CN117041709A - 光学传感器系统以及具有光学传感器系统的机动车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种光学传感器系统(1)，所述光学传感器系统包括：n≥2个光学透镜系统(2a‑2n)；单个成像光学传感器装置(3)；数目对应于所述光学透镜系统(2a‑2n)的数目的多个光导装置(4a‑4n)，所述光导装置在所述透镜系统(2a‑2n)与所述光学传感器装置(3)之间延伸，其中所述透镜系统(2a‑2n)中的每一个分别与所述光导装置(4a‑4n)中的一个相关联，其中所述光学传感器系统(1)包括切换装置(5)，所述切换装置被设计成在所述光导装置(4a‑4n)之间选择性地切换。
Description
技术领域
本发明涉及一种光学传感器系统，所述光学传感器系统包括n≥2个光学透镜系统、单个成像光学传感器装置、数目对应于所述光学透镜系统的数目的多个光导系统，所述光导装置在所述透镜系统与所述光学传感器装置之间延伸，其中所述透镜系统中的每一个分别与所述光导装置中的一个相关联。
背景技术
基于现有技术，已知为机动车辆提供多个相机设备，以便感测机动车辆环境，从而尤其能够检测到车辆环境中的障碍物。此类相机设备以本身已知的方式包括透镜系统以及成像光学传感器装置(特别是CMOS或CCD传感器装置)，光信号在穿过所述透镜系统之后到达成像光学传感器装置。这些光信号由所述光学传感器装置直接处理，使得发生所述光信号转换成计算机可读图像。
此外，已知主要基于由所述相机设备捕获且借助于车辆控制设备评估的相机图像来操作自主驾驶的机动车辆。为此，当前系统架构使用经由布线连接到所述车辆控制设备的多个单独的相机设备。在包括多个相机设备的此类系统架构中，问题在于，根据图像分辨率和刷新频率(例如，具有30Hz的刷新频率的HD分辨率的图像)在操作期间产生大量的数据。这些大量的数据必须经由布线从所述多个单独的相机设备的光学传感器装置传输，并且由所述车辆控制设备接收和进一步处理。这种方法通常在传送所需的数据速率时以及还在实现对大量的数据的处理时出现问题。同样，机动车辆中的可用于接纳所述相机设备的安装空间有限，这导致图像分辨率以及所述成像光学传感器装置受到限制。
当在驾驶员辅助系统中使用所述相机设备时，在同时请求多个相机图像以进行进一步处理时，同步策略和公共快门过程都是特别必要的，这只能通过相对大量的工作来实现。
为了解决上文所提及的问题，例如从EP 2 182 718 A1和EP 1 367 819 A1已知前述类型的光学传感器系统，所述光学传感器系统包括单个光学传感器装置以及多个透镜系统和与所述多个透镜系统相关联的光导装置。在这些光学传感器系统中，表示布置在不同位置中的所述透镜系统的各个透镜视角的所述光导装置各自被引导至所述成像光学传感器装置的子区域中。结果，可以实时同步地评估所有相机视角和图像。然而，图像质量受到限制，因为所述透镜系统中的每一个仅仅可以使用所述光学传感器装置的一个子区域，所以图像分辨率相应地降低。
发明内容
本发明旨在提供上述类型的光学传感器系统，所述光学传感器系统使得能够高质量地产生数字图像，并且还减少计算和布线工作。
通过提供一种具有权利要求1的特征部分的特征的所述类型的光学传感器系统来实现此目标。从属权利要求涉及本发明的进一步的有利发展。
根据本发明的光学传感器系统的特征在于，所述光学传感器系统包括被设计成在光导装置之间选择性地切换的切换装置。
在根据本发明所述的光学系统中，汽车或其它应用中所需的各相机位置分别仅仅配备有透镜系统，但是未配备有自己的光学传感器装置。这些透镜系统中的每一个分别借助光导装置将成束的光信号传输至处理设备、特别是机动车辆的配备有所述光学传感器装置的中央控制设备，借助于所述处理设备处理所接收的光信号。结果，集中地并且仅仅借助于单个光学传感器装置执行光信号至计算机可读图像的转换。在根据本发明所述的光学传感器系统中，可以最佳地利用所述光学传感器装置，并且可以根据需要在不变的高图像分辨率和计算功率情况下选择形成光源(相机位置)的透镜系统中的一个。鉴于所述光学传感器系统仅仅包括单个光学传感器装置并且可以使用所述切换装置在所述多个单独的光导装置之间切换，所以不需要用于所述透镜系统中的每一个的额外的光学传感器装置。这样做会带来巨大的成本效益。此外，有利地消除所述透镜系统与所述处理设备(特别是所述中央控制设备)之间的额外的布线工作。而且，借助于本文中所提议的光学传感器系统，可以节省计算功率和能量，因为借助于所述切换装置根据需要连接单独的透镜系统，并且不需要同时评估所述光学传感器系统的所有透镜系统的光信号。
在一个实施例中提出，所述切换装置和所述光学传感器装置被设计成集成于微芯片上。
在替代实施例中还可以设置成，所述切换装置被设计成与所述光导装置集成。
在一个有利的实施例中，为了简化所述光导装置从所述透镜系统至所述光学传感器装置的布置，选择将所述光导装置设计成柔性的。这些柔性的光导装置可以优选地被设计成光纤电缆，并且将光信号从所述透镜系统的分布位置实时地传导至所述处理设备、特别是所述中央控制设备。
根据另一个方面，本发明涉及一种包括至少一个光学传感器系统的机动车辆。根据本发明，所述机动车辆的特征在于，所述光学传感器系统被根据权利要求1至4中的任一项设计。
所述光学传感器系统的透镜系统可以以空间优化的方式定位，因为考虑到消除了用于所述透镜系统中的每一个的光学传感器装置，可以减小所述机动车辆中要提供的设计空间。另外，从所述透镜系统至所述处理设备(特别是所述中央控制设备)的数字数据传送不需要电气布线。为所有透镜系统提供的中央光学传感器装置可以以全部大小被利用，从而能够以光学传感器装置的全部大小来计算更好的数字图像。使用所述切换装置以简单的方式在所述多个单独的光导装置之间并且因此在表示不同的相机视角的透镜系统之间进行切换。
附图说明
根据以下参考图1对优选实施例示例的描述，本发明的其它特征和优点将变得显而易见，图1示例说明光学传感器系统1的高度简化的示意图。所述光学传感器系统1可以例如安装于机动车辆中。光学传感器系统1的许多其它应用领域也是可以设想的。
具体实施方式
光学传感器系统1包括n≥2个光学透镜系统2a-2n、单个成像光学传感器装置3、以及数目对应于光学透镜系统2a-2n的数目的多个光导装置4a-4n。光导装置4a-4n在透镜系统2a-2n与光学传感器装置3之间延伸，其中透镜系统2a-2n中的每一个分别与光导装置4a-4n中的一个相关联。
透镜系统2a-2n中的每一个都包括至少一个透镜装置作为光折射元件。根据预期用途，透镜系统2a-2n还可以包括布置在光束路径内的多个透镜装置。此外，除了至少一个透镜装置之外，透镜系统2a-2n中的至少一些可以包括对穿过相应的透镜系统的光具有影响的另外的光学功能装置。例如，此类光学功能装置可以为滤色器。
光学透镜系统2a-2n在光学传感器系统1的组装期间布置在机动车辆的这样的位置处：在所述位置中，旨在在操作期间获取图像数据、特别是用于驾驶辅助系统的图像数据。光导装置4a-4n优选地被设计成柔性的、特别地被设计成光纤电缆，以使得它们可以被非常容易地定位于透镜系统2a-2n与光学传感器装置3之间。这些柔性光导装置4a-4n将光信号从透镜系统2a-2n的分布位置实时地传导至光学传感器装置3，所述光学传感器装置优选地为处理设备(特别是中央控制设备)的集成部分。光学传感器装置3被设计成处理所接收的光信号并且由此生成计算机可读图像。
本文中所提出的光学传感器系统1的特征在于，光学传感器系统1包括切换装置5，所述切换装置被设计成在光导装置4a-4n之间选择性地切换。使用光学传感器装置3按顺序处理透镜系统2a-2n的借助于光导装置4a-4n传输的光信号，因为切换装置5确保在一个给定的时间由光学传感器装置3检测和处理仅仅由光导装置4a-4n中的一个所传输的光信号。在本文中所示的实施例示例中，切换装置5和光学传感器装置3被设计成集成于微芯片6上。在替代实施例中，存在将切换装置5设计成与光导装置4a-4n集成的选项。
可以最佳地利用光学传感器装置3，并且可以根据需要在不变的图像分辨率和计算功率情况下选择代表光源(相机位置)的透镜系统2a-2n中的一个。鉴于光学传感器系统1仅仅包括单个光学传感器装置3并且可以使用切换装置5在多个单独的光导装置4a-4n之间切换，因此不需要用于透镜系统2a-2n中的每一个的额外的光学传感器装置。结果，有利地消除透镜系统2a-2n与控制设备之间的额外的布线工作。进一步，借助于本文中所提议的光学传感器系统1，可以节省计算功率和能量，因为借助于切换装置5根据需要接通单个的透镜系统2a-2n，所以不需要同时评估所有透镜系统2a-2n的光信号。
Claims (5)
1.一种光学传感器系统(1)，包括
-n≥2个光学透镜系统(2a-2n)，
-单个成像光学传感器装置(3)，
-数目对应于所述光学透镜系统(2a-2n)的数目的多个光导装置(4a-4n)，所述光导装置在所述透镜系统(2a-2n)与所述光学传感器装置(3)之间延伸，其中所述透镜系统(2a-2n)中的每一个分别与所述光导装置(4a-4n)中的一个相关联，其特征在于，所述光学传感器系统(1)包括切换装置(5)，所述切换装置被设计成在所述光导装置(4a-4n)之间选择性地切换。
2.根据权利要求1所述的光学传感器系统(1)，其特征在于，所述切换装置(5)和所述光学传感器装置(3)被设计成集成于微芯片(6)上。
3.根据权利要求1所述的光学传感器系统(1)，其特征在于，所述切换装置(5)被设计成与所述光导装置(4a-4n)集成。
4.根据权利要求1至3中的一项所述的光学传感器系统(1)，其特征在于，所述光导装置(4a-4n)被设计成柔性的。
5.一种机动车辆，所述机动车辆包括至少一个光学传感器系统(1)，其特征在于，所述光学传感器系统(1)根据权利要求1至4中的任一项设计。
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