veículos, uma unidade de processamento 120 do sistema de substituição de espelho 100 pode subsequentemente avaliar os dados de imagem captados pelo sensor de câmera. imagem 303, e exibir o mesmo, por exemplo, em um monitor, visível para um motorista localizado, por exemplo, na cabine do motorista de um veículo comercial. Na presente concretização, regiões separadas são lidas para o campo de visão 11 de um espelho principal e o campo de visão 12 de um espelho grande angular e, de acordo com uma concretização preferida (não ilustrada), exibida ao motorista em regiões separadas da unidade de visualização 110. As regiões separadas podem ser fornecidas em um monitor comum ou em monitores separados. Portanto, é possível modelar a aparência usual de um espelho principal e um espelho grande angular para o motorista do veículo comercial. Se o sistema de câmera 130 é, por exemplo, utilizado no contexto de um sistema de assistência ao motorista, as regiões de interesse da superfície também podem ser avaliadas em relação a informações ambientais específicas (por exemplo, linhas

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48/52 rodoviárias, sinais de trânsito, outros utentes da estrada, e outros assemelhados) por uma unidade de processamento e, dependendo da informação captada e determinada, pode ser interferida no sistema de controle do conversor, uma nota ou informação pode ser indicada ao motorista, e outros assemelhados.

[0095] Em um sistema de substituição de espelho 100, como descrito anteriormente no presente caso, é ainda possível, dependendo da situação de condução do automóvel, por exemplo, um veículo comercial 10, para extrair dados a serem exibidos ao motorista na unidade de espelho. A visualização 100 de diferentes regiões da superfície do sensor de imagem 304, isto é, avaliar diferentes partes da superfície do sensor da imagem 304 em momentos diferentes durante a operação de condução. Isto é descrito de forma exemplificativa com referência às Figuras 13 e 14.

[0096] A Figura 13 mostra uma vista de topo de um veículo comercial durante a condução para a frente ou para diante, em que o campo de visão 11 de um espelho principal e o campo de visão 12 de um espelho grande angular são ilustrados esquematicamente. A Figura 14 ilustra, também para a condução à frente, a superfície do sensor de imagem 304 com a imagem exibida 11' do campo de visão 11 e a imagem exibida 12' do campo de visão 12. Como já foi explicado anteriormente, durante a reta normal à frente, a região 21 'para ilustrar / exibir o campo de visão 11 do espelho principal e para fornecer ao motorista uma visão do campo de visão 11 do espelho principal, respectivamente, é extraída dos dados em uma primeira parte

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49/52 da superfície do sensor de imagem 304. Se a situação de direção mudar, pode acontecer que, conquanto o alinhamento da unidade de captação 30 no veículo não se altere, a região de interesse muda da região original de interesse 21 para a região deslocada / desviada 22. Este pode ser o caso se um veículo, em particular um veículo comercial com reboque, conduzir ao longo de curvas ou realizar um processo de manobra. Neste caso, a região de interesse, que corresponde ao campo de visão 11 do espelho principal, conforme ilustrado na Figura 13, desloca-se para a região 22. Por meio do sistema de câmera 130 que compreende a unidade de captação 30 que inclui o elemento ótico 301, que possui a curva de distorção r = f (α) do tipo acima descrito, é possível também deslocar a região na superfície do sensor da imagem 304, de onde são extraídos os dados do sensor de imagem da região, tal que, como ilustrado na Figura 14, os dados de imagem de uma região 22 'na superfície do sensor de imagem 304 são extraídos. Isto é possível sem se perder a precisão necessária dos dados da imagem, ou seja, em particular a resolução, pois a curva de distorção r = f (α) pode proporcionar a resolução e distorção necessárias em todas as regiões das quais os dados podem ser extraídos, sem a necessidade de dados -em processamento. Assim, o campo de visão 11 e a sua imagem exibida 11', respectivamente, podem ser atualizados correspondendo à situação de condução. Não é necessário um ajuste mecânico da unidade de captação 30. Em vez disso, o ajuste pode ser efetuado exclusivamente pela extração de dados dos dados de imagem do sensor de imagem 304 em regiões selecionadas.

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50/52 [0097] Estas vantagens são obtidas utilizando-se pelo menos uma unidade de captação 30 que compreende um elemento óptico 301 tendo uma curva de distorção r = f (α), que possui um ponto de inflexão dentro da distância máxima de um ponto na superfície sensor de imagem 304 para o eixo óptico 302 na superfície do sensor de imagem 304.

[0098] Fica estabelecido explicitamente que todas as características expostas na descrição e / ou nas reivindicações destinam-se a ser expostas separadamente e independentemente uma da outra para o propósito de divulgação original, bem como com o propósito de restringir a invenção reivindicada independentemente da composição da invenção. as características nas concretizações e/ou nas reivindicações.

Lista de números de referência veículo comercial campo de visão de um espelho principal campo de visão de um espelho grande angular

13	linha de limite	lateral
14	linha reta do segmento de
11'	imagem (exibida)	do campo
12'	imagem (exibida)	do campo
14'	imagem (exibida)	da linha
15'	imagem (exibida)	da linha
21'	parte extraída
22'	parte extraída
30	unidade de captação
31	unidade de captação

visão de visão 11 de visão 12 reta do segmento de visão 14 do horizonte

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51/52 elemento óptico eixo óptico sensor de imagem superfície do sensor de imagem vidro de proteção do sensor lente lente lente lente lente lente lente lente lente lente lente lente lente lente lente filtro de infravermelho abertura sistema de substituição de espelho unidade de visualização unidade de processamento sistema de câmera sensor de veículo dispositivo de controle curva de distorção curva de distorção

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52/52 (sem distorção, gnomônica) (conformação, estereográfica (equidistante) (área igual, ortográfica) (ortográfica)

f2	curva	de	distorção
f3	curva	de	distorção
f4	curva	de	distorção
f5	curva	de	distorção
f6	curva	de	distorção

f_pi curva de distorção borda lateral da superfície do sensor de imagem borda lateral da superfície do sensor de imagem direção de movimento para a frente do veículo

S ponto de interseção ângulo do objeto da luz incidente ângulo de rotação em torno do eixo óptico distância de um ponto na superfície do sensor de imagem ao eixo óptico

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema de câmera (130) para um veículo (10), que compreende uma unidade de captação (30) que inclui um elemento óptico (301) e um sensor de imagem (303) que é dotado de uma superfície de sensor de imagem (303) e adaptado para captar uma seção de um ambiente de veículo, caracterizado por o elemento óptico (301) ser dotado de uma distorção com uma curva de distorção r = f (α), em que r é a distância que vai de um ponto de objeto representado na superfície do sensor de imagem (304) ao ponto de interseção do eixo óptico (302) com a superfície do sensor de imagem (304), e α é o ângulo entre o eixo óptico (302) do elemento óptico (301) e o feixe incidente no elemento óptico (301) a partir do ponto do objeto, a curva de distorção r = f (α) para r_w = f (a_w) é dotada de um ponto de inflexão (a_w; r_w) dentro de 0 < r < r_max, para o qual se aplica r'' = f‘'' (a_w) = d²r/da

²(α„) = 0, e m que rmax é a distância r = ^{f( α}max⁾ na superfície do sensor de imagem (304) a partir do eixo óptico (302) até ao ponto de limite mais distante da superfície do sensor de imagem (304), e para a curvatura da curva de distorção, se aplica r'' = ί''(α) < 0 para 0°< α < α„ r'' = ί'^,ζ(α) > 0 for αw < α < α,^. 2. Sistema de câmera (130), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a curva de distorção r =

f(α) ser dotada de exatamente um ponto de inflexão (a_w; r_w) dentro de 0 < r < rmax.

Petição 870180031746, de 19/04/2018, pág. 58/132 de acordo com a

3. Sistema de câmera (130), reivindicação 1 ou 2, caracterizado por o gradiente r' = dr/da da curva de distorção r = f (a) ser máxima na região 0°< α < a_w sob o ponto zero r = f(0) = 0 da curva de distorção.
4. Sistema de câmera (130), de acordo com qualquer uma das reivindicações, caracterizado por o gradiente r' = dr/da da curva de distorção r = f (a) ser mínimo no ponto de inflexão r = f (a_w) = r_w da curva de distorção.
5. Sistema de câmera (130), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por o gradiente r' = dr/da da curva de distorção r = f (a) ser máximo na região a_w < α < a_max para a_max (r = f (a_max) = ímax) da curva de distorção.
6. Sistema de câmera (130), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por a curva de distorção r = f (a) é compreendida por uma função polinomial f(a) = ·
7. Sistema de câmera, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por a curva de distorção r = f(a) ser compreendida por uma função de ranhura.
8. Sistema de câmera (130), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por a curva de distorção r = f(a) ser compreendida por uma curva de Bézier.
9. Sistema de câmera (130), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que o centróide da área do sensor de imagem (304) e o ponto de

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3/8 interseção do eixo óptico (302) com a superfície do sensor de imagem (304) não coincidem, caracterizado por em particular o eixo óptico (302) ficar disposto excentricamente com relação à superfície do sensor de imagem (304).
10. Sistema de câmera (130), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por o elemento óptico (301) incluir pelo menos uma lente que é dotada de uma forma diferente de uma esfera parcial.
11. Sistema de câmera (130), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por o elemento óptico (301) incluir pelo menos uma lente esférica.
12. Sistema de câmera (130), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por o elemento óptico (130) incluir pelo menos duas lentes que são diferentes uma da outra.
13. Sistema de câmera (130), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por o elemento óptico (103) é dotado de uma distorção rotativamente simétrica com relação ao seu eixo óptico (302), de forma que as curvas de distorção r = f(a) são idênticas para cada ângulo de rotação β em torno do eixo óptico (302).
14. Sistema de câmera (130), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado por o elemento óptico (301) é dotado de uma distorção que não é simétrica rotativamente com relação ao seu eixo óptico (302), de modo que uma primeira curva de distorção r1 = f (α) para um ângulo rotacional βι sobre o eixo óptico difere

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4/8 de uma segunda curva de distorção r₂ = f (α) para um ângulo rotacional β₂ em torno do eixo óptico.
15. Sistema de câmera (130), de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por o elemento óptico (301) ser anamórfico.
16. Sistema de câmera (130), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por compreender ainda uma unidade de processamento (120) para processamento dos dados da unidade de captação (30) e/ou uma unidade de visualização (110) para visualizar informação captada pela unidade de captação (30) visível para o motorista do veículo.
17. Sistema de substituição de espelho, caracterizado por compreender pelo menos um sistema de câmera (130) de acordo com a reivindicação 16.
18. Sistema de substituição de espelho, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado por o sistema de substituição de espelho ser adaptado para exibir visualmente a informação captada pela unidade de captação (30), e é adaptado ainda para exibir pelo menos um campo de visão, que fica localizado em uma parte horizontal plana da estrada em torno do veículo, na unidade de visualização (110) visível para o motorista do veículo.
19. Sistema de substituição de espelho, de acordo com a reivindicação 17 ou 18, caracterizado por o sistema de substituição de espelho ser parte de um veículo comercial (10), e a unidade de captação (30) ser adaptada para captar pelo menos um do campo de visão (11) de um espelho principal, ou o campo de visão (12) de um espelho grande angular em um lado do veículo comercial, ou o campo

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5/8 de visão de a espelho de proximidade, ou o campo de um espelho frontal.
20. Sistema de substituição de espelho, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado por o sistema de substituição de espelho ser parte de um veículo comercial (10) e a unidade de captação (30) é adaptada para captar tanto o campo de visão (11) de um espelho principal quanto o campo de visão (12) de um espelho grande angular no mesmo lado do veículo comercial (10).
21. Sistema de substituição de espelho, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado por o sistema de substituição de espelho ser parte de um veículo comercial (10), e a unidade de captação ser adaptada para captar tanto o campo de visão de um espelho de proximidade quanto o campo de visão de um espelho frontal.
22. Sistema de substituição de espelho, de acordo com a reivindicação 17 ou 18, caracterizado por o sistema de substituição de espelho ser parte de um veículo de passageiros, e a unidade de captação (30) ser adaptada para captar o campo de visão de um espelho interno e/ou um

espelho principal em um lado do veículo de passageiros. de 23. Sistema de substituição de espelho, acordo com qualquer uma das reivindicações 19 a 22, em que

o sistema de substituição de espelho é adaptado para exibir pelo menos dois campos de visão em torno do veículo visíveis para o motorista, caracterizado por de preferência um primeiro campo de visão ser visível em uma primeira região da unidade de visualização, e um segundo campo de visão é visível em uma segunda região da unidade de visualização, segunda região essa que é opticamente

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6/8 separada da primeira região.
24. Sistema de substituição de espelho, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado por o sistema de substituição de espelho ser adaptado para captar a informação dos dois campos de visão (11, 12) por meio de uma junta / unidade de captação (30) comum do sistema de câmera (130), e a unidade de processamento (120) ser adaptada para separar e extrair os dados recebidos a partir da unidade de captação (30) em informação a ser exibida na primeira região da unidade de visualização e na segunda região da unidade de visualização, respectivamente.
25. Sistema de substituição de espelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 19 a 22, caracterizado por o sistema de substituição de espelho ser adaptado para exibir pelo menos dois campos de visão em torno do veículo visíveis para o motorista do veículo, e de ser adaptado ainda para exibir os pelo menos dois campos de visão na unidade de visualização em uma representação de imagem conjunta / comum, perfeitamente adjacente.
26. Sistema de substituição de espelho, de acordo com a reivindicação 25, caracterizado por a unidade de processamento ser adaptada para exibir o primeiro campo de visão em uma primeira região da unidade de visualização, e o segundo campo de visão em uma segunda região da unidade de visualização, segunda região essa que fica imediatamente e perfeitamente adjacente à dita primeira região, e é ainda adaptada para escalar o primeiro campo de visão com um fator de escalação diferente do fator de escalação do segundo campo de visão em pelo menos uma direção de imagem.
27. Sistema de substituição de espelho, de

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7/8 acordo com a reivindicação 23 e 24, caracterizado por a unidade de processamento (120) ser adaptada para ajustar, na dependência de uma direção de movimentação do veículo, direção de movimento essa que é captada pelo transmitida pela unidade de processamento (120), sensor e sendo a informação extraída a partir dos dados unidade de captação para a primeira e/ou captados pela segunda região com relação à sua posição na imagem captada pela unidade de captação (30).
28. Sistema de substituição de espelho, de acordo com uma das reivindicações 18 a 27, caracterizado por o eixo óptico (302) do elemento óptico (301) da unidade de captação (3) cruzar o campo de visão (11, 12) ou um dos campos de visão (11, 12).
29. Sistema de substituição de espelho, de acordo com a reivindicação 28, se se referir à reivindicação 20 ou 22, caracterizado por o eixo óptico (302) do elemento óptico (301) cruzar um dos campos de visão (11, 12) em um ponto de interseção (S) a uma distância máxima de 5 m até uma linha de limite lateral do veículo, em que a linha de limite lateral (13) é compreendida por uma linha de interseção de um plano em paralelo ao plano longitudinal central do veículo, plano esse que passa através de um ponto mais exterior lateral do veículo, com a estrada plana horizontal.
30. Sistema de substituição de espelho, de acordo com a reivindicação 29, caracterizado por um segmento da linha reta de visão (14) perpendicular à linha de limite lateral (13), segmento de linha esse que passa através do ponto de interseção (S) e é limitado pela

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8/8 limitação do campo de visão do espelho principal, está na região da curva de distorção r = f(a) para 0° < α < a_w com r'' = f' '(α) < 0.
31. Sistema de substituição de espelho, de acordo com a reivindicação 30, caracterizado por o ponto de inflexão (a_w; r_w) estar além do segmento da linha reta de visão (14) .
32. Sistema de substituição de espelho, de acordo com uma das reivindicações 17 a 31, caracterizado por o sistema de substituição de espelho ser adaptado para captar uma parte do veículo (10) por meio da unidade de captação (30).
33. Sistema de assistência ao motorista, caracterizado por compreende um sistema de câmera de acordo com uma das reivindicações 1 a 16.
34. Sistema de assistência ao motorista, caracterizado por que compreender um sistema de substituição de espelho de acordo com uma das reivindicações 17 a 32.
35. Sistema de assistência ao motorista, de acordo com a reivindicação 33 ou 34, caracterizado por o sistema de câmera (130) ser direcionado no sentido da frente quando observado em uma direção de condução para a frente do veículo.