CN113596389A - 用于使车辆相机监视系统的相机与车辆对准的方法 - Google Patents

用于使车辆相机监视系统的相机与车辆对准的方法 Download PDF

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Abstract

本公开涉及用于使车辆相机监视系统的相机与车辆对准的方法。本公开涉及一种用于对准车辆相机监视系统(CMS)的相机的方法，其中相机(1)被安装在车辆(20)的一侧并且具有相机打开角度(10)，相机(1)包括至少一个图像传感器，该图像传感器具有全部传感器视场(FoV)的整个区域(11)，包括在第一区域(15)中以II类FoV形式的法律规定用于车辆后视设备的至少第一FoV，全部传感器FoV由相机打开角度(10)和相机(1)相对于车辆(10)的对准来定义，从车辆(20)的所述侧的边缘远离车辆延伸的II类FoV，以及由所述至少一个图像传感器记录的图像数据被转发到CMS的监视器(2)，以向车辆的驾驶员显示包括第一区域(15)的图像。

Description

用于使车辆相机监视系统的相机与车辆对准的方法
本申请涉及车辆相机监视系统。特别地，本申请涉及一种用于使车辆相机监视系统的相机与具有相机监视系统的车辆对准的方法。
提供了一种用于对准车辆相机监视系统的相机的改进方法，其中相机被安装到车辆的一侧并且具有相机打开角度，相机包括至少一个图像传感器，该图像传感器具有全部传感器视场(FoV)的整个区域，包括在第一区域中以II类FoV形式的法律规定用于车辆后视设备的至少第一FoV，全部传感器FoV由相机打开角度和相机相对于车辆的对准来定义，从车辆的所述侧的边缘远离车辆延伸的II类FoV，以及由至少一个图像传感器记录的图像数据被转发到CMS的监视器以向车辆的驾驶员显示包括第一区域的图像。
在当前的通用相机监视系统(CMS)中，至少一个相机被定向成使得相机视场(FoV)具有符合ECE指南R 46基本上在相机的光轴中心的II类FoV，如图4中对于沿着直行道路30行驶的卡车20所示。卡车20具有驾驶室22和拖车24，其中CMS的相机1安装在驾驶室22的左侧的驾驶员侧，并且CMS的监视器(未示出)被提供作为后视镜的替代、作为平视显示器等。已知的相机朝向具有的优点是，当笔直向前行驶时，以最佳清晰度记录定义要在监视器上显示的第一区域15的II类FoV。但是，当卡车10正在转弯并且对于定义要在监视器上显示的第二区域17的IV类FoV，清晰度下降，因为不能使用所记录的区段的大区域14。
图4还图示了相机打开角度10，其定义了相机1的全部传感器FoV的区域11，该区域11覆盖由于透镜效应而不能满足清晰度要求的两个边缘区域12、13。在这两个边缘区域12、13之间，存在所谓的浪费区域14，其未被使用以在II类FoV的区域15中具有最大化的清晰度，II类FoV的区域15部分地与IV类FoV的区域17部分重叠。区域15和17都沿着卡车10的侧面开始，而不是沿着卡车10的拖车14的侧面开始，但是第一区域15以相对于第二区域17的偏移开始，这符合ECE指南R 46的法律要求，关于不同FoV类别的更多详细信息参考该指南。
EP 2 765 031 B1涉及一种配备有观察系统的车辆，特别是商用车辆，其中该观察系统包括附接到车辆的图像捕获单元、连接到图像捕获单元的计算单元，以及连接到计算单元的再现单元。图像捕获单元包括具有光轴的透镜和数字图像感测单元。图像捕获单元附接到车辆，使得在使用时，使用第一法律规定的视场的至少一部分和第二法律规定的视场的至少一部分来感测车辆侧面上的观察区域，其中第一法律规定的视场被配置为使得驾驶员可以看到道路的至少5m宽、平坦的水平部分，该部分由平行于中间纵向垂直平面并且分别穿过车辆的驾驶员侧和乘客侧上车辆最外点的平面界定，并且从驾驶员的眼睛后面的30m延伸到地平线，并且使得驾驶员可以看到道路1m的宽度，其由平行于中间纵向垂直平面并穿过从穿过驾驶员眼睛的垂直平面后面的4m点开始的车辆最外点的平面界定。相对于数字图像感测单元布置透镜，使得光轴延伸穿过在数字图像感测单元上再现的第一法律规定视场的一部分，其中光轴朝车辆移动，使得光轴延伸通过第一法律规定视场的一部分。
根据WO 2013/019707 A1的另一种用于车辆的视觉系统包括至少一个布置在车辆上并具有外部视场的成像传感器。该成像传感器可操作以捕获图像数据。该成像传感器包括倾斜传感器或与倾斜传感器相关联。至少一个其它的倾斜传感器布置在车辆上。处理系统可操作以处理倾斜传感器的输出以确定车辆上至少一个成像传感器的对准或未对准。
从EP 2 490 175 A1中已知一种用于校准和/或对准安装在汽车中的相机的方法，其中相机包括图像传感器和计算装置，该计算装置可以计算图像中关注区域中的参数的值。
在WO 2017/080753 A1中描述了用于通过使用查找表将来自每个相机的原始图像转换成校正后的输出图像基于来自具有重叠视场的多个相机的图像数据来创建统一输出图像的系统和方法。通过基于重叠视场中的特征点检测和匹配生成更新的查找表，减轻相机的未对准。
DE 10 2014 006 153 A1涉及一种用于在车辆环境中显示间接视场的方法，特别是用于借助于相机监视系统显示车辆，特别是商用车辆的驾驶员和/或乘客的后视和视场的方法。用相机监视系统的至少一个相机，特别是借助于数字相机，记录整体视场，并将其显示在监视器上，使得监视器上显示的整体视场被划分为几个相邻的局部视场，这些视场各自以不同的相关联放大系数和/或失真度来显示。
US 10,284,818 B2提供了一种校准处理，该处理使用带标记或刻度线的多条平行线进行多相机图像拼接校准。当车辆正在沿着车辆组装线移动时，校准系统可以校准相机和系统。当车辆正在移动时，特定目标触发图像捕获。可选地，校准系统可以利用用户可致动的输入来提供手动校准处理，用户可以在查看从车辆相机捕获的图像数据得出的显示图像的同时执行该手动校准处理。捕获的图像数据包括其中相机的视场重叠的区域，在重叠的区域处布置一个或多个目标或标记，以便于校准一个或多个相机。
对于II类和IV类，需要简单调整单个相机的FoV，同时确保高清晰度和FoV利用。
本公开的目的是进一步开发已知方法以克服现有技术的缺点。
本公开的目的通过一种方法来实现，该方法包括对准相机以及相机打开角度，使得第一区域被布置在相机的图像传感器所捕获的图像的水平最外侧位置处和/或在显示在监视器上的图像的垂直最外侧位置处。
根据一个实施例，全部传感器FoV的整个区域包括两个边缘区域，这两个边缘区域不满足后视设备的监视器上的图像的清晰度要求，并且第一区域被布置为紧邻第一边缘区域。
根据本发明，还提出，整个区域跨越至少90°的角度，优选地大约100°，和/或第一边缘区域和第二边缘区域各自跨越高达5°的角度。
本公开的方法还可以包括取决于车辆的转弯状况，特别是当车辆是具有驾驶室和拖车的卡车时，将第一区域平移到平移的第一区域，其中相机被安装到驾驶室并且II类FoV从车辆的所述侧的拖车的边缘延伸，并且在通过弯道时，平移是在拖车相对于驾驶室弯曲至少90°之后。
此外，提出将第一区域布置在模拟后视镜的监视器的右上方区域中，并且将平移的第一区域布置在模拟后视镜的监视器的左上方区域中。
本公开的实施例还可以包括：对准从车辆的所述侧的边缘远离车辆延伸的IV类FoV，以及对准II类FoV，使得IV类FoV的第二区域被显示在监视器上。
还提出，本公开的方法包括在第二区域和第二边缘区域之间在从车辆的所述侧的边缘远离车辆延伸的第三区域内提供V类FoV。
根据本公开，提出了相机与至少一个透镜相关联，该透镜优选地具有均匀的变形或者是全变透镜。
通过本公开还提出在具有由CMS的透镜减小的变形的图像区域中至少布置第一区域，优选地布置第一区域和平移的第一区域、第二区域和/或第三区域。
另外，提供了一种车辆，特别是具有驾驶室和拖车的卡车形式的车辆，其具有CMS，该CMS具有安装在车辆的一侧并根据本发明对准的单个相机。
还提出，单个相机在驾驶员侧和/或车辆在其每一侧具有单个相机。
因此，本申请为具有可以记录至少II类FoV的单个相机的CMS和具有均匀变形的透镜提供了解决方案，以在CMS的监视器上显示具有法律要求的区域的图像。所记录的图像可以如例如在US2018/0224108中所描述的那样被处理以模拟平面和/或弯曲的后视镜。
简而言之，根据本申请，选择相机的朝向，使得相机打开角度以如下方式对准：即，法律要求的图像部分(即，II类FoV)位于由相机的图像传感器捕获的图像的水平最外侧位置和/或在监视器上显示的图像的垂直最外侧位置。
仅在相机的图像传感器的边缘区域由于透镜效应而无法满足清晰度要求的情况下，这种选择才受到限制。因此，取决于透镜，图像到图像传感器的距离可能变化。另一个限制可能是在具有曲率时图像传感器的物理边缘。
当结合附图阅读时，将更好地理解前述发明内容以及以下详细描述。为了说明的目的，在附图中示出了本说明书的某些示例。但是，应该理解的是，本发明不限于所示的精确布置和仪器。结合在本说明书中并构成本说明书的一部分的附图图示了与本说明书一致的系统的实现，并且与说明书一起用于解释与本发明一致的优点和原理。
在所附的权利要求书、附图和下面给出的根据本发明的首部的优选实施例的描述中解释了本发明的其它特征、细节和优点。
图1a、1b、1c是在街道上行驶的本公开的卡车上的示意性平面图，其图示了分别具有直式拖车、弯曲式拖车和V类FoV的车辆相机监视系统的相机的全部传感器FoV的区域；
图2a、2b、2c是如在监视器上显示的关于图1a、1b和1c定义的区域的示意图；
图3是图示全变透镜的效应的监视器视图；以及
图4是在街道上行驶的卡车上的示意性平面图，其图示了现有技术的车辆相机监视系统的相机的全部传感器FoV的区域。
图1a示出了与关于图4已经讨论的情况类似的情况，其中卡车20在道路30上行驶，其拖车24直的布置在其驾驶室22的后面。但是，根据本公开的实施例的具有卡车20的CMS的均匀变形透镜(未示出)的一个相机1被定向成使得相机打开角度10以以下方式被对准，即，提供模拟卡车20的后视镜的后视设备的法律要求的图像部分(即，II类FoV)的第一区域15被布置在相机1的图像传感器的水平最外侧位置上，紧接在FoV的第一边缘区域12旁边，其不满足清晰度要求，这基本上是由于透镜效应造成的。这种朝向不仅在要求的II类区域15中而且在第二IV类区域17中也具有清晰的图像。
图2a描绘了CMS的监视器2，监视器2替代了附接到卡车20的侧面的外部后视镜。包括第一区域13和第二区域17的全部传感器FoV的区域11的显示图像作为拼接图像具有改善的总体印象，其允许卡车20的驾驶员看到更多细节。在监视器2的右上方区域中示出了第一区域15。
相对于图1a和2a描述的相机朝向可以实现第一区域15的最大可能的平移度，如图1b中所示具有弯曲的拖车24，其描绘了II类FoV的平移的第一区域18。例如，在相机打开角度为100°且假设边缘区域12的5°的角度区域由于图像部分的模糊或不准确而无法使用的情况下，拖车24的端部仍然可以在大于90°的弯曲下被捕获，这是由于第一区域13平移到平移的第一区域16。所述平移导致在监视器2的上角区域之间沿着图2b中的箭头A的移位。因此，与如图1b中所示的具有与直式拖车24相关联的原始第一区域15的情况相比，用本公开的方法实现的相机朝向在向前和向后转弯时允许非常高的平移余量，以允许拖车24的端部仍保持在平移的第一区域16中。
因此，如上所述的对准允许在转弯时通过沿着方向A平移来校正II类FoV，从而获得如图2b中所示的监视器2上的所有所需信息。
该对准除了使得能够平移II类FoV之外，还允许观察如图1c中所示并且对于图2c中的监视器图像进一步图示的V类FoV的第三区域18。这是由于没有浪费如图4中用于现有技术相机对准的区域14所指示的FoV区域。分别获得的区域在用于IV类FoV的第二区域17和第二边缘区域14之间，第二边缘区域14释放足够的区域以允许记录第三区域18。
虽然已使用均匀的变形透镜实现了针对图1a至图2c所述的对准，但本公开的相机对准也可以应用于全景透镜，其中相机被对准，此外，如图3中所示，使得II类FoV的第一区域15被布置在透镜的低变形区域19中。在这种情况下，与具有均匀变形透镜的情况相比，没有清晰度损失的平移范围更小。
本领域技术人员将认识到，可以在不脱离本发明的广泛发明构思的情况下对上述实施例进行改变。因此，应理解，本文公开的发明不限于所公开的特定实施例，而是旨在涵盖在本发明的精神和范围内的修改。
参考标志
1 CMS的相机
2 监视器
10 相机打开角度
11 全部传感器FoV的区域
12 FoV的边缘区域
13 FoV的边缘区域
14 FoV的未使用区域
15 II类FOV的区域
16 II类FoV的平移区域
17 IV类FoV的区域
18 V类FoV的区域
19 低变形的区域
20 卡车
12 驾驶室
24 拖车
30 街道
A 平移方向

Claims (11)

1.一种用于对准车辆相机监视系统(CMS)的相机的方法，其中
相机(1)被安装至车辆(20)在车辆的一侧上并且具有相机打开角度(10)，
相机(1)包括至少一个图像传感器，该图像传感器具有全部传感器视场(FoV)的整个区域(11)，包括在第一区域(15)中以II类FoV形式的法律规定用于车辆后视设备的至少第一FoV，
全部传感器FoV由相机打开角度(10)和相机(1)相对于车辆(10)的对准来定义，
II类FoV从车辆(20)的所述侧的边缘远离车辆延伸，以及
由所述至少一个图像传感器记录的图像数据被转发到CMS的监视器(2)，以向车辆的驾驶员显示包括第一区域(15)的图像，
所述方法包括
对准相机(1)以及相机打开角度(10)，使得第一区域(15)被布置在相机(1)的图像传感器所捕获的图像的水平最外侧位置处和/或在显示在监视器(2)上的图像的垂直最外侧位置处。
2.如权利要求1所述的方法，其中，
全部传感器FoV的整个区域(11)包括两个边缘区域(12，13)，其不满足后视设备的监视器(3)上的图像的清晰度要求；以及
第一区域(15)被布置为紧邻第一边缘区域(12)。
3.如权利要求2所述的方法，其中，
整个区域(11)跨越至少90°的角度，优选地约为100°，和/或
第一边缘区域(12)和第二边缘区域(13)各自跨越至多5°的角度。
4.如前述权利要求中的任一项所述的方法，还包括
取决于车辆(20)的转弯情况，将第一区域(15)平移到平移的第一区域(16)，特别是当车辆(20)是具有驾驶室(12)和拖车(24)的卡车时，其中相机(1)被安装到驾驶室(12)，并且II类FoV从车辆(20)的所述侧的拖车(24)的边缘延伸，并且在通过弯道时，平移是在拖车(24)相对于驾驶室(22)弯曲至少90°之后。
5.如权利要求4所述的方法，其中
第一区域(15)被布置在模拟后视镜的监视器(2)的右上区域中，并且
平移的第一区域(16)被布置在模拟后视镜的监视器(2)的左上方区域中。
6.如前述权利要求中的任一项所述的方法，还包括
对准从车辆(20)的所述侧的边缘远离车辆延伸的IV类FoV，并且对准II类FoV，使得在监视器(2)上显示IV类FoV的第二区域(17)。
7.如权利要求6所述的方法，还包括
在第二区域(17)和第二边缘区域(13)之间在从车辆(20)的所述侧的边缘远离车辆延伸的第三区域(18)内提供V类FoV。
8.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中
相机(1)与至少一个透镜相关联，其中透镜优选地具有均匀的变形或者为全变透镜。
9.如权利要求8所述的方法，还包括
在具有由CMS的透镜减小的变形的图像区域中至少布置第一区域(15)，优选地布置第一区域(15)和平移的第一区域(16)、第二区域(17)和/或第三区域(18)。
10.一种车辆(20)，特别是具有驾驶室(12)和拖车(24)的卡车形式的车辆，其具有CMS，该CMS具有安装在车辆(20)的一侧并根据前述权利要求中的任一项被对准的单个相机(1)。
11.如权利要求10所述的车辆(20)，其在驾驶员侧具有单个相机(1)和/或在车辆的每一侧具有单个相机。
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