CN103370224A - 具有用于监控车辆周边环境的装置的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有用于监控车辆周边环境的装置（2）的车辆（1），其中装置（2）包括多个图像捕获单元（3至10），该图像捕获单元的捕获区域（E3至E10）至少部分相互重叠并且构成至少一个重叠区域，其中借助于采用图像处理单元（11）通过图像捕获单元（3至10）捕获到的单个图像（B3至B10）中可生成车辆周边环境的整体图像（G）。根据本发明，图像捕获单元（3至10）被配置为晶圆级摄影机，并且集成在车辆（1）的前部区域、尾部区域和侧面区域中的车身组成部分中。

Description

具有用于监控车辆周边环境的装置的车辆

技术领域

本发明涉及一种具有用于监控车辆周边环境的装置的车辆，其中该装置包括多个图像捕获单元，它们的捕获区域至少部分重叠并且构成至少一个重叠区域，并且其中借助图像处理单元可从通过图像捕获单元所捕获到的单个图像中生成车辆周边环境的整体图像。

背景技术

从现有技术中已知具有用来监控和描绘车辆周边环境的装置的车辆，其中车辆的图像及其周边环境可显示给所述车辆的驾驶员。由此可为驾驶员生成更好的全方位视野，它在行驶的同时对后者起辅助功能或支持的作用。

DE102009051526A1公开了用于采用可设定或可调节的透视图（Perspektive）对车辆周边环境进行描绘的装置。该装置包含至少一个在车辆上的传感器部件，其中所述至少一个传感器部件被配置为测量到车辆周边环境的物体的距离。该装置还包含处理器，采用该处理器可基于该至少一个传感器部件所测量到的距离来产生周边环境的三维地图。此外，还设置有用于采用可调节的视角根据特定的行驶情形描绘周边环境的三维地图的显示。

US2006/0018509A1描述了一种用于产生图像的装置，该图像用来基于多个图像数据转换图像透视图，即从多个透视图像中产生立体图像。该装置包含具有两个摄影机的第一单元，该摄像机具有用于捕获第一图像数据的不同视角。此外，还设置有具有另外两个摄影机的第二单元，该摄像机具有用于捕获第二图像数据的不同视角，其中第二单元的摄影机中的至少一个的光学透镜的光轴与第一单元的摄影机中的一个的光学透镜的光轴平行。该单元另外如此设置使得每个单元的两个摄影机的光轴被配置为彼此不平行。

发明内容

本发明的目的是提供一种相对于现有技术改进的车辆，该车辆具有用来监控车辆周边环境的装置。

根据本发明采用具有权利要求1的特征的车辆来实现。

本发明的有利实施例是从属权利要求的主题。

车辆包含用来监控车辆周边环境的装置，其中该装置包含多个图像捕获单元，该图像捕获单元的捕获区域至少局部重叠并且构成至少一个重叠区域，并且其中借助图像处理单元从通过图像捕获单元所捕获到的单个图像中生成车辆周边环境的整体图像。

根据本发明，图像捕获单元被配置为晶圆级摄影机并且被集成在车辆的前部区域、尾部区域和侧面区域的车身组成部件中。

采用本发明的装置，由于图像捕获单元的布置和作为晶圆级摄影机的配置，可采用立体图像处理非常精确地捕获车辆周边环境并因此确定非常精确的空间情形和物体。除了出于警告目的获得距离信息以外，由此获得的信息还可用来在任意显示单元上的车辆周边环境的完整且精确的描绘。由于已经以特别有利的方式获悉车辆周边环境（即世界）中的物体大小及其距离，因此也可用于通过计算确定的虚拟图像捕获单元。如果为三维显示配置显示单元，则车辆周边环境的空间表示是可能的。为了使危险情况具有更好的可视性，也可基于车辆周边环境的空间情形的了解来产生人造虚拟画面，在其中例如不重要的组成部分可采用较低的强度来描绘而重要的组成部分在整体图像中可采用较强的强度描绘。整体图像也可从虚拟和真实的图像组成部分构成并因此可作为“增强现实”来表示。

此外，晶圆级摄影机能以较低成本制造。晶圆级摄影机同样需要非常小的安装空间，因此可几乎任意设置在车辆上。

采用大量的已安装晶圆级摄像机，可适宜地捕获完整的车辆周边环境，而无需单个摄影机的复杂枢轴机构。

由此可为驾驶员生成更好的全方位视野，在行驶同时（例如当回转车辆时）对后者起辅助功能或支持的作用。此外还可避免事故，该事故由于差的全方位视野（特别对于大型的且难以控制的车辆）频繁发生。

因此，该装置实现所谓的“环绕视图系统”和所谓的“顶视图系统”，前者示出在车辆周围的附近区域处的整体车辆周边环境，后者从鸟瞰视角显示车辆及其附近区域处的车辆周边环境。相对于现有技术已知的装置，对虚拟顶视图摄影机的实现不需要投影表面，因为在车辆周围环境中已经获知三维信息。因此，处在投影表面的区域上方或下方或前方或后方的区域可无失真地在整体图像上显示，其中由于在图像捕获单元之间的重叠区域可产生和显示三维信息。

附图说明

下面将参考附图详细阐述本发明的实施例的示例，在附图中：

图1是具有用于监控车辆周边环境的示意性示出的本发明的车辆。

具体实施方式

单独的图1示出本发明的车辆1的可能实施例的示例，它包含用来捕获车辆周边环境的装置2。

装置2包含多个图像捕获单元3至10，其中所述图像捕获单元3至10每个被配置为晶圆级摄影机。

晶圆级摄影机可理解为借助于所谓的WLC技术（WLC=晶圆级摄像机，Wafer Level-Camera）制成的摄影机。在WLC技术中，光学透镜直接设定在晶片上。晶圆级摄影机的生产也与在晶片上安装电路相似。因此大量的、特别上千的光学透镜同时安装在晶片上，随后在其上校准并且粘接。通过使用所谓的晶圆堆叠技术，可省略在常规制造方法中必要但成本密集的单独透镜安装和校准。最后，单独的晶圆级摄影机从晶片中切割出来并且放置在传感器模块上。这种技术的主要优点在于较低的制造成本。此外，大小为2.5毫米的晶圆级摄影机只有最小的常规摄影机模块的约一半大。但是可选地，这些晶圆级摄影机还可在切割之后采用光学透镜堆叠。在这种情况下，还可应用更高等级设计的光学透镜，同时还保留制造方法的基本特征。

为了尽可能完整地描绘车辆周边环境或位于驾驶员的直接视野区域外（在所谓的盲区）的车辆周边环境的至少关键区域，晶圆级摄影机集成在车辆1的前部区域、尾部区域和侧面区域的车身组成部件中并在其中对齐，使得在这些部分中的所描绘的捕获区域E3至E10每个都部分重叠。换言之，所描绘的车辆周边环境的部分区域由多个晶圆级摄影机监控并且在每种情况中构成重叠区域。

图像捕获单元3至5被布置在车辆1的前端并且监控车辆前方的区域。除了产生整体图像G以外，也就是说他们作为停车辅助或用于其它驾驶员辅助系统（诸如车道保持系统、夜视辅助、交通标志识别）的操作和/或用于物体识别。图像捕获单元3至5特别被集成在发动机罩、散热器格栅、保险杠、扰流板和/或装饰元件中。

图像捕获单元6、7、9、10集成在车辆1的侧面区域、车辆的车体组成部件中，并且设置用于监控车辆1旁边的车辆周边环境的区域。除了产生整体图像G以外，也就说提供图像捕获单元6、7、9、10用来操作所谓的盲区辅助。图像捕获单元6、7、9、10特别集成在侧视镜、扶手、车门、A柱、B柱、C柱和/或D柱和/或装饰元件中。

图像捕获单元8设置在车辆1的尾端上，提供该图像捕获单元用来监控车辆1后面的区域并且除了产生整体图像G以外，还优选提供作为后视备用摄影机。图像捕获单元8特别集成在行李舱门、保险杠、尾灯和/或装饰元件中。

借助于图像捕获元件3至10，捕获单个图像B3至B10并且传递到图像处理单元11。借助所述图像处理单元11，将单个图像B3至B10处理成整体图像G，其优选示出车辆周边环境中的车辆1。也就是说，将图像捕获单元3至10及由其捕获到的单个图像B3至B10组合以产生整体图像G，其中整体图像G优选三维地表示车辆周边环境和车辆1。

也可以用其他数量和布置作为对车辆的图像捕获单元3至10的所示出布置和数量的替代。

在车辆2的前部区域、尾部区域和侧面区域的图像捕获单元3至10的布置，实现了整体图像G的生成，这完整且真实详细地描绘了车辆周边环境。由于晶圆级摄影机的非常小的尺寸，所以可非常简单地集成图像捕获单元3至10而不会对车辆1的外观产生不利影响。

因此图像捕获单元3至10呈直线和/或不呈直线地相互邻近布置。

直线布置产生将单个图像B3至B10变成整体图像G的简单且特别立体的处理的优点。但备选或附加的是，也可考虑借助具有任意其它数量的图像捕获单元3至10的计算，其中例如实现将单个图像B3至B10变成整体图像G的三目镜（triokular）立体处理。

对于立体感和/或三目镜的计算，需要了解基宽（Basisbreiten，即在单个图像捕获单元3至10之间的距离），其中不同的基宽借助多个（特别是2个）图像捕获单元3至10的各种且适当的互连来实现。因此该基宽通过致动不同的图像捕获单元3至10来轻易改变。例如彼此离得较远的图像捕获单元3至10可捕获具有大基宽的图像。类似地，相互紧密邻近的图像捕获单元3至10可记录具有小基宽的图像。由于图像捕获单元3至10的设置并且作为晶圆级摄影机的配置，所以可实现基宽的调整而无需用来调节图像捕获单元3至10的复杂机构。

与本发明的装置结合的另一灵活性通过至少两个具有不同焦距的图像捕获单元（3至10）实现。在此优选指两个直接相邻的在晶圆级摄影机的阵列内构成摄影机对的图像捕获单元（3至10）。然而也可以想到两个或多个非直接相互相邻的图像捕获单元（3至10），它们在晶圆级摄影机的阵列内构成一个/多个摄影机对。因此可以以特别有益的方式将车辆周围的不同距离区域分解。

由于通过记录的图像产生大量数据，将图像处理单元11以直接空间邻近车辆1的图像捕获单元3至10的方式便利地布置以便将线缆数量和长度最小化。可选地，也可以在图像捕获单元3至10和图像处理单元11之间无线数据传输。图像捕获单元3至10狭小的安装空间，使得标准的采用插头的布线难以实现。因此，还可以以特别有益的方式使用柔性电路板，其中将多个图像捕获单元（3至10）布置在柔性电路板上。有利地，然后仅需要在电路板的端部的一个插头。特别有利的是，当建立电路板时使得图像捕获单元3至10可直接安装到在车身上设置的开口中。

为了确保捕获车辆周边环境的更稳健的监控，图像处理单元11与用来捕获车辆周边环境的其它传感器耦合。对此，图像捕获单元3至10与传感器融合使得在整体图像G的确定中实现通过图像捕获单元3至10捕获的图像数据和传感器数据的融合。其它的传感器特别包含超声波、雷达、激光雷达和激光传感器以及其它摄影机。

为了在照明不足的情形下（例如在黑暗的停车场或夜晚的户外）改善车辆周边环境的光学探测，其它的摄影机被配置成红外线摄影机。只有当对于用于捕获到的单个图像B3至B10的日光处理照明不充足时，才优选激活。红外摄影机特别是夜视辅助系统的组成部分。

因此不管白天和照明的时间，车辆周边环境、在车辆周边环境中的空间情况以及位于其中的物体的精确确定是可能的。

将图像捕获单元3至10的数量可选或额外地配置为红外摄影机，以用于确保当照明不足时车辆周边环境的检测。由此，用于实现夜视辅助系统的功能不需要额外的红外摄影机。

为了显示整体图像G，优选在车辆1的内部设置显示单元12，其中所述显示单元12被配置为用于整体图像G的三维且由此整体图像G的空间显示。显示单元12特别被配置为所谓的自动立体感显示器。

在改进方案中，也指采用导航装置的三维表示组合三维整体图像G的表示的选项，其中提供显示单元12用于显示整体图像G以及用于显示导航信息。

通过图像捕获单元的单个图像B3至B10的结合，和/或由单个图像B3至B10与其它传感器的传感器数据的融合，可计算虚拟的图像捕获单元，因为由于已知在车辆周边环境中的物体的尺寸和距离的所述组合和/或融合。因此，可在这个从任意透视图描述在其中的车辆周边环境和车辆1。

除了关于车辆1与出于警示目的的车辆周边环境中物体的距离信息的获取以外，通过图像捕获单元3至10和/或其它传感器捕获到的并通过图像处理单元11处理的信息还适合用来在显示单元12上的车辆周边环境和车辆1的正确且完整的描绘。为了确保在危险的情形中更好的可视度，基于在车辆周边环境中的空间情况的了解，还可产生并可视地显示人造虚拟的视图，其中在所述人造虚拟视图中优选减少不重要组成部分的强度。相反，优选增加在整体图像G中的重要组成部分的强度。此外，整体图像G可以是真实图像组成部分和虚拟图像组成部分的混合，由此使所谓的“增强现实”是可实现的。

附图标记列表

1             车辆

2             装置

3至10         图像捕获单元

11            图像处理单元

12            显示单元

B3至B10       单个图像

E3至E10       捕获区域

G             整体图像

Claims (9)

1.一种车辆（1），该车辆具有用于捕获车辆周边环境的装置（2），其中所述装置（2）包括多个图像捕获单元（3至10），该图像捕获单元的捕获区域（E3至E10）至少部分重叠并且构成至少一个重叠区域，其中借助于图像处理单元（11），可从通过图像捕获单元（3至10）捕获到的单个图像（E3至E10）中生成车辆周边环境的整体图像（G），其特征在于，

图像捕获单元（3至10）被配置为晶圆级摄影机，并且被集成在车辆（1）的前部区域、尾部区域和侧面区域中的车身组成部分中。

2.如权利要求1所述的车辆（1），其特征在于，至少多个图像捕获单元（3至10）直线地相互邻近布置。

3.如权利要求1或2所述的车辆（1），其特征在于，至少多个图像捕获单元（3至10）不呈直线地相互邻近布置。

4.如权利要求1至3中的一项所述的车辆（1），其特征在于，图像捕获单元（3至10）布置在柔性电路板上。

5.如上述权利要求中的一项所述的车辆（1），其特征在于，图像处理单元（11）与用来监控车辆周边环境的传感器耦合，其中在整体图像（G）的确定中实现由图像捕获单元（3至10）所捕获到的图像数据和传感器数据的融合。

6.如上述权利要求中的一项所述的车辆（1），其特征在于，图像处理单元（11）与至少一个显示单元（12）耦合，其中显示单元（12）被配置用于整体图像（G）的三维显示。

7.如上述权利要求中的一项所述的车辆（1），其特征在于，多个图像处理单元（3至10）被配置为红外线摄影机。

8.如上述权利要求中的一项所述的车辆（1），其特征在于，整体图像（G）由虚拟和/或真实的图像组成部分构成。

9.如上述权利要求中的一项所述的车辆（1），其特征在于，图像捕获单元（3至10）中的至少两个具有不同的焦距。

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