DE102007045376B4 - Night vision method as well as night vision device - Google Patents
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Abstract
Nachtsichtverfahren für Kraftfahrzeuge, bei dem eine Strahlungseinrichtung mittels einer Halbleiterstrahlungsquelle eine infrarote Messstrahlung erzeugt, die in diskreten Zeitintervallen abgestrahlt wird, wobei die reflektierte infrarote Messstrahlung von einer Detektiereinrichtung zur Aufnahme eines infraroten Bildes aufgenommen wird und einer Auswerteeinrichtung zugeführt wird, wobei vor einer Abstrahlung der infraroten Messstrahlung durch die Strahlungseinrichtung eine infrarote Störstrahlung durch die Detektiereinrichtung aufgenommen und die gemessene Störstrahlung bei Überschreiten eines definierten Grenzwertes von der detektierten infraroten Messstrahlung in der Auswerteeinrichtung subtrahiert wird zur Ermittlung einer resultierenden infraroten Strahlung, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme der Störstrahlung in einem zeitlichen Abstand von 0 ms < tAbstand ≤ 20 ms vor der Aufnahme der Messstrahlung erfolgt, insbesondere von 0 ms < tAbstand ≤ 10 ms und bevorzugt von 0 ms < tAbstand ≤ 5 ms.Night vision method for motor vehicles, in which a radiation device by means of a semiconductor radiation source generates an infrared measurement radiation which is emitted at discrete time intervals, wherein the reflected infrared measurement radiation is recorded by a detecting device for receiving an infrared image and an evaluation is supplied, wherein a radiation of the infrared Measuring radiation by the radiation means an infrared interference received by the detecting means and the measured interference radiation is subtracted when exceeding a defined limit of the detected infrared measurement radiation in the evaluation to determine a resulting infrared radiation, characterized in that the recording of the interference radiation at a time interval of 0 ms <t distance ≤ 20 ms before the recording of the measurement radiation takes place, in particular of 0 ms <t distance ≤ 10 ms and preferably v on 0 ms <t distance ≤ 5 ms.
Description
Die Erfindung betrifft ein Nachtsichtverfahren für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a night vision method for motor vehicles according to the preamble of claim 1.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung auch eine Nachtsichtvorrichtung für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Anspruchs 8.Furthermore The invention also relates to a night vision device for motor vehicles according to the preamble of claim 8.
Derartige
Nachtsichtvorrichtungen und Verfahren sind aus der
Die
Des
Weiteren ist aus der
Ausgehend vom Stand der Technik ist es nun Aufgabe der Erfindung, ein Nachtsichtverfahren sowie eine Nachtsichtvorrichtung bereitzustellen, die den Einfluss der Störstrahlung besser eliminiert.outgoing It is an object of the prior art to provide a night vision method as well as to provide a night vision device which has the influence the interfering radiation better eliminated.
Diese Aufgabe wird jeweils mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die Erfindung sieht damit vor, dass unmittelbar vor der Messung der emittierten Messstrahlung eine Störstrahlung erfasst wird, die beispielsweise durch entgegenkommende Fahrzeuge oder Umgebungsbeleuchtung und für deren Infrarotanteil abgegeben wird. Dabei wird der zeitliche Abstand auch durch die Kameraelektronik-Auslesezeit bestimmt. Durch die zeitlich so nah wie möglich vor der eigentlichen Messung erfolgenden Messung der Störstrahlung wird die relevante Störstrahlung so exakt wie möglich ermittelt.These The object is achieved in each case with the features of the independent claims. The The invention thus provides that immediately before the measurement of emitted measuring radiation is detected an interference, the for example, by oncoming vehicles or ambient lighting and for their Infrared component is emitted. Here is the time interval also determined by the camera electronics readout time. By the temporally as close as possible before the actual measurement taking place measurement of the interference becomes the relevant interfering radiation as exact as possible determined.
Durch das Verfahren können Überstrahlungseffekte vermieden werden, indem vor der Messung mit Infrarotbestrahlung und der Aufnahme eines Bildes des mit der Infrarotmessstrahlung bestrahlten Untergrunds eine Untergrundmessung ohne zusätzliche Aussendung einer infraroten Messstrahlung aufgenommen wird. Es wird hierbei durch die Detektiereinrichtung, die z. B. eine CCD-Kamera oder eine CMOS-Kamera darstellt, lediglich die Störstrahlung auf genommen.By the process can overshoot effects be avoided by using infrared radiation before measuring and taking an image of the infrared measurement radiation irradiated ground a background measurement without additional Transmission of an infrared measuring radiation is recorded. It will in this case by the detection device, the z. B. a CCD camera or a CMOS camera, only the spurious radiation on taken.
Dabei ist vorgesehen, dass lediglich bei Überschreiten eines gewissen Grenzwertes, der vorab z. B. herstellerseitig definiert wird, eine Subtraktion der Störstrahlung von der Messstrahlung, die aufgenommen wurde, erfolgt.there is provided that only when a certain Limit value, the z. B. manufacturer is defined, a Subtraction of the interference radiation from the measuring radiation that was recorded takes place.
Dabei kann vorgesehen sein, dass bei Überschreiten des Grenzwertes lediglich die über dem Grenzwert liegende Strahlung berücksichtigt wird oder aber in diesem Fall die gesamte gemessene Störstrahlung herausgenommen wird. Dabei kann für die übliche Störstrahlung, bedingt durch Straßenbeleuchtung sowie weitere übliche Beleuchtungsquellen, wie insbesondere Werbebeleuchtung, Schaufensterbeleuchtung, etc., ein Grenzwert vorgegeben werden, der dahingehend berücksichtigt wird, dass die aufgenommenen Infrarotanteile dieser Lichtquellen nicht als Störstrahlung berücksichtigt werden, und lediglich solche Störstrahlung subtrahiert wird, die über dieser üblichen Strahlung liegt. Dabei können als Störstrahlung, die zu subtrahieren ist, insbesondere solche Strahlungen in Frage kommen, die durch entgegenkommende Fahrzeuge mit eingeschaltetem Fernlicht, aber auch durch entgegenkommende Fahrzeuge mit eingeschaltetem Infrarotmodul erzeugt werden. Alternativ kann jedoch auch eine besondere Ausleuchtung der Umgebung zu Überstrahlungseffekten auf einer Anzeigeeinrichtung, wie einem Monitor oder einem Head-up Display oder ähnlichem, führen, so dass der Fahrer eines entsprechenden Kraftfahrzeuges keine Abbildung mehr erkennen kann.there can be provided that when exceeded the limit only the over the radiation is taken into account or in In this case, the entire measured interference is taken out. It can for the usual interference, due to street lighting as well as other usual Lighting sources, in particular advertising lighting, shop window lighting, etc., a limit value are given, which takes account of this is that the recorded infrared components of these light sources not as interference considered be, and only such interference is subtracted over this usual Radiation is. It can as interference, which is to be subtracted, in particular such radiations in question come by oncoming vehicles with on High beam, but also by oncoming vehicles with switched on Infrared module are generated. Alternatively, however, can also be a special Illumination of the environment to overshoot effects on a display device, such as a monitor or a head-up Display or similar, to lead, so that the driver of a corresponding motor vehicle no picture can recognize more.
Durch die Erfindung kann der Vorteil der Verwendung einer Halbleiterstrahlungsquelle im Gegensatz zu Glühlampen genutzt werden, dass die Ansprechzeit von Halbleiterstrahlungsquellen im Bereich von Mikrosekunden liegt und die Belichtungszeit im Bereich von Millisekunden.By the invention, the advantage of using a semiconductor radiation source in contrast to incandescent lamps can be used, that the response time of semiconductor radiation sources Be range of microseconds and the exposure time is in the range of milliseconds.
Dabei wird besonders bevorzugt die infrarote Messstrahlung in Form eines periodischen Strahlungsimpulses abgestrahlt. Vorteilhaft arbeitet die Strahlungseinrichtung in einem Pulsbetrieb, der durch entsprechende Ansteuerung der Halbleiterstrahlungsquelle erzielt wird.there the infrared measuring radiation is particularly preferably in the form of a emitted periodic radiation pulse. Works well the radiation device in a pulsed operation, by appropriate Control of the semiconductor radiation source is achieved.
Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass eine Impulsdauer einer abgestrahlten Messstrahlung zwischen 1 und 10 ms, vorzugsweise 2 bis 8 ms, insbesondere 3 bis 6 ms und vorzugsweise 5 ms beträgt. Die Messstrahlung kann dabei insbesondere in Zeitintervallen von 20 bis 60 ms, vorzugsweise 25 bis 50 und besonders bevorzugt 25 bis 40 ms abgestrahlt werden, wobei ein fester Abstrahlrhythmus vorgegeben werden kann. Bevorzugt sind hier Zykluszeiten der Videostandards aus Europa mit 40 ms beziehungsweise aus den USA mit etwa 33 ms.there can be provided in particular that a pulse duration of a radiated Measuring radiation between 1 and 10 ms, preferably 2 to 8 ms, in particular 3 to 6 ms and preferably 5 ms. The measuring radiation can in particular at time intervals of 20 to 60 ms, preferably 25 to 50 and more preferably 25 to 40 ms are emitted, where a fixed radiation rhythm can be specified. Prefers Here are cycle times of the video standards from Europe with 40 ms respectively from the USA with about 33 ms.
Die Aufnahme der Störstrahlung kann dabei in einem zeitlichen Abstand von 0 ms bis 20 ms vor der Aufnahme der Messstrahlung erfolgen, insbesondere von 0 bis 10 ms und besonders bevorzugt von 0 bis 5 ms vor Aufnahme der Messstrahlung, wobei dieses Zeitfenster den Beginn der Aufnahme der Störstrahlung bezeichnet und die Aufnahme der Störstrahlung in etwa der Dauer des Impulses der abgestrahlten Messstrahlung entsprechen kann.The Recording the interference radiation can be at a time interval of 0 ms to 20 ms before the Recording of the measuring radiation takes place, in particular from 0 to 10 ms and particularly preferably from 0 to 5 ms before the measurement radiation is recorded, this time window the beginning of the recording of the interference referred to and the recording of the interference in about the duration may correspond to the pulse of the radiated measuring radiation.
Die Strahlungseinrichtung kann dabei als Halbleiterstrahlungsquelle eine Infrarotdiode (IRED) oder eine Infrarotlaserdiode (IR-Laserdiode) umfassen. Darüber hinaus kann die Strahlungseinrichtung weitere optische Mittel, wie beispielsweise eine Sammeloptik, z. B. eine Fresnell-Linse und/oder eine bifokale Linse umfassen.The Radiation device can be used as a semiconductor radiation source an infrared diode (IRED) or an infrared laser diode (IR laser diode) include. About that In addition, the radiation device can further optical means, such as For example, a collection optics, z. B. a Fresnel lens and / or comprise a bifocal lens.
Es kann vorgesehen sein, dass die Detektiereinrichtung und die Strahlungseinrichtung zur Messung der infraroten Messstrahlung synchron angesteuert werden. In diesem Fall erfolgt eine Detektion der Messstrahlung nur im Zeitintervall der Strahlungsabgabe.It it can be provided that the detection device and the radiation device be controlled synchronously for measuring the infrared measuring radiation. In this case, the measurement radiation is detected only in the time interval the radiation delivery.
Anders
als im Stand der Technik, der
Es kann des Weiteren vorgesehen sein, dass die Auswerteeinrichtung mit einer Anzeigeeinrichtung zusammenwirkt, die die resultierende infrarote Strahlung visualisiert. Eine entsprechende Anzeigeeinrichtung kann insbesondere durch einen Monitor oder ein Head-up-Display oder ähnliches bereitgestellt werden. Die Anzeigeeinrichtung kann auch in die Windschutzscheibe integriert sein.It can further be provided that the evaluation cooperates with a display device, the resulting Infrared radiation visualized. A corresponding display device can in particular by a monitor or a head-up display or the like to be provided. The indicator can also be in the windshield be integrated.
Des Weiteren betrifft die Erfindung auch eine Nachtsichtvorrichtung für Kraftfahrzeuge umfassend eine Strahlungseinrichtung, die eine Halbleiterstrahlungsquelle zur Abstrahlung einer infraroten Messstrahlung aufweist, die in diskreten Zeitintervallen abstrahlbar ist, sowie eine Detektiereinrichtung zur Aufnahme eines infraroten Bildes, die der reflektierten infraroten Messstrahlung und einer Auswerteeinrichtung, wobei vor einer Abstrahlung der infraroten Messstrahlung durch die Strahlungseinrichtung eine infrarote Störstrahlung durch die Detektiereinrichtung aufnehmbar ist und die gemessene Störstrahlung, sofern sie einen definierten Grenzwert übersteigt, von der detektieren infraroten Messstrahlung in der Auswerteeinrichtung subtrahierbar ist zur Ermittlung einer resultierenden infraroten Strahlung.Of Furthermore, the invention also relates to a night vision device for motor vehicles comprising a radiation device, which is a semiconductor radiation source for emitting an infrared measuring radiation, the in Discrete time intervals can be emitted, and a detection device for recording an infrared image, that of the reflected infrared Measuring radiation and an evaluation, wherein before a radiation the infrared measurement radiation by the radiation means an infrared Radiated by the detecting device is receivable and the measured Interference radiation, provided it exceeds a defined limit of detecting infrared measuring radiation in the evaluation device can be subtracted to determine a resulting infrared Radiation.
Insbesondere betrifft die Erfindung eine solche Nachtsichtvorrichtung, die das vorstehend beschriebene Verfahren anwendet.Especially the invention relates to such a night vision device, which the applies the method described above.
Die Strahlungseinrichtung kann dabei in einen weiteren Scheinwerfer, der eine weitere Lichtquelle insbesondere zur Generierung eines sichtbaren Lichtbündels aufweisen kann, integriert sein. Diese weitere Lichtquelle kann insbesondere zur Bildung eines Abblend- und/oder eines Fernlichts dienen, und so zur Ausleuchtung eines vor dem Fahrzeug liegenden Sichtfeldes.The Radiation device can in another headlight, the another light source, in particular for generating a visible light beam may be integrated. This additional light source can in particular for the formation of a low beam and / or a high beam serve, and so to illuminate a lying in front of the vehicle Field of view.
Die Halbleiterstrahlungsquelle kann daher derart ausgebildet sein, dass der Wellenlängenbereich, in dem sie Strahlung abgibt, zwischen 800 und 950 nm liegt. Das Maximum der Strahlungsleistung kann im Bereich von 870 bis 880 nm liegen, alternativ jedoch auch in einem anderen Bereich zwischen 800 und 950 nm.The Semiconductor radiation source can therefore be designed such that the wavelength range, in which it gives off radiation, lies between 800 and 950 nm. The Maximum of the radiation power can range from 870 to 880 nm lie, alternatively however also in another range between 800 and 950 nm.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Anmeldungsunterlagen.Further Advantages and features of the invention will become apparent from the other application documents.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand nachfolgender Zeichnung näher erläutert.One embodiment The invention will be explained in more detail with reference to the following drawing.
Die
Figur zeigt dabei aufgetragen über
die Zeit in Millisekunden einen Strahlungsimpuls
In
der oberen Darstellung der Figur sind nun Detektierzeiten bzw. Aufnahmezeiten
einer Detektiereinrichtung, dargestellt, wobei mit
Unmittelbar
vor der Messung der emittierten infraroten Messstrahlung erfolgt
nun erfindungsgemäß eine zusätzliche
Messung durch die Detektiereinrichtung, wobei hierbei lediglich
eine Störstrahlung
erfasst wird, die beispielsweise durch entgegenkommende Fahrzeuge
oder Umgebungsbeleuchtung und hier deren Infrarotlichtanteil abgegeben
wird. Die Störstrahlung
ist hierbei mit
Sofern nun der gemessene Störstrahlungswert einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt, der dergestalt ermittelt wird, dass übliche Störstrahlungsbelastungen unterhalb des Grenzwertes liegen und nur solche Störstrahlungen berücksichtigt werden, die darüber liegen, wird die den Grenzwert übersteigende Störstrahlung, die zu einer Überstrahlung in der Anzeigeeinrichtung eines Fahrers führen würde, von der Messstrahlung subtrahiert.Provided now the measured interference radiation value exceeds a predetermined limit, is determined in such a way that usual Störstrahlungsbelastungen below of the limit value and only such interference radiation taken into account be that over it lie beyond the limit interference, which leads to an over-radiance in the display device of a driver would lead from the measuring radiation subtracted.
Die Messung des reinen Untergrundes ohne Messstrahlung erfolgt dabei jeweils vor jeder Messung mit Infrarotlichtquelle.The Measurement of the pure ground without measuring radiation takes place in each case before each measurement with infrared light source.
Auf diese Weise kann verhindert werden, dass Störstrahlung von dritter Seite die Anzeige der Nachtsichtvorrichtung für einen Fahrer eines entsprechenden Kraftfahrzeuges verschlechtert und die Darstellung in einer entsprechenden Anzeigeeinrichtung kann deutlich verbessert werden. Der Vorteil einer Infrarotnachtsichtvorrichtung, nämlich eine Vergrößerung des Sichtfeldes in der Tiefe, kann dadurch erhöht werden.On This way can be prevented from disturbing the third party the display of the night-vision device for a driver of a corresponding one Motor vehicle deteriorates and the representation in a corresponding Display device can be significantly improved. The advantage an infrared night vision device, namely an enlargement of the Field of view in the depth, can be increased thereby.
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