DE102004033625B4 - Verfahren zur Darstellung des insbesonderen vorderen Sichtfeldes aus einem Kraftfahrzeug - Google Patents
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Abstract
Verfahren
zur Darstellung des insbesondere vorderen Sichtfeldes aus einem
Kraftfahrzeug auf einem Anzeigefeld einer Anzeige, mit zwei Infrarot-Kamerasystemen,
die das Sichtfeld erfassen und entsprechende Infrarot-Daten einer Datenverarbeitungseinheit
zuleiten, die in der Datenverarbeitungseinheit modifiziert und als
Anzeigedaten zum Ansteuern der Anzeige zugeführt werden,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Infrarot-Kamerasystem ein Nah-Infrarot-Kamerasystem (1, 1') ist, das das aus dem Sichtfeld reflektierte Licht einer Infrarot-Lichtquelle erfasst und als entsprechende Nah-Infrarot-Daten der Datenverarbeitungseinheit zuführt und dass ein weiteres Infrarot-Kamerasystem ein Fern-Infrarot-Kamerasystem (2, 2') ist, das die Wärmeabstrahlung aus dem Sichtfeld erfasst, die als entsprechende Fern-Infrarot-Daten der Datenverarbeitungseinheit zugeleitet werden und dass in der Datenverarbeitungseinheit die Nah-Infrarot-Daten von den Fern-Infrarot-Daten durch Überlagerung zu Anzeigedaten modifiziert werden,
dass in der Datenverarbeitungseinheit unter Verarbeitung der Nah-Infrarot-Daten eine Einschränkung des Sichtfeldes erfolgt und unter Verarbeitung der Fern-Infrarot-Daten Objekte im eingeschränkten Sichtfeld identifiziert werden.
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Infrarot-Kamerasystem ein Nah-Infrarot-Kamerasystem (1, 1') ist, das das aus dem Sichtfeld reflektierte Licht einer Infrarot-Lichtquelle erfasst und als entsprechende Nah-Infrarot-Daten der Datenverarbeitungseinheit zuführt und dass ein weiteres Infrarot-Kamerasystem ein Fern-Infrarot-Kamerasystem (2, 2') ist, das die Wärmeabstrahlung aus dem Sichtfeld erfasst, die als entsprechende Fern-Infrarot-Daten der Datenverarbeitungseinheit zugeleitet werden und dass in der Datenverarbeitungseinheit die Nah-Infrarot-Daten von den Fern-Infrarot-Daten durch Überlagerung zu Anzeigedaten modifiziert werden,
dass in der Datenverarbeitungseinheit unter Verarbeitung der Nah-Infrarot-Daten eine Einschränkung des Sichtfeldes erfolgt und unter Verarbeitung der Fern-Infrarot-Daten Objekte im eingeschränkten Sichtfeld identifiziert werden.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Darstellung des insbesondere vorderen Sichtfeldes aus einem Kraftfahrzeug auf einem Anzeigefeld einer Anzeige, mit zwei Infrarot-Kamerasystemen, die das Sichtfeld erfassen und entsprechende Infrarot-Daten einer Datenverarbeitungseinheit zuleiten, die in der Datenverarbeitungseinheit modifiziert und als Anzeigedaten zum Ansteuern der Anzeige zugeführt werden.
- Aus der
WO 2004/047449 A1 - Die
DE 102 18 175 A1 beschreibt ein Verfahren, bei dem ein Infrarot-Kamerasystem und ein Kamerasystem für Normallicht verwendet werden und die von diesen Kamerasystemen gelieferten Bilder überlagert werden. - Aus der
US 6370260 B1 ist ein Verfahren der eingangs genannten Art bekannt, bei dem zwei Nah-Infrarot-Kamerasysteme verwendet werden. - Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, durch das auch bei Nacht oder schlechten Sichtbedingungen eine Darstellung der Szenerie im Sichtfeld aus dem Kraftfahrzeug mit einer hohen Erkennbarkeit von Objekten erfolgt.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst.
- Das reflektierte Licht der Infrarot-Lichtquelle wird von der Nah-Infrarot-Kamera erfasst und die entsprechenden Nah-Infrarot-Daten zur Bilddarstellung verarbeitet. Dies allein führt zu einer vertrauten Darstellung, die keine Eingewöhnungszeit für den Beobachter der Anzeige erfordert, da sie etwa der schwarz-weiß Darstellung einer normalen Nachtfahrsituation mit Fernlicht entspricht.
- Damit können aber keine wärmestrahlenden Objekte wie z. B. Menschen oder Tiere erfasst werden, die sich hinter einem von dem Nah-Infrarot-Kamerasystem erfassten Objekt wie z. B. einem Busch befinden.
- Derartige Objekte werden aber durch das Fern-Infrarot-Kamerasystem erfasst, das die reine Wärmeabstrahlung im Sichtfeld aufnimmt. Die Darstellung entsprechend der Fern-Infrarot-Daten ähnelt einer Fotonegativabbildung und ist daher für die Darstellung auf einem Display nicht gut geeignet. Ein Beobachter benötigt eine längere Eingewöhnungsphase um relevante Objekte identifizieren zu können.
- Die Wärmebildaufnahme ist aber sehr homogen und erlaubt einen verbesserten Blick in die Ferne.
- Die Modifizierung der Nah-Infrarot-Daten durch die Fern-Infrarot-Daten führt zu einer Kombination der Spektralbereiche dieser beiden Systeme und damit zu einer verbesserten Direktdarstellung sowie zu einer effizienteren Bildauswertung und Objektidentifikation.
- Erfindungsgemäß erfolgt weiterhin zur intensiven Darstellung in einem bestimmten Teil des Sichtfeldes und reduzierter Darstellung außerhalb des bestimmten Teils des Sichtfeldes in der Datenverarbeitungseinheit unter Verarbeitung der Nah-Infrarot-Daten eine Einschränkung des Sichtfeldes und werden unter Verarbeitung der Fern-Infrarot-Daten Objekte im eingeschränkten Sichtfeld identifiziert.
- Zu einer weiteren Verfeinerung der Darstellung können weiterhin die von einem oder mehreren Sensoren erfassten physikalischen Größen aus dem Sichtfeld als entsprechende Sensordaten der Datenverarbeitungseinheit als Anzeigedaten zugeleitet werden und mit verarbeitet werden.
- Die Sensoren können Radarsensoren und/oder Ultraschallsensoren und/oder Ultraviolettsensoren sein.
- Entferntere Objekte können gut durch Radarsensoren und nähere Objekte durch Ultraschallsensoren erfasst werden, während Ultraviolettsensoren auch Regen gut durchdringen und Signale liefern können.
- Zur Abstimmung aufeinander und zur Optimierung können die Nah-Infrarot-Daten und/oder die Fern-Infrarot-Daten und/oder die Sensordaten in der Datenverarbeitungseinheit einer Optimierungsstufe zugeführt werden.
- Werden dabei die Nah-Infrarot-Daten und/oder die Fern-Infrarot-Daten und/oder die Sensordaten über ein Rauschfilter geleitet, so kann z. B. das hohe Informationsrauschen der Nah-Infrarot-Daten gefiltert werden, das sich durch die große Menge der erfassten Informationen ergibt und für den Beobachter zu belastenden Darstellungen führen würde.
- Zur Verbesserung der Darstellung kann die Optimierungsstufe auch eine Kontrastverbesserungsstufe aufweisen, über die Nah-Infrarot-Daten und/oder die Fern-Infrarot-Daten und/oder die Sensordaten geleitet werden.
- Erfolgt in der Datenverarbeitungseinheit unter Verarbeitung der Nah-Infrarot-Daten und/oder der Fern-Infrarot-Daten und/oder der Sensordaten eine Extraktion von Bereichen der durch die Daten repräsentierten Bildinformationen, so können von den verschiedenen Systemen die Daten nur eines Bereichs des Gesamtbildes mit den Daten des vollständigen Gesamtbildes kombiniert werden. Damit können z. B. mit den Daten des vollständigen Bildes aus einem System, das wesentlich die vor dem Kraftfahrzeug liegende Straße enthält, von einem anderen System nur die Daten des Bereichs der Fahrspur kombiniert werden.
- Zur Darstellung in einem bestimmten Teil der Sichtfelder kann den durch die Nah-Infrarot-Daten definierten Anzeigedaten ein virtuelles Gitter überlagert werden.
- Vorzugsweise entspricht dabei eine Seite des Gitters der Fahrbahnbegrenzung.
- Entweder automatisch oder manuell wählbar kann bei Identifizierung eines Objekts im eingeschränkten Sichtfeld von der Datenverarbeitungseinheit ein optisches und/oder akustisches Warnsignal erzeugt werden.
- In der Datenverarbeitungseinheit können die Fern-Infrarot-Daten durch Nah-Infrarot-Daten zu vollständigen Anzeigedaten eines Objekts ergänzt werden.
- Ein gut wärmeisoliert gekleideter Fußgänger wäre in einer Darstellung der Fern-Infrarot-Daten nur an Kopf und Händen zu erkennen. Der Rest wäre nur schlecht oder überhaupt nicht erkennbar und darstellbar, da die Kleidung eine Wärmeabstrahlung verhindert. Anhand der Nah-Infrarot-Daten kann nun in der unmittelbaren Nähe des Kopfes und der Hände der Körper des Fußgängers vervollständigt werden, so dass aus dieser zusammengesetzten Information die Bildverarbeitung schnell einen Fußgänger identifizieren kann.
- Das Anzeigefeld der Anzeige kann z. B. als Bildschirm in dem Kraftfahrzeug angeordnet sein.
- Es ist aber auch möglich, dass die Darstellung in ein Display einer Head-up-Anzeige eingeblendet wird. Dabei hat der Beobachter die unmittelbare Möglichkeit des Vergleichs der Darstellung mit dem Originalbild.
- Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
-
1 ein Blockschaltbild einer Einrichtung zur Durch-Führung des Verfahrens -
2 ein erstes Flussschaltbild des Verfahrens -
3 ein zweites Flussschaltbild des Verfahrens. - Die in
1 darstellte Einrichtung besitzt ein Nah-Infrarot-Kamerasystem1 , ein Fern-Infrarot-Kamerasystem2 und ein Sensorsystem3 , von denen Nah-Infrarot-Daten, Fern-Infrarot-Daten und Sensordaten einem Steuergerät4 zur Verarbeitung dieser Daten zugeführt werden. - Über den Ausgang des Steuergeräts
4 werden dann Anzeigedaten mehreren Anzeigen zur Darstellung auf einem Anzeigefeld zugeführt, wobei eine Anzeige ein Display5 im Sichtbereich des Fahrers auf der Informationstafel eines Kraftfahrzeugs, eine weitere Anzeige ein Display einer Head-up-Anzeige6 und eine dritte Anzeige ein Display7 im Bereich eines Beifahrers ist. - Nach dem in
2 darstellten Flussschaltbild werden die von dem Nah-Infrarot-Kamerasystem1 dem Fern-Infrarot-Kamerasystem2 und dem Sensorsystem3 zugeführten Daten über eine Aufbereitungsstufe8 in einem Schritt9 eingelesen und zu einer Optimierungsstufe10 geführt. - Dort werden sie über ein Rauschfilter und ein Kantenfilter sowie über eine Kontrastverbesserungsstufe geleitet.
- Von einer Nutzereingabe
12 kann dem Ausgang der Optimierungsstufe10 eine manuell ausgewählte Information zugeführt werden, welche den von den Systemen zugeführten Daten zur Modifizierung herangezogen werden sollen. - Im Schritt
11 wird ermittelt, ob eine Überlagerung der Nah-Infrarot-Daten und Fern-Infrarot-Daten erfolgen soll. - Soll eine Überlagerung erfolgen, werden in einem Schritt
13 die Bildbereiche beider Kamerasysteme einander angepasst und ggf. auch eingeschränkt. - Im Schritt
14 erfolgt dann die Überlagerung der Daten, wodurch Anzeigedaten erzeugt werden, mit denen ein Anzeigefeld15 einer Anzeige angesteuert wird. - Soll keine Überlagerung der Nah-Infrarot-Daten mit den Fern-Infrarot-Daten erfolgen, erfolgt in einem Schritt
16 eine Auswahl der Sensordaten entsprechend der Vorgabe der Nutzereinheit12 , die dann als Anzeigedaten aufbereitet zur Ansteuerung des Anzeigefeldes15 der Anzeige weitergeleitet werden. - Durch die Nutzereingabe
12 können die Infrarot-Kamerasysteme1 oder2 und das Sensorsystem3 ausgewählt werden, die für die jeweilige Situation die besten Daten liefern. - In dem in
3 dargestellten Flussschaltbild werden in einem Zweig A die von einem Nah-Infrarot-Kamerasystem1 erzeugten Nah-Infrarot-Daten einer Optimierungsstufe10' zugeführt und dort optimiert aufbereitet. - Die optimierten Nah-Infrarot-Daten werden dann einer Merkmalsextraktionsstufe
17 zugeführt, in der die Daten erfasster Objekte extrahiert und zu einer Kombinationsstufe18 weitergeleitet werden. - Nach dem gleichen Ablauf werden in einem Zweig B die von einem Fern-Infrarot-Kamerasystem
2' erzeugten Nah-Infrarot- Daten über eine Optimierungsstufe10'' und eine Merkmalsextraktionsstufe17' der Kombinationsstufe18 zugeführt. - Dem entspricht auch der Ablauf in einem Zweig C. Dort werden die von einem Sensorsystem
3' erzeugten Sensordaten über eine Optimierungsstufe10''' und eine Merkmalsextraktionsstufe17'' der Kombinationsstufe18 zugeführt. - In der Kombinationsstufe
18 werden aus den Daten aller oder eines Teils der Zweige A, B und C z. B. durch Überlagerung Anzeigedaten erzeugt, die in einer Objekterkennungsstufe19 weiterverarbeitet werden. Wird dabei ein gefährdendes Objekt erkannt, erfolgt in einer Warnstufe20 eine visuelle oder akustische Warnung. -
- 1
- Nah-Infrarot-Kamerasystem
- 1'
- Nah-Infrarot-Kamerasystem
- 2
- Fern-Infrarot-Kamerasystem
- 2'
- Fern-Infrarot-Kamerasystem
- 3
- Sensorsystem
- 3'
- Sensorsystem
- 4
- Steuergerät
- 5
- Display
- 6
- Head-up-Anzeige
- 7
- Display
- 8
- Aufbereitungsstufe
- 9
- Schritt
- 10
- Optimierungsstufe
- 10'
- Optimierungsstufe
- 10''
- Optimierungsstufe
- 10'''
- Optimierungsstufe
- 11
- Schritt
- 12
- Nutzereingabe
- 13
- Schritt
- 14
- Schritt
- 15
- Anzeigefeld
- 16
- Schritt
- 17
- Merkmalsextraktionsstufe
- 17'
- Merkmalsextraktionsstufe
- 17''
- Merkmalsextraktionsstufe
- 18
- Kombinationsstufe
- 19
- Objekterkennungsstufe
- 20
- Warnstufe
Claims (12)
- Verfahren zur Darstellung des insbesondere vorderen Sichtfeldes aus einem Kraftfahrzeug auf einem Anzeigefeld einer Anzeige, mit zwei Infrarot-Kamerasystemen, die das Sichtfeld erfassen und entsprechende Infrarot-Daten einer Datenverarbeitungseinheit zuleiten, die in der Datenverarbeitungseinheit modifiziert und als Anzeigedaten zum Ansteuern der Anzeige zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass ein Infrarot-Kamerasystem ein Nah-Infrarot-Kamerasystem (
1 ,1' ) ist, das das aus dem Sichtfeld reflektierte Licht einer Infrarot-Lichtquelle erfasst und als entsprechende Nah-Infrarot-Daten der Datenverarbeitungseinheit zuführt und dass ein weiteres Infrarot-Kamerasystem ein Fern-Infrarot-Kamerasystem (2 ,2' ) ist, das die Wärmeabstrahlung aus dem Sichtfeld erfasst, die als entsprechende Fern-Infrarot-Daten der Datenverarbeitungseinheit zugeleitet werden und dass in der Datenverarbeitungseinheit die Nah-Infrarot-Daten von den Fern-Infrarot-Daten durch Überlagerung zu Anzeigedaten modifiziert werden, dass in der Datenverarbeitungseinheit unter Verarbeitung der Nah-Infrarot-Daten eine Einschränkung des Sichtfeldes erfolgt und unter Verarbeitung der Fern-Infrarot-Daten Objekte im eingeschränkten Sichtfeld identifiziert werden. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin die von einem oder mehreren Sensoren erfassten physikalischen Größen aus dem Sichtfeld als entsprechende Sensordaten der Daten verarbeitungseinheit als Anzeigedaten zugeleitet werden.
- Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren Radarsensoren und/oder Ultraschallsensoren und/oder Ultraviolettsensoren sind.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nah-Infrarot-Daten und/oder die Fern-Infrarot-Daten und/oder die Sensordaten in der Datenverarbeitungseinheit einer Optimierungsstufe (
10 ,10' ,10'' ,10''' ) zugeführt werden. - Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Nah-Infrarot-Daten und/oder die Fern-Infrarot-Daten und/oder die Sensordaten über ein Rauschfilter geleitet werden.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Nah-Infrarot-Daten und/oder die Fern-Infrarot-Daten und/oder die Sensordaten über einen Kantenfilter geleitet werden.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Nah-Infrarot-Daten und/oder die Fern-Infrarot-Daten und/oder die Sensordaten über eine Kontrastverbesserungsstufe geleitet werden.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Datenverarbeitungseinheit unter Verarbeitung der Nah-Infrarot-Daten und/oder der Fern-Infrarot-Daten und/oder der Sensordaten eine Extraktion von Bereichen der durch die Daten repräsentierten Bildinformationen erfolgt.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass den durch die Nah-Infrarot-Daten definierten Anzeigedaten ein virtuelles Gitter überlagert wird.
- Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Seite des Gitters der Fahrbahnbegrenzung entspricht.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Identifizierung eines Objekts im eingeschränkten Sichtfeld von der Datenverarbeitungseinheit ein optisches und/oder akustisches Warnsignal erzeugt wird.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Datenverarbeitungseinheit die Fern-Infrarot-Daten durch Nah-Infrarot-Daten zu vollständigen Anzeigedaten eines Objekts ergänzt werden.
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Das große Online-Lexikon für Informationstechno- logie, Infrarot. Im Internet <ULR: http://www.itwi ssen.info/index.php?id=31&aoid=9514> |
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