CN109936730A - 用于捕获车辆环境的视像系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于具有牵引车和拖车的车辆的视像系统，包括捕获单元、处理单元和再现单元，捕获单元具有捕获车辆周围视像区域的图像传感器，再现单元用于再现由捕获单元捕获的视像区域的第一图像部分和第二图像部分。如果牵引车和拖车在车辆纵向上基本对齐，则处理单元从图像传感器的视像区域获得第一原始位置的第一图像部分和第二原始位置的第二图像部分，如果牵引车和拖车以彼此之间形成基本上不等于0°的角度布置，则处理单元从图像传感器的视像区域获得第一修改位置的第一图像部分和/或第二修改位置的第二图像部分。在再现单元上的原始位置和修改位置的第一图像部分的分辨率高于原始位置和修改位置的第二图像部分的分辨率。

Description

用于捕获车辆环境的视像系统

技术领域

本发明涉及一种用于捕获车辆（特别是具有半拖车、拖车或可相对于驾驶室旋转并延伸到后部的另一部分的商用车辆）周围环境的视像系统。

背景技术

根据现有技术，分别可附接的并且分别附接至驾驶室和牵引车外侧的后视镜是已知的。利用后视镜，驾驶员可以(至少部分地)在拖车急转期间(例如在转弯或转向期间)通过相应的头部运动来监测拖车周围的车辆环境。

在本公开的意义上的拖车包括通过拖车联接器联接到车辆（分别为牵引机和牵引车单元）的拖车，例如位于牵引车的后部或下部从而可旋转地至少连接到垂直轴的拖车。一般而言，拖车是延伸到后部的部分，其设置在车辆的驾驶室后面，并且构成车辆的一部分，其相对于驾驶室可横向移动（可转弯）并且可以在转弯期间围绕垂直轴相对于驾驶室旋转。铰接式车辆（Articulated frame steerer）或铰接式列车（articulated trains）也是本发明意义上的拖车。

近来，车辆后视镜越来越多地被摄像系统（视镜替代系统）取代，或者至少由摄像系统补充。在这方面，为车辆规定的普通镜系统（例如外部后视镜（主视镜）、车内后视镜或商用车辆的广角镜和前视镜）被替换或补充。利用这种视镜替代系统，通常由视镜可见的相应视野通过例如位于车辆内部的监视器或另一再生单元偶尔永久地和实时地显示给车辆的驾驶员，使得车辆的驾驶员可以在任何时间看到相应的视野，尽管他既没有直接观察相应的视野也没有设置视镜。此外，车辆的摄像系统在所谓的高级驾驶员辅助系统（ADAS）的框架内建立，利用该系统，摄像系统捕获的（例如取决于当前相应的驾驶情况的）数据也被显示给车辆的驾驶员；或者，为了控制车辆的其他部件（例如在距离和/或障碍物检测、驾驶车道状况检测、跟踪稳定性辅助、交通标志检测等的框架内），该系统可用于解释捕获的图像数据。

根据现有技术，用于具有牵引车和拖车的商用车辆的视镜替代系统是已知的，其具有两个或更多个摄像机，每个摄像机具有不同的开度角以捕获不同的视野（通常是根据ECE R46在II类和IV类中的视野）。通常，这些摄像机固定连接到车辆的牵引车。如果拖车具有与牵引车不同的定向，即，如果拖车没有设置在牵引车的纵向轴线上，则具有两个摄像机的视像系统被配置成使得用于捕获车辆环境的两个摄像机中的至少一个围绕水平定向的车辆的垂直轴（法线轴）旋转。然而，旋转机构容易受到环境影响和机械影响（例如振动）而造成损坏。或者，如果使用具有两个摄像机的视像系统并且拖车相对于牵引车具有不同的定向，则从用于广角部分的摄像机的视像区域切出要捕获的车辆环境并且以放大的方式在监视器上描绘。然而，用于广角部分的摄像机由于图像捕获角度较大而具有较低的基本分辨率，因此从广角部分切出的图像部分的分辨率也较低，这不能提供对车辆环境的可靠评估。或者，对于具有两个摄像机的视像系统，用于主视野的摄像机的视像区域在主视野内数字化地旋转，由此，仅可以有限地捕获车辆环境，并且由于摄像机的最大捕获角度有限，牵引车和拖车之间的极端扭结角（extreme kink angles）偶尔也不会被捕获到。

例如， DE 10 2015 218 033 A1公开了一种视像系统，其具有用于捕获两个不同视野的两个摄像机和用于再现视野的至少一个监视器。其中公开的视像系统被配置为使得其适配监视器图像，使得其能够确保获得足够的后部视像。监视器图像的适配通过机械地旋转相应的摄像机及其所捕获的视野或通过使用计算和控制设备和适合的图像处理程序来移动监视器上显示的相应摄像机图像的一个图像部分而进行。在DE 10 2013 214 368A1和DE 10 2013 214 369 A1中公开了用于再现车辆的侧向和/或后向环境部分的其他方法和装置。

然而，对于具有摄像系统和拖车的车辆，如果拖车相对于牵引车具有不同的定向，即，如果牵引车纵向轴线的角度与拖车纵向轴线的角度不同，则存在驾驶员不能充分监视与车辆靠近（紧挨）的部分的问题，因为通过使用摄像系统，头部的移动不会引起由摄像机捕获的环境部分的位移。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种用于车辆（特别是具有牵引车和拖车的商用车辆）的基于摄像机的视像系统，其能够让驾驶员在任何时候都能可靠地评估车辆周围（特别是拖车周围）的环境。

利用根据权利要求1的视像系统、根据权利要求22的视像系统装置和根据权利要求23的视镜替代系统来解决上述目的。优选实施例在从属权利要求中给出。

本发明基于以下的构思：提供一种用于具有牵引车和拖车的车辆的视像系统，其包括具有至少一个图像传感器的捕获单元，用于以图像数据的形式捕获车辆周围的视像区域，至少一个处理单元，用于处理由捕获单元捕获的图像数据，和至少一个再现单元，用于再现由捕获单元捕获的视像区域的第一图像部分和第二图像部分。捕获单元能够附接到牵引车，并且以固定且稳定的方式附接到牵引车，即，捕获单元具有相对于牵引车的恰好一个预定的工作位置。如果牵引车和拖车在车辆的纵向上基本对齐，即牵引车和拖车之间的角度是0°，则处理单元被配置成使得其从至少一个图像传感器的视像区域的第一原始位置获得/取出第一图像部分而在第二原始位置获得/取出第二图像部分，如果牵引车和拖车以基本上不等于0°的角度彼此布置，则从第一修改位置获得/取出第一图像部分和/或在第二修改位置获得/取出第二图像部分。在这方面，在再现单元上的原始位置和修改位置的第一图像部分的分辨率总是高于再现单元上的原始位置和修改位置的第二图像部分的分辨率。

因此，根据本发明的视像系统是基于从由图像捕获单元捕获的单个视像区域提取至少两个图像部分（即至少第一图像部分和第二图像部分）的想法，取决于拖车相对于牵引车的位置，第一图像部分和第二图像部分的位置在图像传感器的视像区域内变化。如果车辆直线向前或向后行驶，其中拖车布置在牵引车后面，使得其在车辆的纵向上与牵引车基本对齐，并且牵引车和拖车之间的角度约为0°，在再现单元上示出的两个图像部分均设置在原始位置，这允许驾驶员可靠地监视和评估车辆周围的环境（特别是拖车周围的环境）。在转弯过程中（例如在陆地上转弯、转向或在操控过程中），拖车都会甩尾（sheers out）。这导致拖车相对于牵引车的定向与拖车的定向不同。牵引车和拖车包括不等于0°（特别是明显不等于0°）的角度。为了确保驾驶员仍然能够可靠地查看拖车周围的环境，处理单元从视像区域内的修改位置获取至少两个图像部分中的至少一个（即第一图像部分或第二图像部分）。换句话说，在拖车的甩尾过程中，处理单元相应地分别切出并提取与图像捕获单元和图像传感器的视像区域不同的位置处的图像，其使得驾驶员即使在拖车发生甩尾而与牵引车成角度布置时也可以对拖车周围的环境进行可靠的评估。术语“视像区域（area ofview）”是指捕获车辆环境从而被描绘的传感器的表面，即，处理单元分别获取图像传感器的原始状态和修改状态的不同位置的部分。

术语“基本上对齐”不仅指牵引车和拖车的精确对齐布置（即，牵引车和拖车之间的角度恰好为0°的布置），而且还包括牵引车和拖车之间的夹角布置为0°的小偏差，因此并不固定地限于0°，优选为40°，更优选为30°，还更优选为15°。术语“基本上对齐”所包含的偏差取决于各种操作参数，例如转向角或速度，并且取决于相应的运行情况，因此是可变的。此外，术语“基本不等于0°”不限于与0°不同的所有角度，而是指根据上述输入值检测的角度，其中车辆环境的捕获是不充分的，优选地，角度在90°（拖车垂直于牵引车设置）与40°（更优选地是50°，还更优选地是60°，还更优选地是65°）之间。

这里，取出、切出和提取是指在整个视像区域内发生相应图像部分的数字位移，使得与原始图像部分不同的另一个修改图像部分被至少部分地从图像捕获单元的单个视像区域选择并取出。 结果，从视像区域读出另一图像部分，该图像部分与原始图像部分至少部分地不同。因此，避免了摄像机的部件的机械旋转和移动。 对于环境影响（例如振动）而言，该视像系统是稳健的（robust），并且能够以成本效益高的方式进行制造。

具有第一图像部分和第二图像部分的单个视像区域可以通过计算程序生成（如果使用多个摄像机），也可以通过具有单个传感器以及合适的透镜布置和几何形状的单个摄像机“立刻 ”记录。通过分别生成和记录单个视像区域，该视像区域具有第一图像部分和第二图像部分，并且被配置成即使在拖车发生最大甩尾（sheering out）的情况下也能捕获车辆环境，因此， 可能会发生在整个视像区域内的数字旋转。 因此，即使在拖车发生最大甩尾的情况下也可以移动图像部分，使得在主行驶方向上的拖车后端周围的环境仍然可以被驾驶员看到。

为了使驾驶员始终能够可靠地评估拖车周围的环境，必须使在再现单元上的每个位置（即在原始位置和在修改位置处）的至少一个第一图像部分始终比在再现单元上的第二或每个另外的图像部分都具有更高的分辨率。因此，再现单元上的第一图像部分的分辨率总是必须高于再现单元上的至少一个第二图像部分的分辨率，不管是否仅从视像区域的修改位置取出第一图像部分，或者是否仅从视像区域的修改位置取出第二或每个另外的图像部分，或者是否第一图像部分和第二图像部分从拖车甩尾所引起的视野区域的第一修改位置和第二修改位置取出。因此，确保了驾驶员总是能够以足够清晰的方式在再现单元上观看到第一图像部分。

通过处理图像数据（借助于处理单元的数据处理），可以在再现单元上生成比第二图像部分的分辨率更高的第一图像部分的分辨率。然而，优选地实现更高的分辨率，因为图像传感器的视像区域具有高分辨率，在其整个表面上具有恒定的良好质量，并且在再现单元上以这种高分辨率描绘第一图像部分，而第二图像部分的尺寸减小以便在再现单元上进行描绘，因此，在再现单元上描绘的分辨率低于第一图像部分。换句话说，再现时的第二图像部分的尺寸相对于捕获时的第二图像部分的尺寸有所减小，而再现时的第一图像部分的尺寸相对于捕获时的第一图像部分的尺寸保持恒定，或仅减小到在第二图像部分的减小程度之上的程度。还可以想到，对再现时的第一图像部分的尺寸相对于捕获时的第一图像部分的尺寸进行放大。原则上，在再现单元上再现时的第二图像部分的尺寸总是必须按比例缩小，使得由缩放产生的分辨率低于再现时的第一图像部分的分辨率。通过再现单元上描绘的图像部分之一的相对尺寸缩减，该图像部分具有比尺寸缩减程度相对较低的图像部分更低的分辨率。

术语“分辨率”可以表示某个表面上的像素数量。 然而，优选地，术语“分辨率”表示“每长度单位（例如mm）的线对的分辨率”，它可以通过调制传递函数（MTF）来描述，其被定义为在观看给定的线条式样期间的图像对比度与对象对比度的关系或者实际图像对比度与理想图像对比度的关系。

处理单元用于图像处理和图像编辑（例如，选择第一图像部分和第二图像部分的合适尺寸，以便满足在再现单元上描绘时的第一图像部分的分辨率总是高于在再现单元上描绘时的第二图像部分的分辨率的标准），并且有时也可以用作图像捕获单元和/或再现单元（视像系统-ECU）的控制单元，并且可以接收图像捕获单元和/或再现单元的控制信号和/或可以将控制信号输出到图像捕获单元和/或再现单元。 或者，图像捕获单元和/或再现单元也可以由车辆相关控制单元（车辆ECU）控制。 处理单元可以与图像捕获单元或再现单元分开设置，也可以集成在图像捕获单元或再现单元中。

再现单元可以安装在驾驶室内，使得驾驶员可以毫不费力地观察它（例如在左侧A柱或右侧A柱或中心），并且可以是监视器（例如TFT、LCD、OLED 监视器等）。图像捕获单元可以包括采用CMOS或CCD技术的一个或多个摄像机。

图像捕获单元可以包括两个或更多个摄像机，其捕获具有非常高分辨率的至少一个第一图像部分和至少一个第二图像部分，这对于所有摄像机是相同的，使得图像传感器的视像区域总体来说在其整个表面上具有高分辨率。然而，优选地，图像捕获单元具有单个摄像机，该摄像机还优选地具有一个具有高分辨率的单个图像传感器。特别是具有单个传感器的单个摄像机通过使用和选择特殊的透镜装置作为光学元件来主动配置，使得能够在所需视像区域实现实际上彼此相互矛盾的要求，例如广角描绘（即具有大图像角度的描绘），以及具有高分辨率的基本上无失真和失真少的描绘（例如主视野描绘）。例如在未公开的德国专利申请DE 10 2017 108 569.6中描述了具有单个图像传感器的摄像机，其内容通过引用结合于此。单个摄像机的优点在于，在修改位置处取出另一个图像部分时的分辨率不会从高分辨率突然改变为低分辨率。此外，为了在取出图像部分期间，不需要为了使用完整的广角视野而进行切换。此外，通过使用单个摄像机实现了成本效益高的视像系统。

第一图像部分可以至少在原始位置包括第一法定视野和/或第二图像部分可以包括第二法定视野。在这方面，可以想到的是，在移动第一图像部分和/或第二图像部分期间，第一原始图像部分仍被示出为附加的第三图像部分，特别是，如果移动的图像部分之一不再描绘法定的视野，而是描绘法定的视野之外的视野。因此，在原始位置的图像部分的工作位置处示出了对应于两个法定视野的两个图像部分。在从拖车的甩尾过程中显示三个视野，其中一个视野对应于原始位置的第一法定视野，另一个视野对应于修改位置的第一视野，取决于第二视野是否移位，最后一个视野对应于原始位置的第二合法指定视野或修改位置的第二视野。在这种情况下，第一图像部分不移位并且不被修改位置的第一图像部分替换，而是保持为第三附加图像部分。此外，可以想到的是，尽管拖车发生甩尾，第一图像部分和第二图像部分仍然作为附加图像部分显示给驾驶员，而第一图像部分和第二图像部分分别移位到第一修改位置和第二修改位置。在原始位置的第一图像部分和/或第二图像部分的描绘可以在一个或多个另外的再现单元上发生。然而，优选地，第一图像部分和/或第二图像部分移位到相应的修改位置，而没有在相应的原始位置同时另外描绘第一图像部分和/或第二图像部分。

优选地，第一图像部分的第一法定视野包括主视野和/或第二图像部分的第二法定视野包括广角视野，例如它们在 欧盟规章ECE R46中规定为主视野II和广角视野IV。主视野和广角视野中的分辨率必须符合ECE R46对于工作位置（最小分辨率）的要求。

优选地，第一图像部分在图像传感器的视野中定位和定向，使得其描绘第一原始位置的牵引车的一部分，使得驾驶员还可以查看与牵引车相邻的环境的一部分，并且具有更好的空间定向。在这方面，牵引车的该部分可以在主视野和/或广角视野中描绘。

根据优选实施例，原始位置的第一图像部分和修改位置的第一图像部分具有拖车的参考点。例如，拖车的沿主行驶方向的后端或前端、拖车后轮、拖车的最后轴线等可以用作参考点。

在使图像部分相对于图像部分移位期间，参考点可以移位，即，可以在修改的移位位置处相对于其原始位置改变其位置。然而，优选的是，第一原始位置和第一修改位置的第一图像部分内的参考点被布置在图像传感器上的相同位置处，使得其例如总是与再现单元的边缘具有相同的距离，从而使驾驶员易于对拖车在其环境中进行空间分类。例如，在整个转弯期间，拖车的末端与再现单元的垂直边缘保持一定距离。因此，参考点仅停留在跟踪图像传感器上的相同位置的相应图像部分的动态阶段。如果拖车在没有图像部分位移的情况下甩尾，即，在小转向角或小时间延迟的情况下，参考点在所示的原始图像部分中移动，而不会停留在相同位置。

优选地，第一图像部分和第二图像部分至少部分地在图像传感器上彼此相交。

优选地，再现单元具有用于再现第一原始位置的第一图像部分的限定的第一显示部分和用于再现第二原始位置的第二图像部分的限定的第二显示部分。例如，对于在上下方向上的延伸大于在宽度方向上的延伸的矩形再现单元，第一图像部分可以占据再现单元的2/3的上部再现表面，而第二图像部分占据再现单元的1/3的下部再现表面，或者第一图像部分占据再现单元的3/4的上部再现表面，而第二图像部分占据再现单元的1/4的下部再现表面。或者，两个图像部分也可以彼此相邻地布置，即，以水平相邻/邻接布置。优选的是，第一图像部分在其表面上显示在比第二图像部分更大的显示部分中，以确保第一图像部分在再现期间具有比第二图像部分更高的分辨率。

优选地，限定的第一显示部分的尺寸与限定的第二显示部分的尺寸之间的比率是固定/不可改变的，以便允许驾驶员始终对显示部分上显示的车辆环境进行可靠的分类。然而，还可以想到的是，如果需要更好地描绘车辆环境，则改变限定的第一显示部分的尺寸相对于限定的第二显示部分的尺寸之间的比例。 例如，可以颠倒第一图像部分和第二图像部分（例如，主视野和广角视野）的描绘，或者可以相对于在描绘原始位置的图像部分期间的原始划分而改变再现单元的整个再现表面的划分，例如从原始的1：3改为1：4等。

优选地，由修改位置的第一图像部分和/或第二图像部分所描绘的部分布置得比由原始位置的第一图像部分和/或第二图像部分所描绘的部分更靠近或更远离牵引车。

替代地或另外地，修改位置的第一图像部分的尺寸和/或第二图像部分的尺寸与原始位置的第一图像部分的尺寸和/或第二图像部分的尺寸相同。然而，还可以想到的是，如果有助于更好地理解车辆环境，相对于原始位置的第一图像部分的尺寸和/或第二图像部分的尺寸，修改位置的第一图像部分的尺寸和/或第二图像部分的尺寸是可变的（更小或更大）。

可选地或另外地，修改位置的第一图像部分的纵横比和/或第二图像部分的纵横比与原始位置的第一图像部分的纵横比和/或第二个图像部分纵横比相同。然而，还可以想到的是，如果有助于更好地理解车辆环境，相对于原始位置的第一图像部分的纵横比和/或第二图像部分的纵横比，修改位置的第一图像部分的纵横比和/或第二图像部分的纵横比是可变的。

如果在将第一图像部分和/或第二图像部分移位到修改位置期间特别是第一图像部分的可变尺寸或可变纵横比尤其是有利的，原始位置的第一图像部分作为附加的第三图像部分保留，以符合特别是关于永久显示法定视野的法律要求。 在这种情况下，可以根据需要扩大/缩小修改位置的第一图像部分的尺寸，以改变其形状或纵横比，而不管法律要求如何，因为除了在修改位置的第一图像部分之外，通过将第一图像部分保持在原始位置来维持法律要求。

优选地，第一显示部分适于在原始位置和修改位置同时再现第一图像部分，第二显示部分适于再现第二图像部分。在这方面，在原始位置的第一图像部分具有相对于在修改位置的第一图像部分沿与车辆的纵轴水平正交的方向改变的缩放。换句话说，在再现单元的安装状态下，再现单元的显示部分可以被配置为使得原始位置的第一图像部分和修改位置的第一图像部分都显示在布置在顶部的显示部分（即第一显示部分）上，以及在再现单元的安装状态下，第二图像部分显示在布置在底部的显示部分（即第二显示部分）上。在这方面，原始位置的第一图像部分在与车辆纵轴水平正交的方向上具有与修改位置的第一图像部分在与车辆纵轴水平正交的方向上的缩放比例所不同的另一缩放比例。具体地，原始位置的第一图像部分被示出为相对于修改位置的第一图像部分被压缩，即，例如，在与车辆纵轴水平正交的方向上的像素列丢失。因此，驾驶员甚至可以更好地评估安装有视像系统的车辆侧面的车辆环境，其中可以在再现单元上以压缩方式识别/查看车辆的至少一部分。

优选地，处理单元适于从安装在车辆上的信号装置接收用于描述牵引车和拖车之间的角度关系的信号。取决于控制信号，处理单元从传感器的视像区域获取（或不获取）修改的第一位置和/或第二位置的第一图像部分和/或第二图像部分。在这种情况下，信号装置可以适于产生手动控制信号，由此，如果驾驶员不能可靠地观察环境在车辆周围，他可能需要根据驾驶情况从视野中取出另一个图像部分。另外或替代地，信号装置可包括车辆传感器，其适于产生控制信号。用于产生手动控制信号的信号装置可包括门操作器控制面板、触摸板/屏幕、仪表板等。车辆传感器可包括用于检测转向角和/或拖车的扭结角（kinkangle）、车轮位置、齿速（gear rate）传感器、ABS（防抱死制动系统）传感器、图像分析装置等的装置。特别地，每个传感器都适合产生用于检测拖车相对于牵引车的定向的信号。

优选地，处理单元基于控制信号而使第一修改位置和第二修改位置的第一图像部分和第二图像部分在整个视像区域（例如整个广角视野）不断地适应车辆的行驶情况，从而驾驶员可以在任何时间观察车辆（尤其是拖车）周围的环境，并且通过适合于驾驶情况（所谓的拖车平移/拖车跟踪）的描绘来增加车辆的操作安全性。 换句话说，在动态跟踪的情况下，至少一个被跟踪（移位）的图像部分可以在车辆的操作期间采用无数个位置。

行驶情况可能是转弯（向前或向后）。

根据另一方面，本发明具有一种视像系统装置，其具有如上所述的两个视像系统。两个视像系统可以安装在车辆的驾驶室的左、右外侧，并且可以相对于彼此镜像地配置。两个视像系统的处理单元可以彼此通信，使得它们交换数据。例如，特定视像系统的处理单元可以交换图像/视频数据或控制命令。数据交换最好通过板载总线系统（CAN总线）的电缆连接进行。然而，还可想到的是，在处理单元之间还存在其他类型的数据传输，例如通过蓝牙或WLAN。在拖车甩尾期间，取决于交换的数据，两个视像系统可以分别将第一图像部分和/或第二图像部分从第一原始位置和第二原始位置分别移位到第一修改位置和第二修改位置，或者两个视像系统中只有一个将至少一个原始图像部分移位到修改位置，而其他图像部分保持在相应的原始位置。两个视像系统之间的数据交换具有以下优点：分别构成数据处理和编辑的基础的算法可以以更稳定的方式运行。例如，通过安装在车辆上的两个视像系统之间的数据交换，通过将单个/特定视像系统从信号设备接收的信号与两个视像系统中的另一个所接收到的信号进行比较，可以评估该单个/特定视像系统从信号设备接收的信号是否正确（校正算法）。

根据本发明的另一方面，用于车辆（特别是具有牵引车和拖车的商用车辆）的视镜替代系统具有如上所述配置的视像系统或具有包含如上所述两个视像系统的视像系统装置。

附图说明

在下文中，基于附图示例性地描述了本发明，其中相同的附图标记表示相同的部件。其中：

图1a示出了根据本发明的用于车辆的两个视像系统；

图1b示出了根据本发明的替代实施例的用于车辆的两个视像系统；

图2示出了具有对齐布置的牵引车和拖车的车辆的平面图，其中第一图像部分和第二图像部分处于原始位置；

图3示出了图像捕获单元的视像区域，其中第一图像部分和第二图像部分位于图2的原始位置；

图4示出了再现单元，其描绘了位于图2和图3的原始位置的第一图像部分和第二图像部分；

图5示出了具有彼此成角度的布置的牵引车和拖车的车辆的平面图，其中第一图像部分处于修改位置，第二图像部分处于图2的原始位置；

图6示出了图像捕获单元的视像区域，其中第一图像部分位于图5的修改位置，第二图像部分位于图2的原始位置；

图7示出了再现单元，其描绘了位于图5的修改位置的第一图像部分和位于图2的原始位置的第二图像部分；

图8示出了再现单元，其通过调制传递函数示意性地描绘了第一图像部分和第二图像部分；

图9示出了具有彼此成角度的布置的牵引车和拖车的车辆的平面图，该车辆具有包含在车辆左右布置的视像系统的根据本发明的视像系统装置；

图10示出了左视像系统的视像区域；

图11示出了右视像系统的视像区域；

图12示出了表示车辆左侧环境的左再现单元；

图13示出了表示车辆右侧环境的右再现单元。

具体实施方式

图1a示出了两个视像系统100，每个视像系统100能够安装在车辆（特别是诸如卡车的商用车辆）的驾驶室的外侧的左侧和右侧。 每个视像系统100具有图像捕获单元10，其具有两个摄像机11，每个摄像机11具有一个图像传感器12。或者，图像捕获单元10还可以具有多于两个的摄像机11和/或每个摄像机11可以具有多于一个的图像传感器。 此外，每个视像系统100具有处理单元20和再现单元30。处理单元20耦合到图像捕获单元10和再现单元30。有时，每个处理单元20可以与其他系统组件耦合（见虚线）。

图像捕获单元10适于以图像数据（例如视频数据）的形式捕获车辆环境的图像。处理单元20处理和编辑由图像捕获单元捕获的图像数据，使得这些图像数据可以由再现单元30再现。具体地，处理单元处理图像数据，使得在再现单元30上所描绘的第一图像部分总是比在再现单元30上所描绘的第二图像部分具有更高的分辨率（例如，通过适当缩放第一图像部分和第二图像部分）。另外，处理单元20还可以例如分别向/从图像捕获单元10和/或再现单元30输出和接收控制信号。

在图1b中，示出了根据本发明的视像系统200的替代实施例。与图1a中所示的视像系统100相反，图1b中所示的视像系统200仅具有一个带有图像传感器12的摄像机11。摄像机11可以具有单个或多个图像传感器12并且适于捕获车辆周围的视像区域，其包括（例如在ECE R46中定义的）主视野和广角视野。

图2示出了具有牵引车2和拖车3的车辆1的平面图。在图2所示的驾驶情况下，例如在沿直线向前或向后行驶时（见图2中的点划线），牵引车2和拖车3沿着车辆1的纵向基本上对齐。 在这方面，术语“基本上对齐”包括小转向角，其不需要对图像部分进行调整（跟踪）。

图3示出了在图2所示的驾驶情况期间（即，沿直线向前或向后行驶）图像捕获单元的图像传感器12的捕获部分和视像部分40。如图3所示，视像系统100、200的摄像机11适于捕获一个单独的共同视像区域40，该区域对应于捕获车辆1周围环境的传感器表面。对于单个共同视像区域，视像区域包括（例如在ECE R46中定义的）主视野和广角视野。也就是说，不管图像捕获单元是由多个摄像机11组成还是仅由单个摄像机11组成，它只占用一个视像区域。利用多个摄像机11或具有多个图像传感器12的单个摄像机11，通过将摄像机11和图像传感器12的图像分别编辑/拼接在一起的合适的计算软件生成共同区域40。通过具有单个图像传感器12的单个摄像机11，视像区域40通过作为光学元件的合适的透镜布置而产生，使得对于所期望的视野，可以实现实际上矛盾的要求（例如广角描绘，即具有大图像角度的描绘）和具有更高分辨率的基本上无失真和失真少的描绘（例如主视野描绘）。

视像区域40包括第一图像部分410，其包括法定的主视野411。此外，视像区域40包括第二图像部分420，其包括法定的广角视野421。法定 的主视野和广角视野的要求例如在ECE R46中定义。从图3可以看出，第二图像部分420包括法定的广角视野421、第一图像部分410和法定的广角视野421以及车辆1的牵引车 2和拖车3的一部分。第一图像部分410设置在图3所示的行驶状态中，即，在纵向上对齐的牵引车2和拖车3处于第一原始位置A处。第二图像部分410设置在图3所示的行驶状态中的第二原始位置B处。

在图2的平面图中还可以看到第一图像部分410和包括在其内的法定的主视野411以及第二图像部分420和包括在其内的法定的广角视野421。

图4示出了具有矩形形状的再现单元30，其在图4中的上下方向上比在宽度方向上具有更长的延伸，以及第一显示部分31和第二显示部分32。在再现单元30安装在车辆1上的状态下，第一显示部分31设置在第二显示部分32的上方，并覆盖再现单元30的整个显示表面的2/3左右。因此，在再现单元30安装在车辆1上的状态下，第二显示部分32位于第一显示部分31下方并相应地覆盖再现单元30的整个显示表面的1/3左右。在第一显示部分31中，再现了包括法定的主视野411的第一图像部分410。在第二显示部分32中，再现了包括法定的主视野421的第二图像部分420。具体地，原始位置A的第一图像部分410对应于第一显示部分31，原始位置B的第二图像部分420对应于第二显示部分32。

如图3所示，由图像捕获单元10捕获时的第二图像部分420大于由图像捕获单元10捕获时的第一图像部分410。然而，与此相反，在再现单元30上描绘时的第一图像部分410大于在再现单元30上描绘时的第二图像部分420。为此，捕获时的第二图像部分420的尺寸分别通过处理单元20相对于捕获时的第一图像部分410改变和缩小，使其在再现时小于图像部分410。由于尺寸减小，第二图像部分420的分辨率也降低。第一图像部分410的尺寸可以保持或者可以以比第二图像部分420更小的程度进行减小。只要满足对分辨率的最小要求，第一图像部分410也可以被放大。这确保了在再现单元30上描绘时的第一图像部分410总是具有比在再现单元30上描绘时的第二图像部分420更高的分辨率。

如图4所示，在第一显示部分31中，驾驶员观察牵引车2的一部分和拖车3的后边缘（在拖车3的后边缘上具有参考点P），因此， 可以可靠地评估车辆周围（特别是拖车周围）的环境。

一旦车辆1的拖车3在驾驶操纵期间（诸如转弯或转向）开始从与牵引车2在纵向上对齐的布置移动到与牵引车成角度的布置，第一图像部分410就由处理单元20移位，使得在第一图像部分中仍然可以看到参考点P。为了避免即使在驾驶员进行小转向运动时（这通常在例如沿车道直线向前行驶或直线向后行驶时发生）处理单元20也开始对第一图像部分410进行移位，在达到拖车3和牵引车2之间的某个固定限定的角度之前，处理单元20不会发生第一图像部分410的移位。可替代地或附加地，还可以想到的是，在一定的固定限定的时间延迟之后（即，如果拖车3和牵引车2还没有重新采用对齐的布置经过一段时间后），处理单元20开始对第一图像部分410进行移位。

图5示出了车辆1的平面图，其中牵引车2和拖车3不再在车辆1的纵向上对齐，而是彼此成角度地布置，例如在车辆1的转弯或转向期间。 具体地，拖车3布置成与牵引车2成角度α。优选地，相应图像部分的位移在达到特定角度α之前不开始，例如在达到α≥30°之前，优选地α≥20 °，进一步优选α≥10°，更进一步优选α≥5°。

图6示出了在图5所示的驾驶情况期间（即在转弯或转向期间）图像捕获单元10的图像传感器12的捕获部分和视像区域40。如图3所示，视像区域40具有第一图像部分410和第二图像部分420。然而，在构成图6基础的驾驶情况期间（即转弯或转向），第一图像部分410设置在第一修改位置A'，而第二图像部分420仍然处于第二原始位置B。换句话说，图6所示的驾驶情况期间的第一图像部分410由处理单元20从视像区域40的另一个地点/位置获取，并且通过获取图3所示的驾驶情况期间之外的多个中间位置而连续地移动到该另一位置。具体地，可以在图6中看到。第一图像部分410从视像区域40的位置A'处获得，使得第一图像部分410包括拖车3的后边缘，并因此包括参考点P。参考点P允许驾驶员在拖车3的环境中对拖车3进行分类，并且评估牵引车2和拖车3之间的角度α有多大。图6中所示的第一图像部分410不再在位置A'处包括法定的主视野411，而第二图像部分420在图6所示的驾驶情况期间仍处于原始位置B，仍包括法定的广角视野412。

图7示出了图4中描述的具有第一显示部分31和第二显示部分32的再现单元30。还如图4所示，在安装在车辆1上的状态下，第一显示部分31设置在第二显示部分32上方并且覆盖再现单元30的整个显示表面的2/3左右，并且第二显示部分32相应地在第一显示部分31的下方覆盖再现单元30的整个显示表面的大约1/3。与图4所示的再现单元30相反，利用图7所示的再现单元30，在修改位置A'处再现第一图像部分410，而不是法定的主视野411。如图4所示，在第二显示部分32中，再现了包括法定的主视野421的第二图像部分420。具体地，处于修改位置A'的第一图像部分410对应于第一显示部分31，第二图像部分420对应于第二显示部分32。

还可以想到的是，仅第二图像部分420被移位或者图像部分410、420都被移位。不管图像部分410、420中的哪一个被移位以及它移位多远，总是要确保再现单元30上的第一图像部分410被描绘为具有比第二图像部分420更高的分辨率。 如上所述，这可以通过对第一图像部分410和/或第二图像部分420进行适当缩放来获得。

处理单元20优选地从信号装置（未示出）接收控制信号，以便向处理单元20示出拖车3相对于牵引车2从对齐布置移动到成角度布置。信号装置可以是由驾驶员手动操作的信号装置，例如触摸板/触摸屏、门操作控制面板等。如果驾驶员意识到他不再观察车辆周围（特别是拖车周围）的环境，并且因此不再查看预定的相关参考点，因此，他可以通过手动输入向处理单元20发信号以相应地移动相关图像部分410、420。这样他就可以重新查看拖车和参考点周围的环境。在这种情况下，驾驶员定义位移量。可选地或另外地，信号装置可以是自动信号装置，例如转向角传感器、位置传感器等。自动信号装置永久地检测拖车3是否仍然设置在与牵引车2对齐的布置中。一旦自动信号装置检测到拖车3和牵引车2之间的成角度布置，它就向处理单元20输出信号，该信号还包括拖车3和牵引车2之间的角度有多大的信息，使得处理单元20可以将对应的图像部分410、420移位到位置A'，并且可以从视像区域40的位置A'处分别获得对应的图像部分410、420，这允许驾驶员查看在拖车3处的参考点P。

图8示出了具有第一显示部分31和第二显示部分32的再现单元30，如已经参考图4和 7所描述的那样。在第一显示部分31中，借助于线光栅（在图8中沿左右方向延伸的黑线处用短划线描绘的灰度）示意性地描绘了主视野，例如，它用于调制传递函数（MTF）。线光栅描绘了对象对比度。在第二显示部分32中，借助于线光栅示意性地示出了广角视野。在两个线光栅中，定义了测量范围Y，其总是包括四条线。在每个测量范围Y内，定义测量值X，其在主视野描绘中具有相同的值/量和广角视野描绘。在第一显示部分31中所示的主视野的线光栅中，测量值X对应于线的宽度，而在第二显示部分32中示出的用于广角视野的线光栅中，测量值X对应于四条线的宽度，并且因此对应于测量范围Y。显示部分31中的主视野的线光栅和显示部分32中的广角视野的线光栅的线都在图8的图像平面中从上到下延伸并且具有固定的距离。

调制传递函数MTF是用于非相干描绘（incoherent depictions）的评估标准。具体地，调制传递函数是用于描绘的清晰度/锐度和对比度的度量，并且被定义为图像对比度与对象对比度的比率或者实际图像对比度与理想图像对比度的比率。

在右侧，邻近主视野的描绘和广角视野的描绘，相应的线光栅以正弦形图像调制来描绘。正弦形图像调制描绘了图像对比度。从可以分别与主视野和广角视野相关联的正弦形图像调制中可以看出，在主视野中的图像对比度与对象对比度的关系（振幅大、波长小）比在广角视野中（振幅小、波长大）更大。因此，主视野的正弦形图像调制中的测量值X包括正好为半波长的延伸，而广角视野的正弦形图像调制中的测量值X恰好包括两个波长。因此，主视野的线光栅的线对之间的距离小于广角视野的线光栅的线对之间的距离，而主视野总是具有比广角视野更高的分辨率。

图8中所示的调制传递函数是分别描述和定义图像分辨率的多种方式之一，并且是当前优选的描述方式。 当然，也可以想到其他分辨方式，例如每个定义的描绘表面显示的像素。

如同图5，图9示出了车辆1的平面图，其中牵引车2和拖车3不再在车辆1的纵向上对齐，而是例如在车辆1的转弯或转向期间以彼此成角度的方式布置。具体地说，拖车3相对于牵引车2以角度α布置。此外，在图9所示的实施例中，视像系统100L沿主行驶方向布置在牵引车2的左外侧，视像系统100R沿主行驶方向布置在牵引车2的右外侧。视像系统100L、100R对应于视像系统100，但是也可以对应于视像系统200。视像系统100L、100R都被配置为使得它们彼此之间可以交换数据，例如图像数据、控制命令等。

视像系统100L捕获车辆1沿主行驶方向左侧的环境的视像区域40L。视像区域40L包括广角视野420L和主视野410L。视像系统100R捕获车辆1沿主行驶方向右侧的环境的视像区域40R。视像区域40R包括广角视野420R和主视野410R。

图10分别示出了在图9所示的驾驶情况下（即在转弯或转向期间）视像系统100L的图像传感器的捕获区域和视像区域40L。如图9所示，视像区域40L具有第一图像部分410L和第二图像部分420L。然而，在形成图10的基础的驾驶情况，即转弯或转向时，第一图像部分410L设置在第一修改位置A2'，而第二图像部分420L设置在第二原始位置B2。换句话说，在形成图10的基础的驾驶情况下，第一图像部分410L由视像系统100L的处理单元从视像区域40L的另一位置取出，通过获取牵引车2和拖车3基本对齐的行驶状态以外的多个中间位置，由视像系统100L的处理单元连续地移动到该另一个位置A2'。具体地，在图10中可以看出，第一图像部分410L是从视像区域40L的位置A2'处获取的，使得第一图像部分410L包括拖车3的端面4的一部分（拖车的表面以基本上对齐的布置面向牵引车2）和参考点P2。参考点P2当前位于端面4沿主行驶方向的左边缘的大致中心，但是也可以位于端面4的任何其他位置。参考点P2允许驾驶员在其左侧环境中评估拖车3并且评估牵引车2和拖车3之间的角度α有多大。如在上述实施例中，图10中所示的第一图像部分410L在位置A2'处不再包括（未画出的）主视野，而在形成图10的基础的驾驶情况下仍然处于原始位置B2的第二图像部分420L连续地包括（未画出的）广角视野。

图11分别示出了在图9所示的驾驶情况下（即在转弯或转向期间）视像系统100R的图像传感器的捕获区域和视像区域40R。如图9所示，视像区域40R具有第一图像部分410R和第二图像部分420R。然而，在形成图11的基础的驾驶情况，即转弯或转向时，第一图像部分410R设置在第一修改位置A1'，而第二图像部分420R设置在第二原始位置B1。换句话说，在形成图11的基础的驾驶情况下，第一图像部分410R由视像系统100R的处理单元从视像区域40R的另一位置取出，通过获取牵引车2和拖车3基本对齐的行驶状态以外的多个中间位置，由视像系统100R的处理单元连续地移动到该另一个位置A1'。具体地，在图11中可以看出，第一图像部分410R是从视像区域40R的位置A1'处获取的，使得第一图像部分410R包括拖车3的端面4的后边缘的一部分以及参考点P1。参考点P1当前位于后边缘的上角处，但是也可以定位在拖车3的端面4的后边缘的任何其他位置上或任何其他参考位置处。参考点P1允许驾驶员在其右侧环境中评估拖车3并且评估牵引车2和拖车3之间的角度α有多大。如在上述实施例中，图11中所示的第一图像部分410R在位置A1'处不再包括（未画出的）的主视野，而在形成图11的基础的驾驶情况下仍然处于原始位置B1的第二图像部分420R连续地包括（未画出的）广角视野。

图12示出了再现车辆左侧环境的再现单元30L，其具有第一显示部分31L和第二显示部分32L。再现单元30L对应于上述再现单元30。在图12所示的再现单元30L中，处于修改位置A2'的第一图像部分410L对应于显示部分31L，第二图像部分420L对应于原始位置B2的第二图像部分420L。

图13示出了再现车辆右侧环境的再现单元30R，其具有第一显示部分31R和第二显示部分32R。 再现单元30R对应于上述再现单元30。在图13所示的再现单元30R中，处于修改位置A1'的第一图像部分410R对应于显示部分31R，第二图像部分420R对应于原始位置B1的第二图像部分420R。

车辆的左侧和右侧环境也可以在共同的再现单元30中描绘。

在如图9至13所示的实施例中，左视像系统100L和右视像系统100R都使第一图像部分410L、410R移位，使得拖车3相对于牵引车2转弯时，驾驶员可以查看车辆的左侧和右侧的环境。 然而，还可以想到仅左侧第一图像部分410L或右侧第一图像部分410R或第一和第二图像部分410L、4210R、420L、420R中的三个或所有第一和第二图像部分410L、410R、420L、420R被移位。

明确指出，出于原始公开的目的以及出于限制所要求保护的发明的目的，在本说明书和/或权利要求中公开的所有特征都旨在单独地且彼此独立地公开，而不依赖于实施例和/或权利要求中的特征的组成。明确指出，出于原始公开的目的以及出于限制所要求保护的发明的目的，实体群组的所有数值范围或指示都公开了每个可能的中间值或中间实体，特别是作为数值范围的限制。

附图标记

1 车辆

2 牵引车

3 拖车

4 拖车端面

10 图像捕获单元

11 摄像机

12 图像传感器

20 处理单元

30，30L，30R 再现单元

31，31L，31R 第一显示部分

32，32L，32R 第二显示部分

40，40L，40R 视像区域

410，410L，410R 第一图像部分

411 第一次法定视野，主视野

420，420L，420R 第二图像部分

421 第二法定视野，广角视野

100，100L，100R，200 视像系统

A，A1，A2 第一原始位置

A'，A1'，A2' 第一修改位置

B，B1，B2 第二原始位置

P，P1，P2 参考点

α 牵引车和拖车之间的角度

X MTF测量值

Y MTF测量范围

Claims (23)

1.具有牵引车（2）和拖车（3）的车辆（1）的视像系统（100，200），包括：

捕获单元（10），具有至少一个图像传感器（12），其用于以图像数据的形式捕获所述车辆周围的视像区域（40），其中所述捕获单元（10）能够附接到所述牵引车（2），

至少一个处理单元（20），用于处理由所述捕获单元（10）捕获的所述图像数据，和

至少一个再现单元（30），用于再现由所述捕获单元（10）捕获的所述视像区域（40）的至少一个第一图像部分（410）和至少一个第二图像部分（420），

其中，如果所述牵引车（2）和所述拖车（3）在所述车辆（1）的纵向上基本对齐，则所述处理单元（20）从所述至少一个图像传感器（12）的所述视像区域（40）获得第一原始位置（A）的所述第一图像部分（410）和第二原始位置（B）的所述第二图像部分（420），和

其中，如果所述牵引车（2）和所述拖车（3）以彼此之间形成基本上不等于0°的角度布置，则所述处理单元（20）从所述至少一个图像传感器（12）的所述视像区域（40）获得第一修改位置（A'）的所述第一图像部分（410）和/或第二修改位置的所述第二图像部分（42），和

其中，在所述再现单元（30）上的所述原始位置（A）和所述修改位置（A'）的所述第一图像部分（410）的分辨率高于在所述再现单元（30）上的所述原始位置（B）和所述修改位置的所述第二图像部分（420）的分辨率。

2.根据权利要求1所述的视像系统（100，200），其中，所述图像捕获单元（10）具有单个摄像机（11）。

3.根据权利要求2所述的视像系统（100，200），其中，所述单个摄像机（11）具有单个图像传感器（12）。

4.根据前述权利要求中任一项所述的视像系统（100，200），其中，所述第一图像部分（410）包括主视野和/或所述第二图像部分（420）包括广角视野。

5.根据权利要求4所述的视像系统（100，200），其中，所述主视野包括第一法定视野（411）和/或所述广角视野包括第二法定视野（421）。

6.根据前述权利要求中任一项所述的视像系统（100，200），其中，所述第一图像部分（410）被定位和定向在所述图像传感器（12）的所述视像区域（40）上，使得其描绘了位于所述第一原始位置（A）的所述牵引车（2）的一部分。

7.根据前述权利要求中任一项所述的视像系统（100，200），其中，在所述原始位置（A）的所述第一图像部分（410）和在所述修改位置（A'）的所述第一图像部分（410）具有所述拖车的参考点（P）。

8.根据权利要求7所述的视像系统（100，200），其中，所述参考点（P）在所述第一原始位置（A）处和所述第一修改位置（A' ）的所述第一图像部分（410）内位于所述第一图像部分（410）的相同位置处。

9.根据前述权利要求中任一项所述的视像系统（100，200），其中，所述第一图像部分（410）和所述第二图像部分（420）在所述图像传感器（12）上彼此部分地相交。

10.根据前述权利要求中任一项所述的视像系统（100，200），其中，所述再现单元（30）具有限定的第一显示部分（31）和限定的第二显示部分（32），所述限定的第一显示部分（31）用于再现位于所述第一原始位置（A）的所述第一图像部分（410），所述限定的第二显示部分（32）用于再现位于所述第二原始位置（B）的所述第二图像部分（420）。

11.根据权利要求10所述的视像系统（100，200），其中所述限定的第一显示部分（31）的尺寸与所述限定的第二显示部分（32）的尺寸的比率是不变的。

12.根据前述权利要求中任一项所述的视像系统（100，200），其中，由位于所述修改位置（A'）的所述第一图像部分（410）和/或所述第二图像部分（420）所描绘的所述部分与由位于所述原始位置（A，B）的所述第一图像部分（410）和/或所述第二图像部分（420）所描绘的所述部分相比，布置得更靠近所述牵引车（2）或更远离所述牵引车（2）。

13.根据权利要求11或12所述的视像系统（100，200），其中，在所述修改位置（A'）的所述第一图像部分（410）的尺寸和/或所述第二图像部分（420）的尺寸等于在所述原始位置（A，B）的所述第一图像部分（410）的尺寸和/或所述第二图像部分（420）的尺寸。

14.根据权利要求12所述的视像系统（100，200），其中在所述修改位置（A'）的所述第一图像部分（410）的纵横比和/或所述第二图像部分（420）的纵横比等于在所述原始位置（A，B）的所述第一图像部分（410）的纵横比和/或所述第二图像部分（420）的纵横比。

15.根据权利要求10或11所述的视像系统（100，200），其中，所述第一显示部分（31）适于在所述原始位置和所述修改位置同时再现所述第一图像部分（410），以及所述第二显示部分（ 32）适于再现所述第二图像部分（420）。

16.根据权利要求15所述的视像系统（100，200），其中，在所述原始位置的所述第一图像部分（410）具有相对于在所述修改位置的所述第一图像部分（ 410）沿与所述车辆的纵轴水平正交的方向改变的缩放。

17.根据前述权利要求中任一项所述的视像系统（100，200），其中，所述处理单元（20）适于从安装在所述车辆（1）上的信号装置接收用于描述所述牵引车（2）和所述拖车（3）之间的角度比的信号，并且基于所述控制信号获取或不获取位于所述修改的第一位置和/或第二位置的所述第一图像部分（410）和/或所述第二图像部分（420）。

18.根据权利要求17所述的视像系统（100，200），其中，所述信号装置适于产生手动控制信号。

19.根据权利要求17或18所述的视像系统（100，200），其中，所述信号装置包括适于产生所述控制信号的车辆传感器。

20.根据前述权利要求中任一项所述的视像系统（100，200），其中，所述处理单元（20）基于所述控制信号而使所述第一修改位置和第二修改位置（A'）的所述第一图像部分（410）和所述第二图像部分（420）不断地适应所述车辆（1）的行驶情况。

21.根据权利要求20所述的视像系统（100，200），其中所述行驶情况是转弯。

22.根据权利要求1至21中任一项所述的具有两个视像系统（100L，100R）的视像系统装置，其中，所述两个视像系统（100L，100R）的处理设备（20）适于交换数据。

23.用于具有根据权利要求1至21中任一项所述的视像系统（100，200）或具有根据权利要求22所述的视像系统装置的车辆的视镜替代系统。