DE102004040558A1 - Optisches Objekterkennungssystem - Google Patents

Abstract

Es wird ein optisches Objekterkennungssystem, insbesondere für Kraftfahrzeuge, vorgestellt, welches aus zumindest zwei optischen Empfängern (S1, S2, S3) besteht, welche beabstandet auf einer Linie angeordnet sind. DOLLAR A Jeder Empfänger (S1, S2, S3) ist auf einen eigenen Zielpunkt im Zielgebiet ausgerichtet. Vor den optischen Empfängern (S1, S2, S3) ist zumindest ein optisches Mittel (L) angeordnet, welches das Ziel zumindest in Richtung der Linie auf die Empfänger derart verzerrt mit einem sich überlappenden Empfindlichkeitsverlauf abbildet, so dass ein Objekt innerhalb eines vorgegebenen Zielgebiets auf zumindest zwei optische Empfänger (S1/S2, S2/S3) abgebildet wird. DOLLAR A Zudem ist eine Auswerteeinrichtung vorgesehen, welche aus den Signalen der Empfänger die Richtung eines Objekts ermittelt. Da nämlich bei einer solchen Verzerrung ein nichtkonstanter Empfindlichkeitsverlauf, vorzugsweise ein gaußförmiger oder linearer Empfindlichkeitsverlauf, entsteht, kann aus dem Verhältnis der Amplituden (A(S2)/A(S3)) der Signale benachbarter Empfänger (S2, S3) die Richtung des Objekts abgeleitet werden.

Description

• Die Erfindung betrifft ein optisches Objekterkennungssystem. Derartige Objekterkennungssysteme sind beispielsweise aus der DE 10025844 A1 , EP 885782 oder US 5,530,420 bekannt.
• Dabei werden mehrere Empfänger in der Regel auf ein gemeinsames Zielgebiet ausgerichtet, um aus den Abbildungen von den verschiedenen Empfängern ein stereoskopes, also quasi dreidimensionales Bild zu erzeugen. Die Richtung, in der sich ein erkanntes Objekt befindet, ist dabei für die Aktivierung von entsprechenden Sicherheitsfunktionen, wie die Warnung des Fahrers, das automatische Einleiten von Ausweichmanövern und die Auslösung von Insassenschutzeinrichtungen entscheidend.
• Aufgabe der Erfindung ist ein vom Bauraum her kleines Objekterkennungssystem vorzustellen, welches kostengünstig die erforderlichen Informationen bereitstellen kann.
• Dazu wird ein optisches Objekterkennungssystem mit zumindest zwei auf einer Linie beabstandet angeordneten optischen Empfängern verwendet, wobei jeder Empfänger auf einen eigenen Zielpunkt im Zielgebiet ausgerichtet ist.
• Vor den optischen Empfängern ist jedoch zumindest ein optisches Mittel angeordnet, welches das Zielgebiet zumindest in Richtung der Linie auf die Empfänger derart verzerrt mit einem sich überlappenden Empfindlichkeitsverlauf abbildet, so dass ein Objekt innerhalb eines vorgegebenen Zielgebiets auf zumindest zwei optische Empfänger abgebildet wird. D.h., obwohl jeder Empfänger auf einen anderen Zielpunkt ausgerichtet wird, ist die Abbildung in Richtung der Linie so verzerrt, dass ein Objekt im einem Zielgebiet auf zumindest zwei benachbarte Empfänger abgebildet wird.
• Zudem ist eine Auswerteeinrichtung vorgesehen, welche aus den Signalen der Empfänger die Richtung eines Objektes ermittelt.
• Da nämlich bei einer solchen Verzerrung ein nichtkonstanter Empfindlichkeitsverlauf, vorzugsweise ein gaußförmiger oder linearer Empfindlichkeitsverlauf entsteht, kann aus dem Verhältnis der Amplituden der Signale benachbarter Empfänger die Richtung des Objekts abgeleitet werden.
• Vorzugsweise wird ein Linsensystem oder eine gemeinsame Linse L für alle Empfänger mit einer Wellenstruktur senkrecht zur Richtung der Linie der Empfänger oder mit einer asphärischen Verzerrung in Richtung der Linie der Empfänger verwendet.
• Die Empfänger sind vorzugsweise auf einer Linie parallel zur Fahrbahn eines Kraftfahrzeugs angeordnet und die optischen Mittel vertikal eine zumindest näherungsweise scharfe Abbildung aufweisen.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren und Ausführungsbeispielen beschrieben.
• Es zeigen:
• 1 optisches Objekterkennungssystem mit drei Empfängern und einem überlappenden Empfindlichkeitsbereich
• 2 überlappende Empfindlichkeitsverläufe und Ermittlung der Richtung aus den Amplituden benachbarter Empfänger
• 3 überlappende Empfindlichkeitsverläufe in Y-Richtung und weitgehend scharfe Abbildung in Z-Richtung
• Es wird eine oder mehrere Sendequellen benutzt, um das Zielgebiet homogen auszuleuchten. Zum anderen wird ein Zeile oder ein Array von Empfangsdioden mit einer speziellen Linse abgebildet. Die Linse wird so ausgelegt, das im vertikalen, die Empfangsdioden scharf abgebildet werden und sich damit ein scharfe vertikale Abgrenzung in Z-Richtung ergibt, wie dies in 3 am deutlichsten erkennbar wird. Im horizontalen, also in Y-Richtung wird die Linse absichtlich defokussierend ausgelegt, so dass sich eine gaußförmige Empfindlichkeitsverteilung mit einer Überlappung zumindest zweier benachbarter Empfänger (S1/S2 und S2/S3) ergibt, wie dies an den Figuren deutlich entnehmbar ist. Alternativ zur Linse können auch entsprechend geformte Parabolspiegel oder dergleichen eingesetzt werden.
• Aus der relativen Amplitude (A(S2) zu A(S3)) benachbarter Empfangskanäle kann die Richtung des Reflexionsschwerpunktes bestimmt werden. Je mehr Empfangskanäle nebeneinander angeordnet sind, desto besser können negative Beeinflussungen zwischen relevanten Objekten und Randbebauungen/Schilder vermieden werden.
• Einerseits soll das vertikale Field-of-view (FoV) des Sensors scharf abgegrenzt sein, um Fehlziele durch Brücken, Schilder und Fahrbahnmarkierungen auszuschließen. Zum anderen soll horizontal eine Winkelbestimmung einzelner Objekte innerhalb einer Strahlausdehnung ermöglicht werden.
• Zur Lösung werden meistens scannende Systeme verwendet, die zum einen teure Aktuatoren notwendig machen, komplizierte Fertigungsverfahren und großen Bauraum zur Folge haben.
• Mit dem hier vorgestellten Objekterkennungssystem kann auf kleinstem Raum ein mehrkanaliger winkelbildender Sensor für einfache ACC/Precrash Funktionalitäten aufgebaut werden.

Claims (4)

1. Optisches Objekterkennungssystem, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bestehend aus zumindest zwei optischen Empfängern (S1, S2, S3), welche beabstandet auf einer Linie angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass a) jeder Empfänger (S1, S2, S3) auf einen eigenen Zielpunkt im Zielgebiet ausgerichtet ist, b) vor den optischen Empfängern (S1, S2, S3) zumindest ein optisches Mittel (L) angeordnet ist, welche das Zielgebiet zumindest in Richtung der Linie auf die Empfänger derart verzerrt mit einem sich überlappenden Empfindlichkeitsverlauf abbildet, so dass ein Objekt innerhalb eines vorgegebenen Zielgebiets auf zumindest zwei optische Empfänger (S1/S2, S2/S3) abgebildet wird und c) eine Auswerteeinrichtung vorgesehen ist, welche aus den Signalen (A(S)) der Empfänger (S1, S2, S3) die Richtung eines Objektes ermittelt.
2. Optisches Objekterkennungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Linsensystem (L) mit einer asphärischen Verzerrung in Richtung der Linie der Empfänger vorgesehen ist.
3. Optisches Objekterkennungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfänger auf einer Linie (Y) parallel zur Fahrbahn eines Kraftfahrzeugs angeordnet sind und die optischen Mittel vertikal (Z) eine zumindest näherungsweise scharfe Abbildung aufweisen.
4. Verfahren zum Betreiben eines optischen Objekterkennungssystems nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei aus dem Verhältnis der Amplituden (A(S2)/A(S3)) der Signale benachbarter Empfänger die Richtung des Objekts abgeleitet wird.