CN117940795A - 用于操作选通摄像头的方法、用于执行这种方法的控制装置、具有这种控制装置的选通摄像头和具有这种选通摄像头的机动车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于操作选通摄像头(3)的方法，该选通摄像头具有照明装置(5)和光学传感器(7)，其中，该照明装置(5)和该光学传感器(7)在时间上相互协调；其中，第一时间协调对应配属有可见距离区域；其中，提供该可见距离区域的特性(25)；其中，该照明装置(5)具有至少两个工作位置(11)，使得该可见距离区域能够借助该照明装置(5)选择性地由所述至少两个工作位置(11)中的至少一个工作位置(11)被照亮；其中，所述至少两个工作位置(11)在空间上相互间隔；其中，基于该可见距离区域的特性(25)，选择所述至少两个工作位置(11)中的用于照明该可见距离区域的工作位置(11)。

Description

用于操作选通摄像头的方法、用于执行这种方法的控制装置、 具有这种控制装置的选通摄像头和具有这种选通摄像头的机 动车
本发明涉及一种用于操作选通摄像头的方法、一种用于执行这种方法的控制装置、一种具有这种控制装置的选通摄像头和一种具有这种选通摄像头的机动车。
公开了尤其用于机动车的方法，在此，借助选通摄像头来探测目标。在此，优选利用待探测目标的投影以便简单可靠地探测目标。投影越明显、尤其越长，目标探测就越好。为了明显的投影、尤其是长的投影，照明件必须在竖向上尽量低、尤其是以尽量小的距机动车所行驶的路面的距离布置。这种尽量低的照明件布置的缺点是，道路的不平坦处也投射出长的阴影且在最糟糕情况下覆盖目标及其投影，使得无法探测目标。
因此，本发明的任务是提供一种用于操作选通摄像头的方法、一种用于执行这种方法的控制装置、一种具有这种控制装置的选通摄像头和一种具有这种选通摄像头的机动车，其中，至少部分消除、优选避免所述缺点。
如此完成该任务，即，提供本技术教导，尤其是独立权利要求的教导和在从属权利要求和说明书中公开的实施方式的教导。
尤其如此完成该任务，即，提供一种用于操作具有照明装置和光学传感器的选通摄像头的方法。在此，照明装置和光学传感器被时间相互协调地控制，其中，时间协调对应配属有可见距离区域。此外，提供可见距离区域的特性。照明装置具有至少两个工作位置，从而可见距离区域能够借助照明装置选择性地从至少两个工作位置中的至少一个工作位置被照明，其中，所述至少两个工作位置在空间上相互间隔。另外，基于可见距离区域的特性选择至少两个工作位置中的一个工作位置以照明可见距离区域。
因此有利地可以从至少两个不同的工作位置照明可见距离区域且因此尤其依据可见距离区域的特性保证可见距离区域内的目标的安全可靠探测。
在一个优选设计中，借助时间协调的控制来采集第一图像，其中，可见距离区域的特性依据第一图像来确定。替代地或附加地，优选在选择用以照明可见距离区域的工作位置之后借助时间协调的控制来采集第二图像，其中，优选依据第二图像来执行目标探测方法。
在另一个优选设计中，由选通摄像头尤其是无线地接收可见距离区域的特性。尤其优选地，选通摄像头从计算中心和/或导航系统接收可见距离区域的特性。
优选地，可见距离区域依据可见距离区域的特性自至少两个工作位置中的一个工作位置被照明。替代地或附加地，可见距离区域依据可见距离区域的特性交替地自至少两个工作位置中的不同的工作位置被照明。
用于借助照明装置和光学传感器的时间相互协调的控制来生成图像的方法尤其是作为选通成像方法而已知的方法，尤其是光学传感器是摄像头，其仅在一定的有限时间范围内被切换到敏感，这被称为“选通控制”，因此摄像头是选通摄像头。照明装置也相应地在时间上仅在一定的所选时间间隔内被控制，以便照亮物侧场景、尤其是可见距离区域。
尤其是，通过照明装置发出预定数量的光脉冲，光脉冲优选分别具有在5-20纳秒之间的持续时间。光学传感器的曝光的开始和结束是与所发出的光脉冲的数量和持续时间以及照明开始相关联的。由此造成了一定的可见距离区域可以通过一方面是照明装置且另一方面是光学传感器的时间控制而按照相应规定的局部位置、即尤其是按照可见距离区域的近边界和远边界距光学传感器的一定距离通过光学传感器被检测。从选通摄像头的结构中知道了光学传感器和照明装置的局部位置。此外，照明装置与光学传感器之间的局部距离最好是已知的，并且与照明装置或光学传感器距可见距离区域的距离相比，所述局部距离小。因此在本技术教导的上下文中，光学传感器与可见距离区域之间的距离等于选通摄像头与可见距离区域之间的距离。
可见距离区域在此是三维空间内的如下物侧区域，其通过将照明装置光脉冲的数量和持续时间以及照明开始与光学传感器曝光的开始和结束相关联而借助光学传感器被成像在光学传感器图像平面上的两维图像中。
与之相比，观测区域尤其是三维空间内的如下物侧区域，其在充分照明和光学传感器曝光的情况下能够借助光学传感器总体上尤其以最大程度被成像在两维图像中。尤其是，观测区域对应于光学传感器的理论上可被照亮的整个可曝光图像区。故可见距离区域是真实空间内的观测区域的子集。相应地，在此处提出的方法中也仅曝光光学传感器的图像平面的子集，其中，该图像平面的这一局部区域尤其是出现在起始图像行与结束图像行之间。
就在这里和以下提到的“物侧”而言是指真实空间内的区域。就在此和以下提到的“像侧”而言是指在光学传感器的图像平面上的区域。观测区域和可见距离区域在此存在于物侧。它们通过成像原理以及照明装置和光学传感器的时间控制而对应于在图像平面上的相应配属的像侧区域。
依据在借助照明装置的照明开始之后的光学传感器曝光的开始和结束，光脉冲光子照中光学传感器。可见距离区域离照明装置和传感器越远，直至在该距离区域内所反射的光子照中光学传感器之前的持续时间越长。在此，可见距离区域离照明装置和光学传感器越远，在照明结束与曝光开始之间的时间差越长。
因此根据该方法的一个设计而尤其可能的是，通过相应适当选择一方面是照明装置且另一方面是光学传感器的时间控制来限定可见距离区域的位置和空间宽度，尤其是可见距离区域的近边界和远边界之间的距离。
在该方法的一个优选设计中，预先规定可见距离区域，其中，自此相应设定一方面是照明装置且另一方面是光学传感器的时间协调。
在该方法的另一优选设计中，预先设定一方面是照明装置和另一方面是光学传感器的时间协调，其中，自此相应设定可见距离区域。
照明装置在一个优选设计中具有至少一个表面发射器、尤其是所谓的VCSE激光器，最好是具有多个表面发射器、尤其是多个VCSE激光器。替代地或附加地，光学传感器最好是摄像头。
该方法可以有利地连续执行。
本发明的一个改进方案规定，该至少一个照明装置具有一个照明件，其中，该照明件基于可见距离区域的特性选择性地移位到所述至少两个工作位置之一。
因此有利地可以借助唯一的照明件自所述至少两个不同的工作位置照明可见距离区域。
优选地，照明装置具有正好两个工作位置，其中，所述一个照明件单独地选择性地布置在所述正好两个工作位置中的一个工作位置。替代地或附加地，所述一个照明件优选可以按非连续步进阶段在至少两个工作位置之间移位，使得这一个照明件有利地可布置多个工作位置。替代地或附加地，所述一个照明件可以连续在所述至少两个工作位置之间移位，使得这一个照明件有利地可布置在所述至少两个工作位置之间的任一工作位置。
本发明的一个改进方案规定，该至少一个照明装置具有至少两个照明件。至少两个照明件中的第一照明件布置在至少两个工作位置中的第一工作位置。至少两个照明件中的第二照明件布置在至少两个工作位置中的第二工作位置。基于可见距离区域的特性，第一照明件或第二照明件被控制以照明可见距离区域。
因此有利地可以无需位移机构地自至少两个不同的工作位置照明可见距离区域。
本发明的一个改进方案规定，待观察区域、尤其是待观察道路关于水平走向的竖向偏差被用作可见距离区域的特性。
优选地，所述至少两个工作位置中的在竖向上靠下的工作位置被用作标准工作位置，尤其前提是不存在待观察区域相对于水平走向的竖向偏差。替代地或附加地，所述至少两个工作位置中的至少另一个工作位置被用作附加工作位置，尤其提是存在待观察区域相对于水平走向的竖向偏差。
本发明的一个改进方案规定，所述至少两个工作位置在竖向上相互间隔。故有利地通过简单方式可以缩短待观察区域、尤其是待观察道路关于水平走向的竖向偏差的投影且因此保证可靠的目标探测。
也如此完成该任务，即，提供一种控制装置，其设立用于执行本发明的方法或根据一个或多个前述实施方式的方法。与控制装置相关地尤其存在已经关于所述方法所解释的优点。
该控制装置优选设立用于与照明装置和光学传感器有效连接并且设立用于其各自控制。此外，该控制装置优选设立用于促成该照明装置的一个照明件的移位。替代地或附加地，该控制装置优选设立用于交替或同时控制照明装置的至少两个照明件。替代地或附加地，该控制装置优选设立用于从计算中心和/或导航系统接收可见距离区域的特性。
也如此完成该任务，即，提供一种选通摄像头，其具有照明装置、光学传感器和本发明的控制装置或根据一个或多个前述实施方式的控制装置。此外，照明装置具有至少两个工作位置，其中，所述至少两个工作位置在空间上、尤其在竖向上相互间隔。与选通摄像头相关地尤其存在已经关于所述方法和控制装置所解释的优点。
该控制装置优选有效连接至所述照明装置和光学传感器并设立用于其各自控制。
本发明的一个改进方案规定，该照明装置具有一个照明件，其中，该照明件可以在至少两个工作位置之间移位。
本发明的一个改进方案规定，照明装置具有至少两个照明件，其中，各一个照明件分别布置在相应的工作位置。
优选地，至少两个照明件中的第一照明件被布置在所述至少两个工作位置中的第一工作位置。替代地或附加地，优选将至少两个照明件中的第二照明件布置在所述至少两个工作位置中的第二工作位置。
也如此完成该任务，即，提供一种机动车，其具有本发明的选通摄像头或根据一个或多个前述实施方式的选通摄像头。与机动车相关地尤其存在已经关于所述方法、控制装置和选通摄像头解释的优点。
在一个优选设计中，机动车被设计成自主驾驶机动车。替代地或附加地，机动车优选被设计成载货汽车。但也可能的是机动车被设计成轿车、商用车辆或其它机动车。
以下将结合图来详细解释本发明，其中：
图1示出机动车的第一实施例的示意图，
图2示出机动车的第二实施例的示意图，
图3示出机动车的第三实施例的示意图，
图4示出用于自第一工作位置和第二工作位置照明可见距离区域的示意图，
图5示出用于操作选通摄像头实施例的一个实施例的流程图。
图1示出具有选通摄像头3的机动车1的第一实施例的示意图。选通摄像头3具有至少一个照明装置5、尤其是第一照明装置5.1和第二照明装置5.2、光学传感器7以及控制装置9。第一照明装置5.1具有至少两个工作位置11、尤其是第一工作位置11.1和第二工作位置11.2，使得借助该至少一个照明装置5(尤其是第一照明装置5.1)能够选择性地从至少两个工作位置11中的至少一个工作位置11照明可见距离区域。在此，所述至少两个工作位置11在空间上、优选在竖向上相互间隔。
控制装置9在此仅被示意性示出并且以非明确示出的方式与至少一个照明装置5、特别是第一照明装置5.1和第二照明装置5.2以及与光学传感器7有效连接，并且设立用于其各自控制。此外，尤其给控制装置9提供可见距离区域的特性25。
第一照明装置5.1优选具有至少两个照明件13、尤其是第一照明件13.1和第二照明件13.2。第一照明件13.1尤其最好布置在第一工作位置11.1。替代地或附加地，第二照明件13.2尤其最好布置在第二工作位置11.2。因此尤其优选在空间上、尤其在竖向上使第一照明件13.1和第二照明件13.2相互间隔。
图2示出机动车1的第二实施例的示意图。
相同的和功能相同的零部件在所有图中带有相同的附图标记，故就此总是参照在先描述。
选通摄像头3优选是图1的选通摄像头3的扩展形式。
第一照明装置5.1与图1的第一照明装置5.1相似地构成。
另外，第二照明装置5.2具有至少两个工作位置11、尤其是第三工作位置11.3和第四工作位置11.4。
第二照明装置5.2优选具有至少两个照明件13、尤其是第三照明件13.3和第四照明件13.4。尤其优选地，第三照明件13.3布置在第三工作位置11.3。替代地或附加地，第四照明件13.4尤其最好布置在第四工作位置11.4。
在一个优选设计中，同时控制、尤其启动选自第一照明装置5.1和第二照明装置5.2的各两个照明件13。优选地，第一照明件13.1和第三照明件13.3或者第二照明件13.2和第四照明件13.4被同时启动。或者，优选地，第一照明件13.1和第四照明件13.4或者第二照明件13.2和第三照明件13.3被同时启动。或者，优选地，第一照明件13.1和第二照明件13.2或者第三照明件13.3和第四照明件13.4被同时启动。
在一个替代优选设计中，第一照明装置5.1的和第二照明装置5.2的照明件13先后被控制、尤其被启动。优选按照第一时间顺序先后启动第一照明件13.1、第二照明件13.2、第三照明件13.3和第四照明件13.4。或者，优选按照第二时间顺序先后启动第一照明件13.1、第二照明件13.2、第四照明件13.4和第三照明件13.3。或者，优选按照第三时间顺序先后启动第一照明件13.1、第三照明件13.3、第二照明件13.2和第四照明件13.4。或者，优选按照第四时间顺序先后启动第一照明件13.1、第三照明件13.3、第四照明件13.4和第二照明件13.2。或者，优选按照第五时间顺序先后启动第一照明件13.1、第四照明件13.4、第二照明件13.2和第三照明件13.3。或者，优选按照第六时间顺序先后启动第一照明件13.1、第四照明件13.4、第三照明件13.3和第二照明件13.2。
在另一个替代优选设计中，优选首先启动至少一个选自第一照明件13.1、第二照明件13.2、第三照明件13.3和第四照明件13.4的照明件13，并且在时间上随后启动至少一个选自第一照明件13.1、第二照明件13.2、第三照明件13.3和第四照明件13.4的照明件13。
图3示出机动车1的第三实施例的示意图。
选通摄像头3具有第一照明装置5.1和第二照明装置5.2。
优选地，第一照明装置5.1具有仅一个唯一的照明件13、尤其是第一照明件13.1。第一照明件13.1可以在第一工作位置11.1与第二工作位置11.2之间移位。
替代地或附加地，第二照明装置5.2优选具有仅一个唯一的照明件13、尤其是第三照明件13.3。第三照明件13.3可以在第三工作位置11.3与第四工作位置11.4之间移位。
在一个优选设计中，第一照明装置5.1和第二照明装置5.2先后或同时被控制、尤其是启动。优选地，在第一照明装置5.1被驱动时，启动处于至少一个工作位置的第一照明件13.1，该工作位置选自第一工作位置11.1和第二工作位置11.2。替代地或附加地，优选地，在第二照明装置5.2被驱动时，启动处于至少一个工作位置的第三照明件13.3，该工作位置选自第三工作位置11.3和第四工作位置11.4。
图4示出可见距离区域的照明的示意图。
图4a)示出自第一工作位置11.1照明可见距离区域的示意图。
待观察区域15、尤其是待观察道路具有相对于水平走向的、尤其呈隆起形式的竖向偏差17。在借助布置于第一工作位置11.1的照明件13对区域15进行照明时，竖向偏差15投射出阴影19，该阴影至少部分覆盖光学传感器的观测区域21。阴影19的示意性确定是在此借助示意性所示的光线23进行的。因此，布置在竖向偏差15右侧的目标完全位于阴影19内，故很难借助光学传感器7来达成探测。
图4b)示出用于自第二工作位置11.2照明可见距离区域的示意图。
待观察区域15、尤其是待观察道路也具有相对于水平走向的、尤其呈隆起形式的竖向偏差17。在借助布置在第二工作位置11.2的照明件13照明该区域15时，竖向偏差15未投射阴影。就示意性确定竖向偏差17是否投射阴影，在此也借助示意性所示的光线23进行。因此，即使是布置于竖向偏差15右侧的目标，也可以通过简单方式借助光学传感器7来探测。
图5示出用于操作选通摄像头3的实施例的一个实施例的流程图。
控制装置9优选设立用于执行下述的方法。
在第一步骤a)中，照明装置5和光学传感器7在时间上相互协调，其中，第一时间协调对应配属有可见距离区域。
在第二步骤b)中提供可见距离区域的特性25。优选地，待观察区域15、尤其是待观察道路相对于水平走向的竖向偏差17被用作可见距离区域的特性25。
在第三步骤c)中，基于可见距离区域的特性25选择用于照明可见距离区域的至少两个工作位置11中的一个工作位置11。优选地，或是选择第一工作位置11.1，或是选择第二工作位置11.2。
在可选的第四步骤d)中，优选将照明装置的唯一的照明件13移位到所选的工作位置11并启动。或者，在可选的第四步骤d)中，优选基于可见距离区域的特性25控制、尤其是启动布置在第一工作位置11.1的第一照明件13.1或布置在第二工作位置11.2的第二照明件13.2。

Claims (10)

1.一种用于操作选通摄像头(3)的方法，该选通摄像头具有照明装置(5)和光学传感器(7)，其中，
该照明装置(5)和该光学传感器(7)在时间上相互协调，
第一时间协调对应配属有可见距离区域，
提供该可见距离区域的特性(25)，
该照明装置(5)具有至少两个工作位置(11)，使得该可见距离区域能够借助该照明装置(5)选择性地由所述至少两个工作位置(11)中的至少一个工作位置(11)被照亮，
所述至少两个工作位置(11)在空间上相互间隔，
基于该可见距离区域的特性(25)，选择所述至少两个工作位置(11)中的用于照明该可见距离区域的工作位置(11)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，该照明装置(5)具有一个照明件(13)，其中，该照明件(13)基于该可见距离区域的特性(25)选择性地被移位到所述至少两个工作位置(11)之一。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，
该照明装置(5)具有至少两个照明件(13)，
所述至少两个照明件(13)中的第一照明件(13.1)布置在所述至少两个工作位置(11)中的第一工作位置(11.1)，
所述至少两个照明件(13)中的第二照明件(13.2)布置在所述至少两个工作位置(11)中的第一工作位置(11.2)，
基于该可见距离区域的特性(25)，该第一照明件(13.1)或该第二照明件(13.2)被控制以照明该可见距离区域。
4.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，待观察区域(15)、尤其是待观察道路相对于水平走向的竖向偏差(17)被用作该可见距离区域的特性(25)。
5.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，所述至少两个工作位置(11)在竖向上相互间隔。
6.一种用于执行根据前述权利要求之一所述的方法的控制装置(9)。
7.一种选通摄像头(3)，具有照明装置(5)、光学传感器(7)和根据权利要求6的控制装置(9)，其中，该照明装置(5)具有至少两个工作位置(11)，其中，所述至少两个工作位置(11)在空间上、尤其在竖向上相互间隔。
8.根据权利要求7所述的选通摄像头(3)，其中，该照明装置(5)具有一个照明件(13)，其中，该照明件(13)能在所述至少两个工作位置(11)之间移位。
9.根据权利要求7所述的选通摄像头(3)，其中，该照明装置(5)具有至少两个照明件(13)，其中，各一个照明件(13)分别布置在相应的工作位置(11)。
10.一种机动车(1)，具有根据权利要求7至9之一的选通摄像头(3)。
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