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Die
Erfindung betrifft ein Imager-Halbleiterbauelement, ein Kamerasystem
mit einem derartigen Imager-Halbleiterbauelement und ein Verfahren
zum Erstellen eines Bildes mit einem derartigen Kamerasystem. Das
erfindungsgemäße Kamerasystem kann insbesondere
in einem Fahrzeug eingesetzt werden.
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Stand der Technik
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In
Fahrzeugen werden zum Teil monokulare Kameras eingesetzt, die die
Straßensituation vor und gegebenenfalls neben dem Fahrzeug
erfassen, wobei das erfasste Bild direkt auf einem Monitor wiedergegeben
oder in einer Nachverarbeitung mit Bildverarbeitungsalgorithmen
ausgewertet wird. Bei der Auswertung können aus dem aufgenommenen
Grauwert- oder Farbbild unterschiedliche Details der Straßenszene
ermittelt werden, z. B. mit Fahrspurerkennung, Verkehrszeichenerkennung,
Objekterkennung oder Bildaufbereitung zur Anzeige. Die Winkelauflösung
derartiger Kameras liegt bei ca. 15 bis 25 Pixel pro Grad. Ein derartiges
Kamerabild ist somit hoch aufgelöst und bietet einen relativ
guten Kontrast, so dass Objekte mit einer hohen lateralen Auflösung vermessen
werden können. Die Grauwert- oder Farbbilder ermöglichen
hierbei auch die Kantenerfassung der Objekte.
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Derartige
Kamerasysteme weisen im Allgemeinen einen Imager-Chip auf, auf dessen
Oberseite eine Matrixanordnung von Imager-Pixeln (Bildaufnahme-Pixeln)
ausgebildet ist, wobei eine Optikeinrichtung des Kamerasystems einen
im Wesentlichen kegelförmigen Bildbereich vor und gegebenenfalls neben
dem Fahrzeug erfasst und auf die Matrixanordnung der Imager-Pixel
abbildet, die nachfolgend entsprechend ausgelesen werden.
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Nachteilhaft
bei der monokularen Bildverarbeitung ist jedoch, dass Entfernungen
nicht direkt gemessen werden können. Hierzu behilft man
sich üblicherweise mit Annahmen zur Oberfläche
und einer entsprechenden Schätzung der Entfernung aus der Unterkante
des Objektes. Derartige Verfahren sind jedoch ungenau.
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Zur
Ermittlung von Entfernungen bzw. Bildtiefen sind PMD (Photomischdetektor,
photo mixer device)-Kameras bekannt. Hierbei wird Infrarot-Strahlung,
vorzugsweise im Nah-Infrarotbereich bei z. B. 870 nm, für
Laufzeitmessungen verwendet, wobei aus der Phasendifferenz zwischen
der ausgesandten und empfangenen IR-Strahlung auf den Abstand geschlossen
werden kann. Von einer Infrarot-Beleuchtungseinrichtung wird mit
einer Modulationsfrequenz von z. B. 20 MHz modulierte IR-Strahlung
ausgesendet und die von Objekten im Erfassungsbereich reflektierte
Strahlung nachfolgend von PMD-Zellen, die im Allgemeinen in CMOS-Technologie
hergestellt sind, aufgenommen. Um Uneindeutigkeiten bzw. mathematische
Vielfachlösungen auszuschließen, wird im Allgemeinen
mehr als eine Modulationsfrequenz verwendet. Die von den aufgenommenen
Photonen der IR-Strahlung erzeugten Elektronen werden noch im lichtempfindlichen
Halbleiterbereich der PMD-Zellen mit Hilfe einer so genannten Ladungsträgerschaukel
selektiv getrennt, wozu ein mit der Modulation der IR-Strahlung
gekoppeltes Referenzsignal verwendet wird. Die PMD-Zellen liefern somit
ein Helligkeitsbildsignal mit Entfernungsinformationen.
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Eine
Schwierigkeit des PMD liegt hierbei in der Entwicklung großflächiger
Imager, um größere Bereiche mit höherer
Auflösung beobachten zu können. Darüber
hinaus wird eine PMD-CMOS-Zelle nahe ihrer Sättigung gefahren,
um eine möglichst gute dreidimensionale Messung zu ermöglichen. Hierdurch
leidet jedoch der Kontrast im Grauwertbereich. Es ergibt sich somit
ein Bild mit sehr hohem Kontrast, d. h. geringer Grauwertabstufung,
und relativ geringer Auflösung, so dass eine übliche
Bildverarbeitung schwierig ist.
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Die
DE 100 02 069 A1 beschreibt
eine Anordnung zur Verbesserung der Sicht in Fahrzeugen, bei der
eine Beleuchtungsoptik permanent gepulstes Infrarot-Licht abstrahlt
und eine Empfangsoptik reflektierte Anteile des abgestrahlten Lichtes
empfängt. Die IR-Strahlung wird von einer CCD-Kamera des Fahrzeuges
aufgenommen und auf einem Bildschirm nachfolgend als sichtbares
Bild dargestellt. Hierbei wird der gepulste Betrieb der Laserdioden
mit der Verschlusszeit der CCD-Kamera synchronisiert.
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Die
DE 40 07 646 A1 beschreibt
eine weitere Anordnung mit einer Beleuchtungsoptik, Empfangsoptik
und Darstellungsoptik. Hierbei kann ein Kamerabereich alternativ
entweder durch eine zweidimensionale Strahlaufweitung eines Laserstrahls
gleichzeitig ausgeleuchtet oder der Laserstrahl in nur einer Richtung
bei gleichzeitiger enger Bündelung in der orthogonalen
zweiten Richtung und Schwenken entlang eines Raumwinkels geführt
oder ein gebündelter Laserstrahl in zwei Dimensionen zur
Abtastung verstellt werden.
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Offenbarung der Erfindung
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Der
Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, einen Imager-Chip mit Imager-Pixeln
(Bildaufnahme-Pixeln), die im optischen oder infraroten Bereich Strahlung
detektieren und ein hoch aufgelöstes Bild liefern, mit
einem Sensor für eine Entfernungsbestimmung durch Laufzeitmessung
hardwaremäßig zu koppeln. Hierzu sind auf dem
Imager-Chip Mess-Zellen integriert; diese Mess-Zellen können
insbesondere PMD-Zellen sein.
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Erfindungsgemäß wird
somit eine direkte Kopplung der von den Imager-Pixeln ausgegebenen Imager-Bildsignale
mit den Mess-Zellen-Signalen ermöglicht, da die räumliche
Anordnung der Mess-Zellen im Verhältnis zu den Imager-Pixeln
bekannt ist. Es wird somit ein hochaufgelöstes Bild aufgenomme, das
an einigen Stellen Tiefenangaben bzw. Entfernungsangaben enthält,
die als Stützstellen zur Erstellung einer dreidimensionalen
Darstellung dienen können.
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Hierbei
wird erfindungsgemäß erkannt, dass sich die Imager-Bildaufnahme-Technologie
und die PMD-Zellen-Technologie sehr gut ergänzen. Das Imager-Bild
ist hoch aufgelöst und bietet einen guten Kontrast, so
dass eine Vermessung von Objekten mit guter lateraler Auflösung
möglich ist. Das niedrig aufgelöste PMD-Bild liefert
hingegen insbesondere im Nahbereich gute Entfernungsdaten. Da beide
Systeme auf in Prinzip gleichen Halbleiter-Technologien, nämlich
CCD und/oder CMOS aufbauen, können sie bereits hardwaremäßig
kombiniert werden. Erfindungsgemäß erfolgt hierbei
eine Integration auf einem gemeinsamen Halbleiterbauelement bzw.
Chip.
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Als
Mess-Zellen zur Tiefenmessung können anstelle von PMD-Zellen
grundsätzlich auch andere Messelemente zur Entfernungsbestimmung
mittels Laufzeitmessung eingesetzt werden, z. B. Laser-LEDs mit
gepulstem Licht. Ein besonderer Vorteil der PMD-Zellen liegt jedoch
in der im Prinzip gleichen Herstellungstechnologie wie die Imager-Pixel
sowie in den bereits im Halbleitermaterial erfolgenden Kopplung
bzw. Mischung der Phaseninformationen zwischen ausgesandten und
empfangenen Licht, so dass direkt Messsignale mit Entfernungsinformationen
bzw. Tiefeninformationen ausgegeben werden.
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Die
PMD-Zellen können zum einen regelmäßig über
die Matrixanordnung der Imager-Pixel verteilt angeordnet sein, um
eine gleichmäßige Rasterung des Bildbereichs zu
ermöglichen. Da bei einem derartigen gleichmäßigen
Raster sich jedoch Auflösungen des PMD-Bildes mit z. B.
einem Winkelgrad ergeben, kann ein Objekt mit einer geringeren Dimensionierung
in Querrichtung oder vertikaler Richtung eventuell zeitweise von
dem PMD-Zellen nicht erfasst werden. Erfindungsgemäß wird
hierbei erkannt, dass dies insbesondere ein Fußgänger
mit hoher Vertikalerstreckung und geringer lateraler Erstreckungen
sein könnte. Daher können die PMD-Zellen gemäß einer
Ausführungsform nicht gleichmäßig matrixartig,
sondern in zueinander versetzten Zeilen angeordnet sein, so dass
länglichere Objekte mit Vertikalerstreckung, die gegebenenfalls
von einer Zeile der Mess-Zellen nicht erfasst werden, zumindest
von benachbarten Zeilen erfasst werden können.
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Erfindungsgemäß wird
weiter erkannt, dass es für z. B. Fahrerassistenzsystem
in der Regel ausreichend ist, wenn in einem bestimmten Bildbereich Tiefen
gemessen werden können. Dies kann insbesondere der untere
Bildbereich sein, da sich üblicherweise alle Objekte auf
dem Boden bewegen und fliegende Objekte gar nicht oder kaum auftreten
bzw. nicht relevant sind.
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Somit
können die PMD-Zellen ausschließlich oder schwerpunktsmäßig
in einem Teilbereich des Imager-Chips angeordnet sein, und insbesondere zur
Vermessung des unteren Bildbereichs dienen. Die PMD-Zellen können
auch als geschlossenes Array bzw. eigene Matrix angrenzend an die
Matrix der Imager-Pixel angeordnet sein. Insbesondere bei derartigen
Anordnungen kann die eingesetzte Optik entsprechend angepasst werden,
so dass die PMD-Zellen die für die Funktion interessanten
Bereiche tiefenvermessen. Durch die fixe Integration der Imager-Pixel
und PMD-Zellen auf einem Chip ist bei bekannter Optik automatisch
die Kreuzkalibrierung zwischen dem Imager-Bild und dem PMD gegeben,
so dass die vermessenen Tiefen immer Bildbereichen zugeordnet werden
können.
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Die
in den Imager-Pixel-Array anstelle einiger Imager-Pixel eingesetzten
PMD-Zellen liefern zunächst feste Muster im Bild, da die
PMD-Zellen ein qualitativ schlechteres Bild und insbesondere auch eine
geringere Auflösung aufweisen. Sie bilden insbesondere
helle Flecken in dem Graustufenbild oder Farbbild, die je nach Größenverhältnis
der Imager-Pixel zu den PMD-Zellen mehrere Pixel der Imager-Matrix
ersetzen können. Hierzu kann erfindungsgemäß eine
Tote-Pixel-Korrektur durch z. B. Interpolation aus den umliegenden
Imager-Pixeln erfolgen. Hierzu kann auf sich bekannte Algorithmen
zugegriffen werden, da auch handelsübliche Imager – gegebenenfalls
nach einiger Zeit – nicht voll funktionsfähige
Pixel, d. h. „tote Pixel" aufweisen, die kein entsprechendes
Graustufenbild mehr liefern, sondern nicht mehr ansprechen und in
dem Bild immer schwarz wären. Ein derartiges festes Muster
wird bei bekannten Bildverarbeitungsalgorithmen erkannt und durch
Tote-Pixel-Korrektur bearbeitet. Derartige Bildverarbeitungsalgorithmen
können erfindungsgemäß auch bei der Korrektur
der Beeinflussung durch die eingesetzten PMD-Zellen herangezogen
werden.
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Erfindungsgemäß kann
somit mit relativ geringem Aufwand, insbesondere Standard-Herstellungsverfahren,
ein Imager-Halbleiterbauelement hergestellt werden, das eine gute
optische Bildverarbeitung mit zusätzlicher Tiefenvermessung
ermöglicht. Das gelieferte, auf einem Monitor darzustellende
Bild kann qualitativ gleichwertig oder fast gleichwertig mit einem
Imager-Bild ohne zusätzliche PMD-Zellen sein und zusätzlich
für die Darstellung und Ermittlung der erfassten Objekte
relevante Tiefeninformationen liefern.
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Somit
kann auch durch ein monokulares Kamerasystem erfindungsgemäß eine
hochwertige Bildverarbeitung mit Tiefenangeben erreicht werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt
eine Straßensituation eines Fahrzeuges mit einem erfindungsgemäßen
Kamerasystem und weiteren Objekten;
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2 zeigt
das erfindungsgemäße Kamerasystem gemäß dieser
Ausführungsform;
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3 zeigt
eine Aufsicht auf den Imager-Chip gemäß einer
ersten Ausführungsform mit gleichmäßiger
Matrix-Verteilung der PMD-Zellen auf dem Imager-Chip;
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4 zeigt
eine Aufsicht auf den Imager-Chip gemäß einer
weiteren Ausführungsform mit einer ungleichmäßigen
Verteilung der PMD-Zellen des Imager-Chips;
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5a,
b zeigt verschiedene versetzte Anordnungen der PMD-Zellen auf dem
Imager-Chip gemäß einiger Ausführungsformen;
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6 zeigt
eine Aufsicht auf den Imager-Chip gemäß einer
weiteren Ausführungsform mit getrennten Bereichen der Bildaufnahmepixel
und PMD-Zellen;
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7 zeigt
ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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In
einer Straßensituation 1 fährt gemäß 1 ein
Fahrzeug 2 auf einer Fahrbahn 3. Das Fahrzeug 2 weist
ein in 2 detaillierter gezeigtes erfindungsgemäßes
Kamerasystem 4 auf, das einen im Wesentlichen kegelförmigen
optischen Erfassungsbereich (Kamerabereich) 5 vor und neben
dem Fahrzeug 2 erfasst.
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Das
Kamerasystem 4 erfasst in seinem Erfassungsbereich 5 in
unterschiedlichen Entfernungen d die Fahrbahn 3, und weiterhin
verschiedene auf oder neben der Fahrbahn 3 sich befindende
Objekte O1, O2, O3. Das erfindungsgemäße Kamerasystem 4 weist
eine Optikeinrichtung 12, einen Imager-Chip 6,
eine Infrarot (IR)-Beleuchtungseinrichtung 7 mit z. B.
ein oder mehreren IR-LEDs, eine Steuereinrichtung 8 zur
Ansteuerung der IR-Beleuchtungseinrichtung 7 mit ersten
Signalen S1 und Aufnahme von Signalen bij und pkl von dem Imager-Chip 6 sowie
eine Auswerteeinrichtung 10 auf. Die Steuereinrichtung 8 und
die Auswerteeinrichtung 10 können hierbei als Steuergerät 8, 10 des
Kamerasystem 4 kombiniert bzw. integriert sein. Die Optikeinrichtung 12 und
der Imager-Chip 6 sind vorzugsweise hinter der Windschutzscheibe 9 angeordnet,
die Beleuchtungseinrichtung 7 kann außerhalb der
Windschutzscheibe 9 angeordnet sein, z. B. im Bereich der
Stoßfänger.
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Erfindungsgemäß sind
auf dem gemeinsamen Substrat 11 des Imager-Chips 6 Imager-Pixel (Bildaufnahmepixel)
Bij und PMD-Zellen Pkl ausgebildet, wobei die 3 bis 6 Aufsichten
auf den Imager-Chip 6 mit unterschiedlichen Anordnungen der
Imager-Pixel Bij und PMD-Zellen Pkl zeigen. Die Imager-Pixel Bij
sind in an sich bekannter Weise in einer Matrixanordnung aus Zeilen
und Spalten angeordnet und nehmen die von dem Erfassungsbereich 5 ausgesandte
Strahlung bzw. Licht über eine Optikeinrichtung 12 gebündelt
auf. Die Imager-Pixel Bij sind in CMOS oder CCD-Technologie ausgebildet und
können gemäß unterschiedlicher Ausführungsformen
zur Aufnahme vom Licht im optischen Bereich oder auch im IR-Bereich
dienen.
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Bei
einer Ausführungsform mit im optischen Bereich sensitiven
Imager-Pixeln Bij dient der Imager-Chip als Video-Kamera zur Aufnahme
eines Grauwert- oder Farbbildes, wobei das Grauwert- oder Farbbild
anschließend auf einem Monitor im Fahrzeug dargestellt
und/oder mittels Bildverarbeitungsalgorithmen auf relevante Merkmale
untersucht werden kann, z. B. die Fahrbahn 3 bzw. die für
das Fahrzeug 2 relevante Spur und weiterhin Objekte O1, O2,
O3, z. B. Fahrbahnmarkierungen, Verkehrsschilder, Ampeln usw.. Bei
einer derartigen Auswertung des Bildes können ergänzend
auch Gefahrensituationen durch mögliche Kollisionen mit
den Objekten O1, O2, O3 von der Auswerteeinrichtung 10 erkannt und
gegebenenfalls dem Fahrer signalisiert werden oder auch zu einem
Eingriff in die Fahrdynamik oder das Bremssystem führen.
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Bei
einer Ausführungsform mit im IR-Bereich sensitiven Imager-Pixeln
Bij dient das Kamerasystem vorzugsweise als Nachtsicht-Kamerasystem,
um ohne eine Blendung des Gegenverkehr oder anderer Verkehrsteilnehmer
einen weiten Erfassungsbereich 5 mit IR-Strahlung ausleuchten
zu können und das Bild nachfolgend auf dem Monitor im sichtbaren Licht,
z. B. auch mit Graustufen, darzustellen.
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Die
PMD (Photomischdetektor, photo mixer device)-Zellen Pkl detektieren
das von der Infrarot-Beleuchtungseinrichtung 7 im Erfassungsbereich 5 reflektierte
Licht bzw. IR-Strahlung. Hierbei wird sowohl die von der Fahrbahn 3 als
auch die von den Objekten O1, O2, O3 reflektierte IR-Strahlung erfasst und
ausgewertet. Die IR-Beleuchtungseinrichtung sendet in an sich bekannter
Weise modulierte Lichtsignale aus, z. B. IR-Strahlung mit einer
Wellenlänge von 800 bis 2000 nm und zwei oder mehr Modulationsfrequenzen
von etwa 20 MHz. Hierbei steuert die Steuereinrichtung 8 die
IR-Beleuchtungseinrichtung 7 und die PMD-Zellen Pkl des
Imager-Chips 6 gekoppelt an, so dass bereits in dem Halbleitermaterial
der PMD-Zellen Pkl eine Trennung mit Hilfe einer Ladungsträgerschaukel
in Abhängigkeit der durch den unterschiedlichen Gangunterschied
aufgetretenen Phasenverschiebung erfolgt. Die PMD-Zellen liefern hierbei
ein Helligkeitsbildsignal mit geringem Kontrast im Grauwertbild
und mit Entfernungsangaben.
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Die
Imager-Pixel Bij und PMD-Zellen Pkl sind auf dem Imager-Chip 6 in
bekannter räumlicher Anordnung zueinander angebracht, so
dass die von ihnen ausgegebenen Signale bij und pkl von der Steuereinrichtung 8 bzw.
der Auswerteeinrichtung 10 entsprechend einander zugeordnet
werden können.
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Gemäß der
Ausführungsform der 3 sind die
Imager-Pixel Bij in einer 20-Matrix-Anordnung vorgesehen und jeweils
einige, z. B. neun benachbarte Imager-Pixel durch eine PMD-Zelle
Pkl ersetzt. Grundsätzlich wäre auch ein Ersatz
jeweils eines Imager-Pixels Bij durch genau eine PMD-Zelle Pkl möglich;
im Allgemeinen sind PMD-Zellen jedoch größer dimensioniert.
Gemäß 3 bilden die PMD-Zellen Pkl
selbst wiederum eine Matrix-Anordnung, d. h. sie sind gleichmäßig
in der Bij-Matrix verteilt angeordnet und erfassen daher in der
vertikalen und horizontalen Richtung jeweils gleichmäßig
beabstandete Punkte im Erfassungsbereich 5. Somit können über
den gesamten Imager-Chip 6 in bestimmten Abständen
Entfernungen bzw. Tiefen gemessen werden.
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4 zeigt
eine weitere Ausführungsform, bei der die PMD-Zellen Pkl
lediglich in einem Teilbereich des Imager-Chips 6, z. B.
dem oberen Bereich angeordnet sind und dort z. B. wiederum eine
gleichmäßige Verteilung darstellen. Aufgrund der
optischen Abbildung durch die Optikeinrichtung 12 nimmt
der in 4 oben dargestellte Teilbereich des Imager-Chips 6 den
unteren Bildbereich bzw. den unteren Erfassungsbereich 5 mit
der Fahrbahn 3 und im allgemeinen auch sämtlichen
Objekten O1, O2, O3 auf. Somit erfolgt mit dem Imager-Chip der 4 eine
Tiefenmessung in der unteren Bildhälfte; gegebenenfalls
wird die Tiefenmessung anhand der Objekterkennung über
den Horizont gezogen.
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Die
Imager-Pixel Bij des Imager-Chips 6 ermöglichen
z. B. eine Auflösung von 1/20 Grad. Falls z. B. jedes zwanzigste
Bildaufnahmepixel Bij durch eine PMD-Zelle Pkl ersetzt ist, wird
durch die PMD-Zellen Pkl somit eine Tiefenabtastung von 1 Grad Auflösung
ermöglicht. Bei einer Reichweite von ca. 25 m für
das PMD entspricht dies einer Entfernung von 43 cm zwischen den
PMD-Messstrahlen bzw. den durch die PMD-Messung gebildeten Tiefenabtastpunkten
bzw. Tiefenabtaststützstellen. Da bei einem derartigen
Rastermaß gegebenenfalls ein Fußgänger
nicht erfasst werden könnte, können die PMD-Zellen
Pkl gemäß 5a oder 5b gegeneinander
versetzt angeordnet sein, d. h. die einzelnen Zeilen der PMD-Zellen
Pkl sind gegeneinander versetzt. 5a zeigt
eine mittige Versetzung bei jeder zweiten Zeile mit PMD-Zellen Pkl, 5b eine stufenweise
Versetzung über vier Zeilen hinweg. Ein Fußgänger
kann zwar eventuell zwischen zwei aufeinander folgenden PMD-Zellen
Pkl, P(k + 1)l derselben Zeile mit Zeilennummer l nicht erfasst
werden; aufgrund seiner größeren vertikalen Erstreckung
wird er jedoch voraussichtlich von den PMD-Zellen Pk(l + 1) oder
Pk(l + 2) der benachbarten Zeilen mit Zeilennummern l + 1, l + 2
erfasst.
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Da
die PMD-Zellen Pkl möglichst gesättigt betrieben
werden und somit relativ helle Bildwert ausgeben, die helle Flecken
im ausgegebenen Bild darstellen, kann von der Auswerteeinrichtung 10 eine Tote-Pixel-Korrektur
als Bildverarbeitungsalgorithmus durchgeführt werden. Die
Auswerteeinrichtung 10 verwendet somit als solche bekannte
Algorithmen, um die durch die PMD-Zellen Pkl ersetzten Bildaufnahmepixel
durch Interpolationsverfahren oder bei bekannter Kennlinie des Imagers
aus Ableitung von Grauwerten zu ersetzen.
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6 zeigt
eine weitere Ausführungsform, bei der die PMD-Zellen Pkl
in einem separaten Bereich 16 angeordnet und die Imager-Pixel
Bij somit durch diese nicht gestört werden oder (anders
als gezeigt) einige wenige PMD-Zellen Pkl in der Matrix der Bij
angeordnet sind. Somit kann z. B. ein PMD-Array 16 an den
Imager-Bereich 17 mit den Imager-Pixeln Bij angesetzt werden.
Eine derartige Ausführungsform kann z. B. gewählt
werden, wenn die Störung des Bildes durch die PMD-Zellen
ein für die Funktion nicht mehr akzeptables Maß überschreitet.
Der PMD-Bereich 16 ist vorteilhafterweise so positioniert, dass
der untere Erfassungsbereich 5, d. h. der untere Bildbereich
erfasst wird, so dass wiederum aufgrund der Abbildung durch die
Optikeinrichtung 12 im Allgemeinen der obere Teil des Imager-Chips 6 genommen
wird. Auch bei dieser Ausführungsform ist durch die fixe
Integration bei der bekannten Optikeinrichtung 12 automatisch
die Kreuzkalibrierung zwischen dem von den Imager-Pixeln Bij erzeugten
Bild und den Tiefenwerten der PMD-Zellen Pkl gegeben, so dass die
Tiefenmesswerte den Bildbereichen zugeordnet werden können.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren zur Bilderfassung und
Bilderstellung wird gemäß dem Flussdiagramm der 7 in
Schritt St0 bei Aktivierung des Kamerasystems 4, z. B.
bei Anschalten der Zündung oder Start des Motors gestartet.
In Schritt St1 werden von den Imager-Pixeln Bij des Imager-Chips 6 fortlaufend
Bildsignale bij aufgenommen und an die Auswerteeinrichtung 10 ausgegeben.
Weiterhin werden fortlaufend gemäß Schritt St2
von der IR-Beleuchtungseinrichtung 7 modulierte IR-Strahlen
IR erzeugt und in den Erfassungsbereich 5 des Kamerasystems 4 ausgestrahlt
und anschließend die reflektierten IR-Strahlen von den
PMD-Zellen Pkl aufgenommen und hieraus PMD-Signale pkl mit Helligkeits-
und Laufzeitwerten (Entfernungsangaben) ausgegeben. Die Schritte
St1 und St2, St3 laufen hierbei gleichzeitig bzw. parallel ab, wobei
die Pixel Bij und Zellen Pkl im Allgemeinen sukzessive ausgelesen
werden.
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In
Schritt St4 werden die Signale bj und pkl einander aufgrund der
bekannten Integration bzw. räumlichen Anordnung auf dem
Imager-Chip 6 zugeordnet, so dass auch die Entfernungsdaten
der PMD-Signale Pkl den Bildsignalen bij benachbarter bzw. aufgrund
der bekannten Kreuzkorrelation auch weiter beabstandeten Imagerpixeln
Bij zugeordnet werden können.
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In
Schritt St5 erfolgt die Bildausgabe an den Fahrer, z. B. auf einem
Display im Dashboardbereich oder auch z. B. durch Projektion an
die Windschutzscheibe. Weiterhin kann in Schritt St5 auch aufgrund einer
Auswertung die Ausgabe eines Warnsignals und/oder ein Eingriff in
die Fahrdynamik einschließlich Bremseneingriff erfolgen.
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Wie
durch die Schleife des Flussdiagramms der 7 angedeutet,
verläuft das Verfahren hierbei fortlaufend.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 10002069
A1 [0007]
- - DE 4007646 A1 [0008]