CN110771153A - 具有不同快门模式的摄像机系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于一驾驶员辅助系统的摄像机系统，尤其是一种立体摄像机系统，所述摄像机系统包括一带有一第一孔径角的第一摄像机和一带有一第二孔径角的第二摄像机，其中，第一摄像机生成一广角摄像机图像，第二摄像机生成一远距离摄像机图像，其中，两个摄像机图像有一重叠区域。在此，第一摄像机是一卷帘式快门摄像机，以及第二摄像机是一全局式快门摄像机，其中，摄像机系统设置用于实现两个摄像机的同步。

Description

具有不同快门模式的摄像机系统
技术领域
本发明涉及一种用于一驾驶员辅助系统的摄像机系统，尤其是一立体摄像机系统，所述摄像机系统包括一带一卷帘式快门的摄像机和一带一全局式快门的摄像机。
背景技术
通常从现有技术中已知的立体摄像机由两个相同的摄像机组成，这两个摄像机具有相同的孔径角和具有相同快门模式的相同成像器。在快门模式中，分为卷帘式快门(所有像素被依次曝光并读出)和全局式快门(所有像素被同时曝光，然后依次读出)。
立体摄像机优选与全局式快门成像器一起运作，因为在此，即使在不同孔径角情况下，也可方便实现成像器所有像素的同步。在具有卷帘式快门成像器以及摄像机孔径角相同的立体摄像机中，也可实现像素曝光的良好同步性，从而甚至可以更高的精度建立深度图像。
在专利文献WO 2014/111814 A2中描述了如果带有卷帘式快门的成像器用在一其摄像机具有一不同孔径角的立体声摄像机系统中，怎样才能进行同步，以便使用这类摄像机也能生成具有可接收精度的深度图像。
发明内容
因此，本发明的一项任务是，提供一种新颖的、设置用于拍摄具有一高精度深度图像的摄像机系统。
该项任务通过一根据本发明权利要求1所述的装置和通过根据权利要求11所述方法来解决。有益的设计方案和实施方式是从属权利要求的主题。
首先要考虑的是，在立体摄像机系统中，不仅可使用具有不同孔径角的摄像机，而且还可使用具有不同成像器，尤其是具有不同快门模式的摄像机。在此，重要的是在确定距离时提供足够高的精度，因为不同的快门模式中，两个摄像机的像素是在不同时间曝光的。
本发明涉及一种用于一驾驶员辅助系统的摄像机系统，尤其是一种立体摄像机系统，所述摄像机系统包括一带有一第一孔径角的第一摄像机和一带有一第二孔径角的第二摄像机，其中，第一摄像机生成一广角摄像机图像，第二摄像机生成一远距离摄像机图像，其中，两个摄像机图像有一重叠区域。在此，第一摄像机是一卷帘式快门摄像机，而第二摄像机是一全局式快门摄像机，其中，摄像机系统设置用于实现两个摄像机的同步。第一摄像机和第二摄像机的光轴可彼此平行。
通过卷帘式快门摄像机和全局式快门摄像机适宜的同步，可检测远距离目标，并执行距离确定。尤其是在驾驶员辅助系统上，这有很大优点，因为在此有必要提前、精确地识别潜在的危险、周围环境的详情或其他交通参与者，以便通过驾驶员辅助系统采取相应措施。重叠区域优选在所拍摄广角摄像机图像中居中设置。但重叠区域也可设置在广角图像的另一任意图像区域中。
在一优选实施方式中，卷帘式快门摄像机设置用于触发同步。这意味着，进行同步的方式是，在一规定像素被卷帘式快门摄像机曝光时，第二摄像机的全局式快门被打开。在某一时间点，卷帘式快门摄像机和全局式摄像机整个图像传感器也进行规定像素的曝光。由此，所选像素规定了同步点。根据各相应情形，同步点可任意设置在重叠区域中。
在另一优选实施方式中，摄像机系统设置用于，使远距离摄像机图像的全局式快门被同步到重叠区域中心。因此，在该特定实施方式中，当重叠区域中一中心像素被卷帘式快门曝光时，全局式快门被触发。以此方式，可以一高距离精度拍摄所拍摄图像的一中心区域。这样做可实现的优点是，例如能在远距离检测到诸如遗落在车道(高速公路、乡村公路)上的装载货物等目标。
摄像机系统优选设置成，在识别到一与行驶情形相关的目标时，远距离图像的全局式快门的同步方法是，如果所识别目标在广角摄像机图像中被曝光，则所述全局式快门被触发。在此实施方式中，如果在广角摄像机中相关目标被卷帘式快门曝光时，则全局式快门被触发。即，在检测到一相关目标时，调节匹配两个摄像机的同步，从而可进行一替代选择的同步。在相关目标离开摄像机系统的拍摄区域后，摄像机重新进行正常的同步。以此方式，可精确确定所识别目标的大小和距离。这类目标例如可是另一交通参与者，例如一汽车或行人，或也可是一障碍物或一交通标志。
在另一优选实施方式中，卷帘式快门摄像机有一个100度到140度间的孔径角，孔径角优选在110度到130度之间，孔径角特别优选为120度。
其他有益的方式是，全局式快门摄像机有一个15度到35度间的孔径角，优选孔径角在20度到30度之间，特别优选的孔径角为25度。
特别优选的是，全局式快门摄像机具有一个是卷帘式快门摄像机的2n倍的分辨率，所述分辨率以“像素/度”为单位。指数n是从自然数和0的量中选择的。
在另一优选实施方式中，摄像机系统设置成，将一触发信号输出到一照明源，该照明源可以以脉冲方式运作以使得照明源与全局式快门摄像机同步运作。由于照明装置可准确地与快门同步，所以在全局式快门摄像机中使用脉冲式照明装置是有益的。通过脉冲式照明装置，全局式快门摄像机的检测性能尤其能在夜间或能见度较差情况下得到改善。
摄像机系统特别优选包括可脉冲式操控的照明源，并且所述照明源设置用于在不可见波长范围内提供照明。为避免造成其他交通参与者眩目，使用不可见脉冲式照明装置是极为有益的。脉冲式照明装置优选是指一红外照明装置。然而，也可考虑使用其他人类不可见光谱中的光源。
摄像机系统优选设置用于，通过对广角摄像机图像的分辨率求内插来放大摄像机重叠区域中的分辨率。由此，通过内插，可在重叠区域中模拟摄像机的一相同分辨率。
本发明还涉及一种用于使驾驶员辅助系统的摄像机系统，尤其是一立体摄像机系统同步的方法，该摄像机系统包括具有第一孔径角的第一摄像机和具有第二孔径角的第二摄像机，其中，第一摄像机生成一广角摄像机图像，第二摄像机生成一远距离摄像机图像，其中，两个摄像机图像有一个重叠区域，
其中，第一摄像机是一卷帘式快门摄像机，第二摄像机是一全局式快门摄像机，其中，全局式快门摄像机在卷帘式摄像机的一规定像素在重叠区域被曝光的时间点被同步。
附图说明
本发明的其他特征、效果和优点可从本发明优选实施例的描述中得出。
其中：
图1示出根据一优选实施方式由摄像机系统拍摄的图像的示例性图示；
图2示出根据一优选实施方式由摄像机系统拍摄的图像的另一示例性图示；
图3示出根据一本发明所述方法的流程示意图；
图4示出根据本发明所述摄像机系统的示意图。
具体实施方式
图1展示根据一优选实施方式由摄像机系统10拍摄的图像1的一示例性图示。在该图示中，展示了一广角摄像机图像2和一远距离摄像机图像3。此外，还可看到两个摄像机图像2和3的一个重叠区域6。同步点4处于该重叠区域6内。该同步点4由居中于重叠区域6内的一像素确定。因此，如果中央像素或同步点4被卷帘式快门曝光时，则进行同步。此外，在该图示中还展示了一车道5。
图2展示一根据一优选实施方式由摄像机系统10拍摄的图像1的另一示例性图示。如图1中所示，这里展示了各单一摄像机图像2、3以及重叠区域6。同样也可识别车道5。但在该图示中还检测到一相关目标7。在此情况下，所述相关目标7是处于车道5上的另一车辆。由于该目标7的检测，同步点4被移出摄像机图像1的中心，因此，现在它处于目标7的中心。因此，仅当被移动的同步点4的像素被卷帘式快门曝光时，全局式快门才被触发。
图3以示意图方式展示根据本发明所述方法的一流程图。在步骤S1中，拍摄一广角摄像机图像2。与此同时，在步骤S2中拍摄一远距离摄像机图像3，全局式快门首先被同步的方法是，如果重叠区域的中心在S1中被曝光，则全局式快门在一步骤S3被触发。重叠区域事先已在一校准步骤中被测定。例如，这一测定可在工厂就已完成。但是，两幅图像的重叠区域6可适度地连续在线补充校准。在步骤S4中，如果在重叠区域中检测到一目标时，则进行全局式快门摄像机同步的调整匹配。
图4展示了一根据本发明所述摄像机系统10的示意图。其中，展示了两台摄像机11和12。这两台摄像机11和12各相应有一不同孔径角。此外，一台摄像机被设计为卷帘式快门摄像机，另一台摄像机被设计为全局式快门摄像机。两台摄像机11和12又与一图像处理模块13相连接。
附图标记列表
1 摄像机图像
2 广角摄像机图像
3 远距离摄像机图像
4 同步点
5 车道
6 重叠区域
7 车辆
10 摄像机系统
11 第一摄像机
12 第二摄像机
13 图像处理模块
α 第一孔径角
β 第二孔径角
S1-S4 方法步骤

Claims (11)

1.用于一驾驶员辅助系统的摄像机系统(10)，尤其是一立体摄像机系统，包括一具有一第一孔径角(α)的第一摄像机(11)以及一具有一第二孔径角(β)的第二摄像机(12)，其中，第一摄像机(11)生成一广角摄像机图像(2)，第二摄像机(12)生成一远距离摄像机图像(3)，其中，两个摄像机图像(2、3)有一重叠区域(6)，
其中，
第一摄像机(11)是一卷帘式快门摄像机，第二摄像机(12)是一全局式快门摄像机，其中，摄像机系统(10)设置用于对两台摄像机(11、12)进行同步。
2.根据权利要求1所述的摄像机系统(10)，
其中，
卷帘式快门摄像机设置用于触发同步。
3.根据权利要求1至2中任一权利要求所述的摄像机系统(10)，
其中，
摄像机系统(10)设置用于，将远距离摄像机图像(3)的全局式快门与重叠区域(6)的中心同步。
4.根据权利要求1至2中任一权利要求所述的摄像机系统(10)，
其中，
摄像机系统(10)设置用于，当在重叠区域(6)中识别到一与行驶情况相关的目标(7)时，以如下方式对远距离摄像机图像(3)的全局式快门进行同步：即，如果所识别目标(7)在广角摄像机图像(2)中被曝光，则触发全局式快门。
5.根据上述权利要求中任一权利要求所述的摄像机系统(10)，
其中，
卷帘式快门摄像机具有一处于100度到140度之间，优选处于110度到130度之间，特别优选为120度的孔径角。
6.根据上述权利要求中任一权利要求所述的摄像机系统(10)，
其中，
全局式快门摄像机具有一处于15度到35度之间，优选处于20度到30度之间，特别优选为25度的孔径角。
7.根据上述权利要求中任一权利要求所述的摄像机系统(10)，
其中，
全局式快门摄像机具有一个为卷帘式快门摄像机的2n倍的分辨率，所述分辨率以“像素/度”为单位。
8.根据上述权利要求中任一权利要求所述的摄像机系统(10)，
其中，
摄像机系统(10)设置成，将一触发信号输出到一能够以脉冲方式运作的照明源，以使照明源与全局式快门摄像机同步运作。
9.根据权利要求8所述的摄像机系统，
其中，摄像机系统(10)包括能够以脉冲方式运作的照明源，并且所述照明源设置用于提供不可见波长范围内的照明。
10.根据上述权利要求中任一权利要求所述的摄像机系统(10)，
其中，
摄像机系统(10)设置用于，通过对广角摄像机图像(2)的分辨率进行内插来放大摄像机(11、12)的重叠区域(6)中的分辨率。
11.用于使驾驶员辅助系统的摄像机系统(10)、尤其是一立体摄像机系统同步的方法，所述摄像机系统包括一具有一第一孔径角的第一摄像机(11)以及一具有一第二孔径角的第二摄像机(12)，
其中，第一摄像机(11)生成一广角摄像机图像(2)，第二摄像机(12)生成一远距离摄像机图像(3)，其中，两个摄像机图像(2、3)具有一重叠区域(6)，
其中，第一摄像机是一卷帘式快门摄像机，第二摄像机是一全局式快门摄像机，
其中，全局式快门摄像机在卷帘式摄像机的一规定像素在重叠区域(6)中被曝光的时间点被同步。
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