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Die
Erfindung betrifft eine Bilderfassungsvorrichtung und ein Fahrerassistenzsystem
mit einer derartigen Bilderfassungsvorrichtung.
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In
modernen Fahrzeugen sind Fahrerassistenzsysteme angeordnet, welche
für die
unterschiedlichsten Funktionen herangezogen werden. So sind in diesem
Zusammenhang Fahrerassistenzsysteme bekannt, welche zur Warnung
an einen Fahrzeugführer
und/oder zum automatischen Eingriff in das Fahrverhalten ausgebildet
sind. Als Fahrerassistenzsysteme können beispielsweise ACC(Adaptive
Cruise Control)-Systeme, Spurhaltungssysteme, Nachtsicht(Night Vision)-Systeme,
Parkassistenzsysteme und Unfallfrüherkennungssysteme (Pre-Crash-Systeme)
genannt werden. Bei all diesen Systemen ist es erforderlich, dass
die Umgebung des Fahrzeugs erfasst werden kann, um aus diesen Informationen Rückschlüsse darauf
ziehen zu können,
ob das Fahrerassistenzsystem warnen und/oder in das Fahrverhalten
eingreifen soll. Die oben genannten Fahrerassistenzsysteme sind
lediglich beispielhaft und nicht als abschließend zu verstehen.
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Darüber hinaus
sind auch Systeme bekannt, welche als Fernlichtassistenz, als Verkehrszeichenerkennung
oder zur Erkennung von anderen Fahrzeugen, Radfahrern oder Fußgängern ausgebildet
sind. Auch hier sind Bilderfassungsvorrichtungen erforderlich, um
die Umgebung beobachten zu können.
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Bei
den herkömmlichen
Bilderfassungsvorrichtungen für
derartige Systeme ist oftmals der Öffnungswinkel zu gering und
die Auflösung
der Bildsensoren wie auch deren Dynamik zu klein. Daraus resultieren
ungenaue Bilder, welche zu einer eingeschränkten Funktionalität der Vorrichtung
und somit auch des Fahrerassistenzsystems führen. Darüber hinaus kann durch die eingeschränkte Ausgestaltung
der Öffnungswinkel
auch nur ein spezifischer Bereich der Umgebung erfasst werden, so
dass auch hier Funktionseinschränkungen
auftreten können.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bilderfassungsvorrichtung
und ein Fahrerassistenzsystem zu schaffen, mit welcher bzw. mit
welchem die Umgebungserfassung umfänglicher und die Bildererzeugung
präziser
erfolgen kann. Dadurch soll auch die Funktionalität der Vorrichtung
und des Assistenzsystems verbessert werden.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Bilderfassungsvorrichtung, welche die Merkmale
nach Patentanspruch 1 aufweist, und ein Fahrerassistenzsystem, welches
die Merkmale nach Anspruch 15 aufweist, gelöst.
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Eine
erfindungsgemäße Bilderfassungsvorrichtung
umfasst einen ersten elektronischen Schaltungsträger und zumindest einen zweiten
elektronischen Schaltungsträger,
welcher mit dem ersten Schaltungsträger mittels eines Verbindungsteils
verbunden ist. An dem ersten Schaltungsträger ist eine erste Bilderfassungseinheit
und dem zweiten Schaltungsträger
ist eine zweite Bilderfassungseinheit angeordnet. Der Aufbau und
die Ausgestaltung der Bilderfassungsvorrichtung ermöglicht eine
umfänglichere
Erfassung des Umgebungsbereichs und gewährleistet darüber hinaus
eine präzisere
und dynamischere Bildererzeugung.
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Besonders
bevorzugt erweist es sich, wenn die beiden Bilderfassungseinheiten
relativ zueinander bewegbar sind. Dadurch kann eine hochflexible Bilderfassungsvorrichtung
geschaffen werden, bei welcher bedarfsabhängig die Bilderfassungseinheiten
relativ zueinander ausgerichtet werden können. In diesem Zusammenhang
können
somit unterschiedlichste Umgebungsbereiche detektiert werden und
durch die spezifische Ausrichtung der Bilderfassungseinheiten relativ
zueinander auch ein relativ großer
Umgebungsbereich erkannt werden. Bedarfsabhängig können somit die Positionen der
Bilderfassungseinheiten ein gestellt werden, wobei dann situationsabhängig jeweils
die geeignetste Erfassung der Umgebung gewährleistet werden kann.
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Die
vorliegende Bilderfassungsvorrichtung beschreibt somit kein Multikamerasystem
mit mehreren Kameras, die separat für sich betrachtet und separiert
voneinander angeordnet sind und über
unterschiedliche Bildwinkel verfügen
und damit nur unterschiedliche Anwendungen abdecken, sondern es wird
eine Vorrichtung realisiert bei der mehrere Bilderfassungseinheiten
in einem gemeinsamen Verbund, welcher durch die Schaltungsträger und
das Verbindungsteil gebildet ist, erzeugt werden. Dies gewährleistet
bei einem kompakteren und bauteilreduzierten Aufwand auch die wesentliche
Verbesserung der Umgebungserfassung für eine einzige Anwendung.
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Gerade
durch die relative Bewegbarkeit der Bilderfassungseinheiten zueinander
kann bei einem derartigen integrierten Aufbau der Bilderfassungsvorrichtung,
wie er durch die Erfindung vorgeschlagen wird, die Überdeckung
eines großen
Bildwinkels in den entsprechenden Richtungen ermöglicht werden, in denen die
Bilderfassungseinheiten ausgerichtet werden und in welche sie durch
ihre Positionierung zueinander gebracht werden können.
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Vorzugsweise
sind die Bilderfassungseinheiten ortsfest an den zugeordneten Schaltungsträgern angeordnet
und die Schaltungsträger
sind über
das flexible Verbindungsteil relativ zueinander bewegbar. Durch
diese Ausgestaltung kann zunächst
eine Bilderfassungseinheit mechanisch stabil auf einem vorzugsweise
starren Schaltungsträger
angeordnet werden und die relative Positionseinstellung zueinander kann über das
flexible Verbindungsteil erreicht werden.
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Besonders
bevorzugt erweist es sich, wenn die Schaltungsträger und das Verbindungsteil
einstückig
ausgebildet sind. Insbesondere kann in diesem Zusammenhang vorgesehen
sein, dass die Schaltungsträger
und das Verbindungsteil als einstückige tiefengefräste Leiterplatte
ausgebildet sind. Eine einstücki ge
Ausgestaltung dieser genannten Komponenten der Bilderfassungsvorrichtung
ermöglichen eine
präzise
Fertigung, welche darüber
hinaus auch schneller erfolgen kann. Des Weiteren kann durch diese
Ausgestaltung auch eine bauteilminimierte Realisierung ermöglicht werden.
Insbesondere ist es bei dieser einstückigen Ausgestaltung auch möglich, dass
die Schaltungsträger
relativ starr realisiert werden und das Verbindungsteil flexibel
ausgebildet werden kann, so dass die reversible Bewegbarkeit der Komponenten
zueinander durch die Verformung des Verbindungsteils gewährleistet
werden kann.
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Eine
Bilderfassungsvorrichtung mit mehreren Bilderfassungseinheiten und
somit insbesondere ein Multi-Kamera-System kann bei dieser Ausgestaltung
somit auf einer einzigen Leiterplatte realisiert werden, welche
durch die Schaltungsträger
und das Verbindungsteil gebildet ist. Selbstverständlich kann auch
vorgesehen sein, dass die Bilderfassungsvorrichtung mehr als zwei
Schaltungsträger
aufweist, und jeweils zwischen zwei Schaltungsträgern zumindest ein Verbindungsteil
angeordnet ist. Die Flexibilität
und die Verwendbarkeit kann dadurch nochmals erhöht werden, da auch die Anzahl
der Bilderfassungseinheiten erhöht
werden kann und somit durch die relative Bewegung und Positionierung
dieser zueinander auch situationsabhängig nochmals ein größerer Öffnungswinkel
für die
Umgebungserfassung erreicht werden kann.
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Durch
eine derartige multiple Ausgestaltung kann auch quasi ein Rundumsicht-System
generiert werden, welches den bekannten 360°-Rundumsichtkameras entspricht.
Derartige omnidirektionale Kameras sind so ausgebildet, dass eine
Kamera mit einer Optik quasi auf einen rotationssymmetrischen Parabolspiegel
schaut und dadurch ein 360°-Rundumbild
entsteht. Der bei diesen bekannten Kameras auftretende Nachteil
besteht jedoch darin, dass die starke Überzeichnung der Optik sowie
stark raumwinkelabhängige
Auflösungen
des Bildes auftreten. Tendenziell sind somit dort Bildsensoren mit
sehr hoher Auflösung
erforderlich. Durch die vorteilhafte Ausgestaltung der vorliegenden
Bilderfassungsvorrichtung können
genau diese Nachteile der bekannten omnidirektionalen Kameras vermieden
werden. Eine hohe Auflösung
kann quasi überall
im Bild effizient genutzt werden, wobei insbesondere in den Randbereichen
auch dies gegeben ist. Bei den bekannten omnidirektionalen Kameras
tritt gerade in diesen Randbereichen aufgrund der Krümmung des Parabolspiegels
eine starke Kompression des Bildes auf und es liegt eine deutlich
reduzierte Bildauflösung vor.
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Darüber hinaus
kann durch die Bilderfassungsvorrichtung mit mehreren insbesondere
relativ zueinander bewegbaren Bilderfassungseinheiten auch eine
Art Luftbild von der eigenen Umgebung aufgenommen werden, wobei
aus den Bildern der einzelnen Bilderfassungseinheiten dieses Luftbild
ermittelt bzw. berechnet wird. Gerade dann, wenn eine derartige
Bilderfassungsvorrichtung einem Fahrzeug zugeordnet ist und die
Umgebung des Fahrzeugs beobachtet werden soll, kann durch eine derartige
Ausgestaltung ein Luftbild des eigenen Fahrzeugs und dessen Umgebung
quasi von oben erzeugt und berechnet werden.
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Vorzugsweise
sind die Bilderfassungseinheiten so positioniert, dass ihre Erfassungsbereiche
zumindest teilweise überlappen.
Dadurch kann eine kontinuierliche Erfassung eines sehr großen Umgebungsbereichs
lückenlos
erhalten werden.
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Insbesondere
weist die Bilderfassungsvorrichtung eine Auswerteeinheit auf, mittels
welcher aus den Informationen der Bilderfassungseinheiten in einem Überlappungsbereich
der Erfassungsbereiche der Bilderfassungseinheiten ein Hochdynamikbild
erzeugbar ist. Aus mehreren Bildern mit limitierter Dynamik kann
dadurch ein Bild mit höherer
Dynamik berechnet werden. Durch die Hochdynamik-Bilderzeugung kann
eine höhere
Dynamik der Intensitiätswerte
berechnet werden.
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Unter
einem Hochdynamikbild wird verstanden, dass Kontraste im extrem
hellen und extrem dunklen Bereich in einem Bild dargestellt werden können. Die
Auflösung
dieser unterschied lichsten Kontraste können durch diese Vorgehensweise
in einem Bild dargestellt und erkannt werden.
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In
diesem Zusammenhang kann beispielsweise vorgesehen sein, dass zu
dieser Hochdynamik-Bilderzeugung die erste Bilderfassungseinheit beispielsweise
mit einer kurzen Belichtungszeit eingestellt wird, wobei ein Kontrast
im hellen Bereich erzeugt werden kann. Die zweite Bilderfassungseinheit kann
mit einer langen Belichtungszeit eingestellt werden, wodurch ein
Kontrast im dunklen Bereich erzeugt werden kann. Durch die Auswerteeinheit
kann somit die Information der ersten und der zweiten Bilderfassungseinheit
zu einem gemeinsamen Bild zusammengesetzt werden, wodurch das Hochdynamikbild
erzeugt wird, in dem dann sowohl die hellen Bereiche aus der ersten
Bilderfassungseinheit als auch die dunklen Bereiche aus der zweiten
Bilderfassungseinheit präzise
und deutlich erkennbar darstellbar sind.
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Neben
der Ausgestaltung einer tiefengefrästen Leiterplatte, welche die
Schaltungsträger
und das Verbindungsteil aufweist, kann jedoch auch vorgesehen sein,
dass die Schaltungsträger
und das Verbindungsteil ebenfalls einstückig jedoch als Polymidleiterplatte
ausgebildet sind. Diese ist hochflexibel.
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Zur
positionsgenauen Anordnung der Bilderfassungseinheiten zueinander
und somit auch der Schaltungsträger
kann zusätzlich
zu der flexiblen Verformbarkeit des Verbindungsteils eine Positionsstabilisierung
durch Befestigung der Schaltungsträger und/oder der Bilderfassungseinheiten
an externen Komponenten vorgesehen sein. In diesem Zusammenhang
kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Schaltungsträger und/oder
die Bilderfassungseinheiten in einem Gehäuse angeordnet sind und die
Befestigung des Schaltungsträgers
und/oder der Bilderfassungseinheit an dem Gehäuse erfolgt. Beispielsweise
kann hierbei ein Verschrauben vorgesehen sein. Neben einer derartig
reversibel lösbaren Verbindung
kann jedoch auch eine andere, irreversibel lösbaren Verbindung, beispielsweise
ein Verkleben, vorgesehen sein.
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Vorzugsweise
weist das Verbindungsteil zwischen den Schaltungsträgern zumindest
eine Signalleitung zum Informationsaustausch zwischen den Schaltungsträgern und/oder
der Bilderfassungseinheiten auf. Insbesondere ist zumindest eine
Signalleitung somit integrierter Bestandteil des Verbindungsteils,
wobei vorgesehen sein kann, dass die Signalleitungen vollständig in
das Verbindungsteil eingebettet sind und somit durch das Material
des Verbindungsteils umgeben sind. Dadurch kann ein hoher Verschleiß vermieden
werden.
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Insbesondere
ist dieses Verbindungsteil zur Einstellung einer relativen Position
der Bilderfassungseinheiten reversibel verformbar. Die durch die Verformung
eingestellte Relativposition der Bilderfassungseinheiten kann insbesondere über das
Verbindungsteil selbst positionsstabil gehalten sein.
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Vorzugsweise
weist eine Bilderfassungseinheit zumindest einen Bildsensor und
zumindest ein optisches Element auf. Ein optisches Element kann beispielsweise
eine Linse sein. Durch eine derartige Ausgestaltung einer Bilderfassungseinheit
kann eine Kamera realisiert werden.
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Der
Bildsensor und/oder das optische Element können auf dem Schaltungsträger fest
angeordnet sein, wobei insbesondere ein Aufkleben oder ein Auflöten vorgesehen
sein kann.
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Die
Bilderfassungsvorrichtung ist somit insbesondere durch eine Leiterplatte
mit mindestens zwei, im Prinzip beliebig vielen Schaltungsträgern, ausgebildet,
wobei auf einem Abschnitt bzw. einem Schaltungsträger vorzugsweise
ein Bildsensor durch eine Klebe- und/oder Lötverbindung befestigt werden kann.
Die Abschnitte bzw. Schaltungsträger
sind mit insbesondere flexiblen Verbindungsteilen so verbunden,
dass sie in verschiedene Richtungen gebogen und ausgerichtet werden
können.
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Vorzugsweise
weist ein Schaltungsträger eine Öffnung auf,
durch welche eine Belichtung einer zugeordneten Bilderfassungseinheit,
insbesondere eines Bildsensors der Bilderfassungseinheit, erfolgen kann.
Gerade bei als Flip-Chip-ausgebildeten Bildsensoren
ist diese Ausgestaltung besonders vorteilhaft, da dadurch eine kompakte
Bauform realisiert werden kann. Der Chip und somit der Bildsensor
und die Lötstellen
sind bei einer derartigen Ausgestaltung auf einer Seite angeordnet,
wodurch das Erfordernis der durchgängigen Öffnung in dem Schaltungsträger auftritt.
Vorzugsweise ist die Öffnung
etwas größer als
der optische Bereich des Sensors.
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Vorzugsweise
ist zumindest ein Schaltungsträger
und/oder das Verbindungsteil, insbesondere über eine dem Verbindungsteil
zugeordnete Signalleitung, zur Kommunikation mit einer Auswerteeinheit ausgebildet.
Es kann in diesem Zusammenhang vorgesehen sein, dass die Kommunikation
drahtlos oder aber auch drahtgebunden realisiert ist. Die von den Bilderfassungseinheiten
erzeugten Bilder können
dadurch über
eine Verbindung von der vorzugsweise einstückig ausgebildeten Leiterplatte,
welche die Schaltungsträger
und das Verbindungsteil umfasst, in einer Auswerteeinheit mit der
Auswerteeinheit ausgelesen werden.
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Es
kann auch vorgesehen sein, dass in einer weiteren Ausführung eine
durch ein optisches Element und dem Bildsensor gebildete Einheit,
insbesondere eine Kamera, auf einem sogenannten Wafer-Level montiert
werden und dann mit den Abschnitten bzw. Schaltungsträgern verklebt
oder verlötet
werden. Bei dieser Ausgestaltung wird ein Sensor und die Optik direkt
auf den Chip ohne ein Gehäuse aufgebracht,
wodurch eine sehr kompakte Bauform realisiert werden kann. Es kann
auch vorgesehen sein, dass bei dieser Ausgestaltung nach dem Erzeugen
der Wafer-Level-Optik und somit nach dem Aufkleben oder Auflöten des
optischen Elements und des Bildsensors auf Wafer Level auf den Schaltungsträger der
Bildsensor mit der Optik gemeinsam in Module getrennt, insbesondere
zersägt, wird.
Die elektrischen Anschlüsse
sind vorzugsweise auf der der Optik abgewandten Seite des Bildsensors.
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Es
kann auch vorgesehen sein, dass der Bildsensor auf ein Substrat
eines BGA(Ball Grid Array)-Bauteils aufgebracht. Insbesondere wird
dann die elektrische Verbindung ausgebildet und ein Verkleben oder
ein verbinden auf andere Weise mit der Optik durchgeführt.
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Es
kann vorgesehen sein, dass die Bilderfassungseinheiten über unterschiedliche Öffnungswinkel
und somit unterschiedliche Aufweitungen der Erfassungsbereiche verfügen. In
diesem Zusammenhang können
auch die optischen Elemente der einzelnen Bilderfassungseinheiten
zu dieser individuellen Ausgestaltung des Erfassungsbereichs beitragen.
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Vorzugsweise
ist vorgesehen, dass eine Bilderfassungseinheit als Modul ausgebildet
ist, welches als SMD(Surface Mounted Device)-Bauteil auf dem Schaltungsträger ausgebildet
ist. Es kann vorgesehen sein, dass das SMD-Bauteil mit einer Bestückungsmaschine
mit anschließendem
Klebe- oder Reflow-Lötprozess
mit einem Schaltungsträger
verbinbar ist bzw. verbunden wird.
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Es
kann vorgesehen sein, dass die Bilderfassungsvorrichtung in eine
Komponente so montiert wird, dass sie vor dem Kontakt mit flüssigen Medien geschützt ist.
Insbesondere kann in diesem Zusammenhang ein Vergießen in die
Komponenten vorgesehen sein, so dass eine wasserdichte Anordnung der
Bilderfassungsvorrichtung gewährleistet
werden kann. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Bilderfassungsvorrichtung
beispielsweise in einem Fahrzeug angeordnet ist und an außenliegenden
Komponenten montiert ist. Gerade dann, wenn die Bilderfassungsvorrichtung
einem Parkassistenzsystem zugeordnet ist, sind die Bilderfassungseinheiten
nahe an der Außenseite
einer Komponente des Fahrzeugs, beispielsweise an Außenspiegeln
oder dergleichen, montiert und durch die Vergießung in diese Komponenten vor
Feuchtigkeit geschützt.
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Es
kann auch vorgesehen sein, dass die Auswerteeinheit der Bilderfassungsvorrichtung
die einzelnen Bilder der Bilderfassungseinheiten zu einem gemeinsamen
Bild zusammensetzen kann, wobei dazu auch ein Wechsel der Perspektive
der Bilder möglich
ist. Dies bedeutet, dass beispielsweise auch ein Vergrößern oder
Verkleinern und somit ein Zoom-Effekt erreicht werden kann. Dies
ist gerade dann besonders vorteilhaft, wenn die Bilderfassungsvorrichtung
auch als sogenannte Birds-Eye-View-Einheit
oder als Kamera mit einer „Weitwinkel-Fischaugen-Optik” ausgebildet
ist und somit auch ein Luftbild des eigenen Fahrzeugs und dessen
Umgebung errechnet werden kann.
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Vorzugsweise
kann jede Bilderfassungseinheit unabhängig von der anderen über eine
eigene elektronische Adresse quasi in einem Netzwerkverbund angesprochen
und parametriert werden. In diesem Zusammenhang kann dann beispielsweise
ein Einstellen unterschiedlicher Belichtungszeiten, unterschiedlicher
Verstärkungsfaktoren,
unterschiedlicher Offsets bzw. Versätze der Kennlinien für jede Bilderfassungseinheit
eingestellt bzw. unterschiedlich eingestellt werden. Die Konfiguration
einer derartigen Bilderfassungsvorrichtung kann somit äußerst präzise und
flexibel erfolgen und an die jeweiligen Situationen exakt angepasst
werden.
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Vorzugsweise
ist vorgesehen, dass die Auswerteeinheit und die Schaltungsträger mit
den Bilderfassungseinheiten und dem Verbindungsteil in einem Gehäuse angeordnet
sind. Auch hier kann somit ein kompakter Aufbau realisiert werden,
und die einzelnen Komponenten vor Verschleiß oder Beschädigung oder
dergleichen geschützt
werden.
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Das
Auslesen der einzelnen Bildererfassungseinheiten in der Bilderfassungsvorrichtung bzw.
der Multikameravorrichtung kann einerseits sequentiell erfolgen.
Dies bedeutet, dass die Gesamtzykluszeit der Bilderfassungsvorrichtung
aus der Summe der Auslesezeiten der einzelnen Bilderfassungseinheiten
zu sammengesetzt ist. Es kann jedoch andererseits auch vorgesehen
sein, dass das Auslesen der einzelnen Bilderfassungseinheiten gleichzeitig
erfolgt. Bei dieser Variante gibt es vorzugsweise zwei weitere alternative
Implementierungen. Einerseits kann dabei jede einzelne Kamera bzw.
jede einzelne Bilderfassungseinheit an eine gemeinsame Multiplexing-Einheit
angeschlossen sein. Diese Multiplexing-Einheit stellt der Verarbeitungseinheit
bzw. der Auswerteeinheit ein komplettes Bild zur Verfügung, das
aus allen Teilbildern besteht. Die Sortierung der Daten in komplette
Rahmen (Frames) kann in der Multiplexing-Einheit oder in der Verarbeitungseinheit,
z. B. mittels DMA (Direct Memory Access) erfolgen. Alternativ dazu
kann vorgesehen sein, dass alle einzelnen Bilderfassungseinheiten
der Bilderfassungsvorrichtung in einer Kette, beispielsweise einer
sogenannten „Daisy
Chain” angeordnet sind.
Jede Bilderfassungseinheit reiht dann ihre Daten in den Datenstrom
ein. Die Kette muss über
eine ausreichende Bandbreite verfügen, die durch die Rahmenrate
und den Pixelclock der einzelnen Bilderfassungseinheiten bestimmt
ist. Die Sortierung der Daten in komplette Rahmen erfolgt in der
Verarbeitungseinheit.
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Im
Hinblick auf die Anordnung der Verarbeitungseinheit und den Bilderfassungseinheiten
kann einerseits vorgesehen sein, dass diese in einem gemeinsamen
Gehäuse
verbaut sind. Alternativ dazu kann jedoch auch vorgesehen sein,
dass diese Komponente in separaten Gehäusen angeordnet sind. Beispielsweise
kann dabei die Verarbeitungseinheit auch eine größere Strecke, beispielsweise
mehrere Meter, entfernt von den Bilderfassungseinheiten angeordnet
sein. Die Datenübertragung
kann über
Kabel und somit drahtgebunden, beispielsweise über LVDS (Low Voltage Differential
Signaling) oder über eine
Funkstrecke, beispielsweise WLAN (Wireless Local Area Network),
erfolgen. Eine räumliche
Trennung ist dann sinnvoll, wenn mehrere Bilderfassungsvorrichtungen
an eine zentrale Verarbeitungseinheit angeschlossen werden sollen,
oder wenn am Einbauort aus Platz oder thermischen Gründen nur das
Multikameramodul bzw. die Bilderfassungseinheiten der Bilderfassungs vorrichtung
ohne die Verarbeitungseinheit verbaut werden können.
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Die
Auswerteeinheit bzw. die Verarbeitungseinheit kann auch so ausgebildet
sein, dass die Bilder der einzelnen Bilderfassungseinheiten zu einem
Bild fusioniert werden, um beispielsweise ein Panoramabild zu generieren
und im Nahtbereich zwischen zwei Bildern kann vorgesehen sein, dass
die Pixel gesichtet überlagert
sind, um einen weichen Übergang
zu erzielen. Dadurch können
unerwünschte
harte Trennlinien in dem Gesamtbild vermieden werden, wodurch die
Bildqualität
deutlich erhöht
werden kann. Die Zuweisungsvorschrift für eine derartige Gewichtung
kann Online berechnet werden oder, um Rechenzeit zu sparen, in einer
LUT (Look-Up-Table) hinterlegt sein. Die Gewichtung kann beispielsweise durch
das sogenannte Alpha-Blending erfolgen. Bei dieser Vorgehensweise
werden zwei verschiedene Schichten übereinander gelagert und die
Transparenz der oberen Schicht verändert. Durch diese Transparenzveränderung
erfolgt auch eine Gewichtung der Pixel der beiden Schichten abhängig von
der Transparenzeinstellung dahingehend, ob mehr die Pixel der oberen
Schicht oder mehr die Pixel der unteren Schicht hervortreten sollen.
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Es
kann auch vorgesehen sein, dass die Bilderfassungseinheiten nebeneinander
parallel angeordnet und ausgerichtet werden, so dass sich ihre Erfassungsbereiche
zu großen
Teilen überlappen
und ein großer
gemeinsamer Überlappungsbereich
ausgebildet ist. Durch eine individuelle Parametrisierung der einzelnen
Bilderfassungseinheiten können
dann gleichzeitig Bilder unterschiedlicher Art des gleichen Sichtbereichs
erfasst werden. Beispielsweise können Belichtungszeit,
Verstärkungsfaktor,
Versatz der Kennlinien und dergleichen für jede einzelne Bilderfassungseinheit
unterschiedlich eingestellt werden. Unter einer unterschiedlichen
Art der Bilder kann wiederum die Einstellung einer linearen oder
gekrümmten
Kennlinie verstanden werden und dadurch die Einstellung eines optimalen
Kontrastverhältnisses
eines gemeinsamen Gesamtbildes. Eine unterschiedliche Art bedeutet
somit, dass beispielsweise eine Bilderfassungseinheit dahingehend
parametrisiert wird, dass sie eine kurze Belichtungszeit zur Bildaufnahme aufweist
und somit Kontraste im hellen Bereich dargestellt werden, wobei
die zweite Bilderfassungseinheit dahingehend parametrisiert ist,
dass sie eine lange Belichtungszeit aufweist und somit Kontraste
im dunklen Bereich darstellt.
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Durch
diese Vorgehensweise kann ermöglicht
werden, dass beispielsweise auch sehr fokussierte Bereiche in einem
Erfassungsbereich ausgewählt
und präzise
dargestellt werden. Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn eine
derartige Bilderfassungsvorrichtung einerseits zur Erfassung von
Verkehrszeichen und andererseits zur Erfassung von anderen Verkehrsteilnehmern
ausgebildet ist. In diesem Zusammenhang kann dann eine Bilderfassungseinheit
dahingehend parametrisiert werden, dass sie zur präzisen und
deutlich erkennbaren Erfassung der Verkehrszeichen ihre Belichtungszeit einstellt,
wobei dann die weiteren Verkehrsteilnehmer nicht oder nur schlecht
in diesem Bild erkennbar sind. Dem gegenüber kann dann die zumindest
zweite Bilderfassungseinheit dahingehend parametrisiert werden,
dass sie für
die klare Erfassung der Verkehrsteilnehmer ein Bild generiert, wobei
bei dieser zweiten Bilderfassungseinheit dann die Verkehrszeichen
nicht oder nur untergeordnet erkannt werden können. Durch die Fusion der
Bilder dieser beiden Bilderfassungseinheiten können dann im Gesamtbild sowohl
das Verkehrszeichen als auch die weiteren Verkehrsteilnehmer eindeutig
und präzise
scharf erkannt werden.
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Es
kann auch vorgesehen sein, dass die Bilderfassungseinheiten so ausgerichtet
werden, dass sowohl ein Überlappungsbereich
der Erfassungsbereiche ausgebildet ist als auch Bereiche vorhanden sind,
die sich nur im Sichtkegel einer Bilderfassungseinheit befinden.
Als besonders vorteilhafte Auslegung dazu erweist sich dabei eine
hybride Anordnung mit zwei oder mehreren Bilderfassungseinheiten
mit frontalem Überlappungsbereich
und seitlichem Überwachungsbereich.
Im frontalen Bereich kann damit durch Erzeugung einer höheren Dynamik und somit
eines Hochdynamikbilds die Detektionsfähigkeit von Objekten vor einem
Fahrzeug im mittleren bis fernen Distanzbereich vor dem Fahrzeug
erhöht werden,
während
der seitliche Bereich gleichzeitig die Erfassung von Fahrzeugen
auf den Nebenspuren im Nahbereich erlaubt. Dadurch ist eine besonders vorteilhafte
Ausführung
und Verwendung der Bilderfassungsvorrichtung in einem Fahrerassistenzsystem
gegegeben.
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In
der Verarbeitungseinheit bzw. Auswerteinheit können aus den zwei oder mehr
Originalbildern der einzelnen Bilderfassungseinheiten ein frontales Hochdynamikbild
für den Überlappungsbereich
der Erfassungsbereiche sowie zwei seitliche Bilder generiert werden.
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Wesentliche
Vorteile dieser Bilderfassungsvorrichtung ergeben sich in einem
einfachen und robusten Aufbau unter einer Verwendung von Bildsensoren
mit typischerweise üblichen
Auflösungen
von ca. 640×480
Pixeln, sowie mit üblichen
Optiken mit 30° bis
90° frontalem Öffnungswinkel.
Darüber
hinaus kann mit der Bilderfassungsvorrichtung eine geringe Verzeichnung
bei großen Öffnungswinkeln
ermöglicht
werden, wenn das Bild aus mehreren Einzelbildern aus dem Multikamerasystem
bzw. den mehreren Bilderfassungseinheiten zusammengesetzt wird.
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Ein
Vorteil des oben genannten sequentiellen Auslesevorgangs besteht
darin, dass das Multiplexing technisch einfach zu lösen ist.
Die Bilddaten brauchen nicht sortiert werden, da immer ein kompletter
Rahmen bzw. Frame pro Bilderfassungseinheit übertragen wird. Dem gegenüber kann
beim gleichzeitigen Auslesen der Vorteil erzielt werden, dass ein
gleichzeitiges Aufnehmen von Bildern aller Bilderfassungseinheiten
ermöglicht
wird. Es treten dadurch keine Verzerrungen bei bewegten Bildbereichen
an den Nahtstellen zwischen den Bildern der Einzelkameramodule und
somit der Bilderfassungseinheiten auf.
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Ein
erfindungsgemäßes Fahrerassistenzsystem
umfasst eine erfindungsgemäße Bilderfassungsvorrichtung
oder eine vorteilhafte Ausgestaltung davon. Die Bilderfassungsvorrichtung
ist zur Umgebungsdetektion eines Fahrzeugs am bzw. in dem Fahrzeug
angeordnet. Das Fahrerassistenzsystem kann als halb- oder vollautomatisches
Parkassistenzsystem ausgebildet sein. Prinzipiell kann das Fahrerassistenzsystem
jedoch auch jede andere Funktionalität aufweisen, bei welcher Informationen über die
Umgebung des Fahrzeugs erforderlich sind, um eine Warnung an den
Fahrzeugführer
auszugeben und/oder ein automatisches Eingreifen in das Fahrverhalten
des Fahrzeugs durchzuführen.
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Vorteilhafte
Ausführungen
der erfindungsgemäßen Bilderfassungsvorrichtung
sind als vorteilhafte Ausführungen
des erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems
anzusehen. Ausführungsbeispiele der
Erfindung werden nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels von Komponenten
einer Bilderfassungsvorrichtung;
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2 ein
erstes Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Bilderfassungsvorrichtung;
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3 ein
zweites Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Bilderfassungsvorrichtung;
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4 ein
weiteres Ausführungsbeispiel
von Komponenten einer Bilderfassungsvorrichtung;
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5 eine
weitere Darstellung der Bilderfassungensvorrichtung gemäß 2;
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6 eine
weitere Darstellung der Bilderfassungsvorrichtung gemäß 3;
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7 eine
weitere Darstellung der Bilderfassungsvorrichtung gemäß 2;
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8 eine
weitere Darstellung von Komponenten einer Bilderfassungsvorrichtung;
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9 eine
erste Anordnung von Bilderfassungseinheiten einer Bilderfassungsvorrichtung
zum Durchführen
eines Auslesevorgangs;
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10 eine
zweite Anordnung von Bilderfassungseinheiten einer Bilderfassungsvorrichtung zum
Durchführen
eines Auslesevorgangs;
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11 eine
dritte Anordnung von Bilderfassungseinheiten einer Bilderfassungsvorrichtung
zum Durchführen
eines Auslesevorgangs;
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12 eine
Darstellung der Fusion von Bildern von mehreren Bilderfassungseinheiten
zu einem Gesamtbild;
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13 eine
weitere Ausführung
einer Bilderfassungsvorrichtung;
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14 eine
weitere Ausführung
einer Bilderfassungsvorrichtung mit einer spezifischen Anordnung
der Bilderfassungseinheiten im Hinblick auf deren Erfassungsbereiche;
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15 eine
weitere Ausführung
einer Bilderfassungsvorrichtung im Hinblick auf die Anordnung der
Bilderfassungseinheiten mit ihren spezifischen Erfassungsbereichen.
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In
den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den
gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist
ein erstes Ausführungsbeispiel einer
Bilderfassungsvorrichtung 1 gezeigt. Die Bilderfassungsvorrichtung 1 ist
insbesondere einem Fahrerassistenzsystem zugeordnet, welches in
einem Fahrzeug angeordnet ist. In diesem Zusammenhang kann das Fahrerassistenzsystem
eine oder mehrere Funktionen aufweisen und beispielsweise zur Spurhaltung
eines Fahrzeugs ausgebildet sein. Es kann jedoch auch vorgesehen
sein, dass das Fahrerassistenzsystem zusätzlich oder anstatt dazu als ACC-System
und/oder als Nachtsicht-System und/oder für Verkehrszeichenerkennung
und/oder zur Erkennung von anderen Verkehrsteilnehmern und/oder
als Fernlichtassistenz und/oder als Parkassistenzsystem ausgebildet
ist. Diese Funktionalitäten eines
Fahrerassistenzsystems sind lediglich beispielhaft genannt und nicht
abschießend
zu verstehen. Vielmehr kann die Bilderfassungsvorrichtung jedem Fahrerassistenzsystem
zugeordnet sein, welches im Hinblick auf seine Funktionalität auf Informationen der
Umgebung des Fahrzeugs angewiesen ist.
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Die
Bilderfassungsvorrichtung 1 ist somit so am oder im Fahrzeug
angeordnet, dass sie die Umgebung des Fahrzeugs erfassen kann.
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In 1 ist
eine Ausführung
der Bilderfassungsvorrichtung 1 dargestellt, wobei lediglich
einige Komponenten der Bilderfassungsvorrichtung 1 gezeigt
sind. Die Bilderfassungsvorrichtung 1 weist darüber hinaus
noch andere nicht dargestellte Komponenten auf.
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Die
Bilderfassungsvorrichtung 1 umfasst einen ersten Schaltungsträger 2,
einen zweiten Schaltungsträger 3,
einen dritten Schaltungsträger 4 und einen
vierten Schaltungsträger 5.
Die im Ausführungsbeispiel
gezeigten vier Schaltungsträger 2 bis 5 sind
plattenartig ausgebildet und starr realisiert.
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Wie
in 1 gezeigt ist, sind diese elektronischen Schaltungsträger 2 bis 5 beabstandet
zueinander angeordnet und durch jeweils ein Verbindungsteil miteinander
verbunden. In diesem Zusammenhang sind Verbindungsteile 6, 7 und 8 sowie
ein weiteres Verbindungsteil 9 ausgebildet.
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Im
Ausführungsbeispiel
sind die vier Schaltungsträger 2 bis 5 und
die Verbindungsteile 6 bis 9 einstückig ausgebildet.
Vor zugsweise ist in diesem Zusammenhang eine einstückige Leiterplatte
als tiefengefräste
Leiterplatte realisiert.
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Auf
den Schaltungsträgern 2 bis 5 sind
jeweils eine Mehrzahl von Lötstellen
schematisch eingezeichnet. Mit diesen Lötstellen kann jeweils eine Bilderfassungseinheit
auf einem Schaltungsträger 2 bis 5 montiert
werden. Die Bilderfassungseinheiten sind in 1 nicht
dargestellt jedoch der Bilderfassungsvorrichtung 1 zugehörig.
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Im
Unterschied zur starren Ausgestaltung der Schaltungsträger 2 bis 5 sind
die Verbindungsteile 6 bis 9 im Ausführungsbeispiel
flexibel ausgebildet und können
gebogen und verformt werden. Durch diese Ausgestaltung können die
Schaltungsträger 2 bis 5 relativ
zueinander bewegt werden und dadurch ihre Relativposition zueinander
eingestellt und verändert
werden. Dadurch kann auch die relative Position der auf den Schaltungsträgern 2 bis 5 angeordneten Bilderfassungseinheiten
situationsabhängig
und bedarfsgerecht verändert
werden, so dass die Ausrichtung im Hinblick auf eine optimale Erfassung
des Umgebungsbereichs ermöglicht
werden kann.
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Gemäß der Darstellung
in 1 sind in den Verbindungsteilen 6 bis 9 jeweils
eine Mehrzahl von Signalleitungen 10 integriert. Beispielhaft
ist jeweils lediglich eine Signalleitung mit dem Bezugszeichen 10 näher gekennzeichnet.
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In
der Ausgestaltung gemäß 1 sind
die vier Schaltungsträger 2 bis 5 in
einer Reihe angeordnet und zum Anderen ist der erste Schaltungsträger 2 nach
oben versetzt dazu positioniert. Diese Anordnung und Ausgestaltung
ist lediglich beispielhaft und sowohl die Anzahl der Schaltungsträger 2 bis 5 als auch
deren Anordnung zueinander kann auch davon abweichen.
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In 2 ist
eine weitere Ausführung
einer Bilderfassungsvorrichtung 1 gezeigt. Bei dieser Ausgestaltung
sind wiederum die Schaltungsträger 2 bis 5 dargestellt,
wobei auf den Schaltungsträgern 3, 4 und 5 jeweils
eine Bilderfassungseinheit 11, 12 und 13 angeordnet
ist. Auf dem Schaltungsträger 2 ist keine
Bilderfassungseinheit montiert. In 2 ist gezeigt,
dass die Schaltungsträger 3 und 5 nicht
in einer Ebene mit dem Schaltungsträger 4 angeordnet sind, sondern
in einem Winkel dazu positioniert sind. Dies wird dadurch erreicht,
dass die Verbindungsteile 7 und 8 gebogen werden
und diese Position stabil gehalten werden kann. Vorzugsweise ist
vorgesehen, dass zur positionsstabilen Halterung die Schaltungsträger 2 bis 5 und/oder
die Bilderfassungseinheiten 11, 12 und 13 alle
oder zumindest einige davon in einem Gehäuse, in dem die Bilderfassungsvorrichtung 1 angeordnet
ist, befestigt, insbesondere angeschraubt, sind.
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Die
Bilderfassungseinheit 11 umfasst einen Bildsensor 14,
welcher auf dem Schaltungsträger 3 angeordnet
ist. Darüber
hinaus umfasst die Bilderfassungseinheit 11 zwei optische
Elemente in Form von Linsen 15 und 16. Der Bildsensor 16 und
die optischen Elemente 15 und 16 sind in einem
Gehäuse 17 angeordnet.
Die Bilderfassungseinheit 11 ist als Kamera ausgebildet.
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In
analoger Weise sind die Bilderfassungseinheiten 12 und 13 konzipiert.
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In 3 ist
eine weitere Ausführung
einer Bilderfassungsvorrichtung 1 gezeigt, welche in Anzahl
der Schaltungsträger
und in Anzahl der Bilderfassungseinheiten unterschiedlich zur Ausgestaltung in 2 ist.
Auch die Position der Schaltungsträger zueinander und somit auch
die Position der Bilderfassungseinheiten zueinander ist durch die
Verformung der Verbindungsteile anderweitig als in 2 ausgebildet.
Allein schon diese Ausführungen
in 2 und 3 zeigen die vielfältigen Möglichkeiten
der Gestaltung einer Bilderfassungsvorrichtung 1 im Hinblick
auf die Anzahl und Anordnung der Schaltungsträger und der Bilderfassungseinheiten
und auch im Hinblick auf die relative Positionierung zueinander durch
die Verformung der Verbindungsteile. Die hochflexible und hochfunktionelle
Ausgestaltung einer Bilderfassungsvorrichtung 1 kann dadurch
bereits erkannt werden.
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In 4 ist
in einer weiteren Ausführung eine
Bilderfassungsvorrichtung 1 gezeigt, bei der analog zur
Darstellung in 1 lediglich Teilkomponenten
gezeigt sind. Im Unterschied zur Darstellung gemäß 1 sind hier
mehrere Schaltungsträger
gezeigt, die sternförmig
zueinander angeordnet sind. Darüber
hinaus sind die Schaltungsträger 18, 19, 20, 21 und 22 in
Form und Ausmaßen
gleich ausgebildet und über
flexible verformbare Verbindungsteile 23, 24, 25 und 26 mit
einem mittig positionierten und anderweitig geformten Schaltungsträger 27 verbunden. Von
diesem mittigen Schaltungsträger 27 erstreckt sich
ein weiteres Verbindungsteil 28 weg. Auch bei dieser Ausgestaltung
ist eine einstückige
tiefengefräste
Leiterplatte realisiert, so dass die Schaltungsträger 18 bis 22 und
die Verbindungsteile 23 bis 26 sowie 28 als
einziges Teil konzipiert sind.
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In 5 ist
in einer schematischen Darstellung die Ausgestaltung der Bilderfassungsvorrichtung 1 gemäß 2 gezeigt.
Darüber
hinaus sind in 5 die jeweiligen Erfassungsbereiche
der Bilderfassungseinheit 11, 12 und 13 eingezeichnet.
Dies sind die Erfassungsbereiche 29, 30 und 31.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel
weisen die Erfassungsbereiche 29 bis 31 im Wesentlichen
den gleichen Öffnungswinkel
auf. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Erfassungsbereiche 29 bis 31 unterschiedliche Öffnungswinkel
aufweisen. Insbesondere kann dies durch die entsprechende Gestaltung
der optischen Elemente 15 und 16 erreicht werden.
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Darüber hinaus
sind gemäß der Darstellung in 5 die
Bilderfassungseinheiten 11, 12 und 13 so
zueinander positioniert, dass ihre Erfassungsbereiche 29 und 30 einerseits
sowie die Erfassungsbereiche 30 und 31 andererseits
bereichsweise überlappen.
Durch die Anordnung der Bilderfassungseinheiten 11 bis 13 gemäß der Darstellung
in 5 kann eine Bilderfassungsvorrichtung 1 realisiert
werden, welche einen Rundumblick um 180° ermöglicht, was besonders vorteilhaft
für Einparkvorgänge ist
und somit vorzugsweise für
Parkassistenzsysteme vorteilhaft ist. Insbesondere ist auch auf
dem Schaltungsträger 2 eine
vierte Bilderfassungseinheit angeordnet, so dass auch in jede Richtung
eine entsprechende Erfassung gewährleistet
werden kann. Der 180°-Rundumblick
ist dadurch vervollständigt.
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In 6 ist
eine schematische Darstellung der Bilderfassungsvorrichtung 1 gemäß der Darstellung
in 3 gezeigt, wobei in 6 die Erfassungsbereiche 29 und 30 eingezeichnet
sind. Auch hier sind diese teilweise überlappend angeordnet und in ihren Öffnungswinkeln
im Wesentlichen gleich.
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In 7 ist
wieder eine Ausgestaltung einer Bilderfassungsvorrichtung 1 mit
vier Kameras bzw. Bilderfassungseinheiten 11 bis 13 gezeigt,
wobei auf dem Schaltungsträger 2 die
zugeordnete Bilderfassungseinheit nicht eingezeichnet ist. Bei dieser
Ausgestaltung sind die Erfassungsbereiche 29 und 31 der
Bilderfassungseinheiten 11 und 13 im Wesentlichen
mit gleichem Öffnungswinkel
ausgebildet, wobei der Erfassungsbereich 30' der Bilderfassungseinheit 12' demgegenüber kleiner
realisiert ist. Dies bedeutet, dass die mittlere Bilderfassungseinheit 12', welche insbesondere
in frontaler Richtung und somit in Längsrichtung des Fahrzeugs orientiert
ist, den kleineren Öffnungswinkel
im Hinblick auf ihren Erfassungsbereich 30' aufweist. Gemäß der Darstellung in 7 kann
erkannt werden, dass eine symmetrische Ausgestaltung und Anordnung
realisiert ist, so dass ein 180°-Rundumblick
insbesondere für
eine Umgebungsbeobachtung im Vorfeld des Fahrzeugs realisiert werden
kann. Durch die Ausgestaltung der Bilderfassungsvorrichtung 1 gemäß der Darstellung
in 1 bis 7 kann eine Überdeckung eines großen Bildwinkels
in die entsprechenden Richtungen erfolgen, wobei dazu die entsprechenden
Positionierungen der Bilderfassungseinheiten 11, 12, 12' 13 und
der nicht gezeigten vierten Bilderfassungseinheit realisiert ist.
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In 8 ist
in einer schematischen Darstellung eine Bilderfassungsvorrichtung 1 gezeigt,
bei der die Schaltungsträger 2 bis 5 und
die Verbindungsteile 6 bis 9 dargestellt sind.
Darüber
hinaus ist in diesem Zusammenhang auch eine der Bilderfassungsvorrichtung
zugeordnete Auswerteeinheit bzw. Verarbeitungseinheit 32 gezeigt,
welche mit dem Verbindungsteil 9 verbunden ist.
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Durch
die Auswerteinheit 32 können
die von den Schaltungsträgern 2 bis 5 zugeordneten
Bilderfassungseinheiten erzeugten Informationen ausgelesen werden.
Die Bildinformationen der einzelnen Bilderfassungseinheiten können dann
in der Auswerteeinheit 32 zu einem Gesamtbild zusammengesetzt werden.
Darüber
hinaus ist vorgesehen, dass jede Bilderfassungseinheit eine eigene
elektronische Adresse in diesem Verbund aufweist und somit über diese
Adresse angesprochen werden kann. In diesem Zusammenhang kann über die
Auswerteeinheit 32 jede einzelne Bilderfassungseinheit
separat und unabhängig
von den anderen Bilderfassungseinheiten angesprochen und konfiguriert
werden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass dies über einen
Konfigurationsbus erfolgt, welcher beispielsweise ein I2C-Bus sein
kann.
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Für die Konfiguration
bzw. die Parametrisierung einer Bilderfassungseinheit kann beispielsweise deren
Belichtungszeit und/oder deren Verstärkungsfaktor und/oder deren
Versatz der Kennlinien eingestellt werden.
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In 9 ist
eine erste Ausführung
einer Anordnung der Bilderfassungseinheiten 11, 12, 13 und 33 einer
Bilderfassungseinheit 1 gezeigt. Bei dieser Ausgestaltung
und Anordnung erfolgt das Auslesen der einzelnen Bilderfassungseinheiten 11 bis 13 und 33 nacheinander.
Das Auslesen der einzelnen Bilderfassungseinheiten 11, 12, 13 und 33 im
Multikamerasystem erfolgt bei dieser Ausgestaltung somit sequentiell.
Die Gesamtzykluszeit setzt sich aus der Summe der Auslesezeiten
der einzelnen Kameramodule bzw. Bilderfassungseinheiten 11 bis 13 und 33 zusammen.
Dies wird auch aus dem darunter gezeigten Diagramm deutlich, bei
dem die Gesamtzykluszeit T eingezeichnet ist. In dem Diagramm sind
die Auslesezeiten t1, t2, t3 und t4 für die jeweiligen Bilderfassungseinheiten 11, 12, 13 und 33 eingezeichnet,
welche gemäß der Darstellung
nacheinander und ohne Überlappung
erfolgen. Bei dieser Ausführung
erfolgt das Multiplexing somit rahmenweise.
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In 10 ist
ein weiteres Ausführungsbeispiel
für die
Anordnung der Bilderfassungseinheiten 11, 12, 13 einer
Bilderfassungsvorrichtung 1 für einen Auslesevorgang gezeigt.
Bei dieser Ausführung
erfolgt der Auslesevorgang gleichzeitig. Das Multiplexing erfolgt
beispielsweise Pixel- oder zeilenweise. Die Bilderfassungsvorrichtung 1 umfasst
dazu eine zusätzliche
Multiplexing-Einheit 34, welche zwischen der Verarbeitungseinheit
bzw. Auswerteeinheit 32 und den Bilderfassungseinheiten 11, 12, 13 etc.
angeordnet ist. Bei dieser Anordnung können die Bilderfassungseinheiten 11, 12, 13 etc.
gleichzeitig ausgelesen werden. Alle Bilder werden zum gleichen
Zeitpunkt aufgenommen. Jede Bilderfassungseinheit 11, 12, 13 ist
mit der Multiplexing-Einheit 34 verbunden.
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In 11 ist
ein weiteres Ausführungsbeispiel
für einen
gleichzeitigen Auslesevorgang dargestellt, wobei bei dieser Ausführung die
Bilderfassungsvorrichtung 1 keine Multiplex-Einheit aufweist, sondern
die Bilderfassungseinheiten 11, 12, 13 etc.
in einer Kette, beispielsweise in einer sogenannten „Daisy
Chain” angeordnet
sind. Die Bilderfassungseinheiten 11, 12, 13 etc.
können
bei dieser Ausgestaltung auch gleichzeitig ausgelesen werden. Alle
Kameras hängen
in einer Kette, wobei jede Kamera bzw. Bilderfassungseinheit 11, 12, 13 etc.
ihre Daten in den gemeinsamen Datenstrom einreiht.
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In 12 ist
eine schematische Darstellung der Fusion von Einzelbildern der einzelnen
Bilderfassungseinheiten zu einem Gesamtbild gezeigt. Das Bild 35 stammt
von einer ersten Bilderfassungeinheit, wobei das Bild 36 von
einer zweiten Bilderfassungseinheit stammt. Die einzelnen Pixel
der Bilder 35 und 36, welche durch die nummerierten
und buchstabierten Kästchen
in den einzelnen Bildern 35 und 36 charakterisiert
werden, werden zu einem Gesamtbild 37 fusioniert. Das fusionierte
Gesamtbild 37 besteht aus Informationen dieser Einzelbilder 35 und 36.
Im Nahbereich 38 erfolgt eine gewichtete Überlagerung,
um einen weichen Übergang
zu erzielen. Daraus kann somit das Gesamtbild 37 als Panoramabild
erzeugt werden, ohne dass in diesem Gesamtbild 37 scharfe Trennlinien
vorhanden sind. Diese gewichtete Überlagerung kann beispielsweise
gemäß der bereits
eingangs und oben erläuterten
Vorgehensweise gemäß dem Alpha-Blending
erfolgen.
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In 13 ist
ein weiteres Ausführungsbeispiel
einer Bilderfassungsvorrichtung 1 gezeigt, bei dem die
Bilderfassungseinheiten 11 und 12 in einer spezifischen
Anordnung zueinander positioniert sind. Gemäß der Darstellung in 13 sind
die Bilderfassungseinheiten 11 und 12 parallel
zueinander ausgerichtet, so dass sich ihre Sichtkegel bzw. Erfassungsbereiche 29 und 30 bereichsweise überlappen,
wodurch ein Überlappungsbereich
bzw. Überlagerungsbereich 39 ausgebildet
ist. Durch eine individuelle Parametrisierung der Bilderfassungseinheiten 11 und 12 können gleichzeitig
Bilder unterschiedlicher Art des gleichen Sichtbereichs erfasst
werden. Zum Beispiel können
Belichtungszeit, Verstärkungsfaktor, Versatz
der Kennlinien und dergleichen für
jede Bilderfassungseinheit 11 und 12 unterschiedlich
eingestellt werden. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung dazu
besteht darin, für
den Überlagerungsbereich 39 durch
Fusion die Intensitätswerte
der einzelnen Bilder und jeweils korrespondierender Pixel in ein
Bild mit hoher Dynamik zu berechnen und somit im Überlagerungsbereich 39 ein
Hochdynamikbild zu erzeugen.
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In 14 ist
ein weiteres Ausführungsbeispiel
gezeigt, bei dem die Erfassungsbereiche 29 und 30 der
Bilderfassungseinheiten 11 und 12 in dem Überlagerungsbereich 39 überlappen.
Der nicht dem Überlagerungsbereich 39 zugeordnete
Teil des Erfassungsbereichs 39 der Bilderfassungseinheit 11 bildet
im Gesamtsystem der Bilderfassungsvorrichtung 1 einen linken Überwachungsbereich 40,
wobei der nicht dem Überlagerungsbe reich 39 zugeordnete Teil
des Erfassungsbereichs 30 der Bilderfassungseinheit 12 einen
rechten Überwachungsbereich 41 des
Gesamtsystems und somit des gesamten erfassbaren Bereichs bildet.
Durch die in 14 gezeigte hybride Anordnung
mit einem frontalen Überlagerungsbereich 39,
welcher in Fahrtrichtung des Fahrzeugs mittig und symmetrisch nach
vorne orientiert ist, und seitlichen Überwachungsbereichen 40 und 41,
kann im frontalen Bereich durch Erzeugung einer höheren Dynamik
die Deteketionsfähigkeit
von Objekten vor dem Fahrzeug im mittleren bis fernen Distanzbereich
erhöht
werden, während
der seitliche Bereich mit entsprechenden Bereichen 40 und 41 gleichzeitig
die Erfassung von weiteren Verkehrsteilnehmern auf den Nebenspuren
im Nahbereich ermöglicht.
Die Verarbeitungseinheit 32 erzeugt dazu ein linkes Seitenbild 42,
ein frontales Bild 43 und ein rechtes Seitenbild 44.
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Als
Erweiterung dazu kann gemäß der Darstellung
in 15 im Überlappungsbereich
bzw. Überlagerungsbereich 39 ein
Bild mit hoher Dynamik und somit ein Hochdynamikbild aus den Originalbildern
der Bilderfassungseinheiten erzeugt werden. Im Unterschied zur Darstellung
gemäß 14,
bei der lediglich die beiden Bilderfassungseinheiten 11 und 12 gezeigt
und den Überlagerungsbereich 39 mit
den Erfassungsbereichen 29 und 30 bilden, ist
bei der Ausgestaltung in 15 vorgesehen,
dass mehrere Bilderfassungseinheiten 11, 12 und 13 vorgesehen sind,
welche mit ihren Erfassungsbereichen 29, 30 und 31 und
einen frontal nach vorne orientierten Überlagerungsbereich 39' bilden, in
dem ein Hochdynamikbild erzeugt wird. Dabei wird aus den Originalbildern 35, 36 und 45 der
Bilderfassungseinheiten 11, 12 und 13 durch
die Verarbeitungseinheit 32 ein linkes Seitenbild 42,
ein frontales Bild 43, welches das Hochdynamikbild ist,
und ein rechtes Seitenbild 44, erzeugt.