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QUERVERWEIS AUF ZUGEHÖRIGE
ANMELDUNGEN
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Diese
Anmeldung basiert auf der
japanischen
Patentanmeldung Nr. 2007-334936 , angemeldet am 26. Dezember
2007; auf den dortigen Offenbarungsgehalt wird vollinhaltlich Bezug
genommen.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Anmeldung
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Die
vorliegende Anmeldung betrifft eine Belichtungssteuervorrichtung
zur Belichtungssteuerung bei einer elektronischen Kamera, welche
aufeinanderfolgend Bilder eines Bereichs aufnimmt, der sich vorderhalb eines
Fahrzeuges befindet, in welchem die Kamera eingebaut ist.
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Beschreibung des Standes der
Technik
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In
den letzten Jahren sind elektronische Fahrzeugkameras (allgemein
gesagt, digitale Videokameras, welche nachfolgend einfach als „Kameras"
bezeichnet werden) in Gebrauch gekommen, um Bilder eines Bereiches
vorderhalb des Fahrzeuges aufzunehmen, wobei sich diese Technologie
entwickelt hat derart, dass die aufgenommenen Bilder (d. h., Sätze
von digitalen Daten, welche jeweils aufgenommene Bilder ausdrücken)
verarbeitet werden, um Objekte, beispielsweise ein vorausfahrendes
Fahrzeug, zu erkennen. Die Verarbeitungsergebnisse können
verwendet werden, um einem Fahrzeugfahrer Warnhinweise zu geben,
um die Fahrt des Fahrzeuges zu steuern, etc.
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Bei
einer solchen Technologie ist es wichtig, dass die Belichtung der
Kamera gemäß der Helligkeit in der Szenerie, die
von der Kamera aufgenommen wird, geeignet gesteuert wird, um die
Erkennungszuverlässigkeit weißer Linien auf der
Straßenoberfläche eines festen Objektes, beispielsweise
eines vorausfahrenden Fahrzeuges etc., basierend auf von der Kamera
aufgenommenen Bildern, maximiert wird.
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Ein
Fahrzeug mit einer solchen Kamera und eingebauten Verarbeitungsvorrichtungen,
welche beschrieben werden sollen, wird nachfolgend als „Eigenfahrzeug"
bezeichnet.
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Wie
beispielsweise in der
japanischen
Erstveröffentlichung Nr. 6-253208 (hier als „Referenzdokument 1"
bezeichnet) beschrieben, wurde ein Verfahren zur Verwendung von
Kamerabildern zur Erkennung weißer Linien auf Straßenoberflächen
vorgeschlagen, wobei zwei sich seitlich erstreckende Abschnitte
innerhalb eines jeden Bildes gewählt werden. Ein erster
dieser Abschnitte wird so positioniert, dass er einen Teil der Straßenoberfläche
enthält, der momentan nahe an dem Eigenfahrzeug liegt.
Die von dem ersten Abschnitt erhaltenen Daten in jedem der aufeinanderfolgend
aufgenommenen Bilder werden verwendet, weiße Linien auf
der Straßenoberfläche zu erkennen. Der zweite
Abschnitt wird so positioniert, dass er einen Teil der Straßenoberfläche
enthält, der weiter vorderhalb des Eigenfahrzeuges liegt
(d. h. in einem oberen Teil eines jeden aufgenommenen Bildes liegt).
Somit enthält der zweite Abschnitt einen Bereich, der einer
Erkennungsverarbeitung eines zukünftigen Zeitpunktes unterworfen
wird, bestimmt von der Geschwindigkeit, mit der sich das Eigenfahrzeug
bewegt. In dem die durchschnittlichen Helligkeitswert der ersten
und zweiten Abschnitte mit b0 bzw. b1 bezeichnet werden, wird die
Differenz dazwischen in jedem der aufeinanderfolgend aufgenommenen
Bilder erhalten. Wenn herausgefunden wird, dass die Differenz einen
bestimmten Schwellenwert übersteigt, wird die Kamerabelichtung,
die bei der Aufnahme des nächsten Bildes angewendet wird,
basierend auf dem Helligkeitswert b1 eingestellt (d. h. die Kameraverschlussgeschwindigkeit
etc. wird geändert).
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Wenn
bei dem obigen Verfahren gemäß Referenzdokument
1 sich beispielsweise die Straßenoberfläche vorderhalb
des Fahrzeuges zwischen einem im hellen Sonnenlicht liegenden Zustand
und einem Schattenzustand ändert, kann die Kamerabelichtung
geeignet für die aufeinanderfolgend aufgenommenen Bilder gesteuert
werden, d. h. so, dass eine abrupte Änderung der Szeneriehelligkeit
die Zuverlässigkeit der Erkennung weißer Linien
nicht beeinflusst.
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Bei
einer tatsächlichen Straßenumgebung ändert
sich jedoch die Helligkeit der Straßenoberfläche
für gewöhnlich nicht zwischen einem Sonnenlichtzustand
und einem Schattenzustand, (wobei sich die Änderung gleichförmig über
die Straßenoberfläche erstreckt) in einer derart
einfachen Weise. Anstelle hiervon kann die Änderung verschiedene
Formen annehmen. Aus diesem Grund ist es schwierig, die Kamerabelichtung
mittels eines derartigen Verfahrens unter tatsächlichen
Betriebsbedingungen zuverlässig zu steuern.
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Es
wurde auch vorgeschlagen, beispielsweise in der
japanischen Patenterstveröffentlichung
Nr. 2005-148308 (nachfolgend als „Referenzdokument
2" bezeichnet), eine Belichtungssteuervorrichtung zu verwenden,
bei der die Helligkeit der Straßenoberfläche vorderhalb
eines Eigenfahrzeuges zur Verwendung bei einer Kamerabelichtungssteuerung
gemessen wird, wobei die Effekte von weißen Linien (Fahrspurmarkierungen)
auf der Straßenoberfläche ausgeschlossen werden.
Eine Videokamera in dem Fahrzeug erhält aufeinanderfolgend
aufgenommene Bilder eines Bereichs direkt vorderhalb des Fahrzeuges
und eine Mehrzahl von Helligkeitsmessbereichen wird innerhalb eines
jeden Bildes bestimmt, welche so gestaltet sind, dass diese weißen
Linien ausgeschlossen sind. Die Belichtung der fahrzeugseitigen
Kamera wird basierend auf gemessenen Helligkeitswerten dieser Helligkeitsmessbereiche
gesteuert. Es ist jedoch schwierig, diese Helligkeitsmessbereiche
so zu formen und zu legen, dass sichergestellt ist, dass die weißen
Linien durchgängig hiervon ausgeschlossen sind. Damit ist
es in der Praxis schwierig, solche Helligkeitsmessbereiche zur Durchführung zuverlässiger
Helligkeitsmessungen basierend auf Helligkeitswerten dieser Bereiche
durchzuführen.
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Bei
einer in ein Fahrzeug eingebauten Belichtungssteuervorrichtung ist
es notwendig, eine hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit zu erhalten.
Sie kann erhöht werden, indem eine Verarbeitung nur an
einem Teil der Bildelemente angewendet wird, welche den Helligkeitsmessbereich
bilden, anstelle von Helligkeitswerte basierend auf all diesen Bildelementen
zu ermitteln. Wenn jedoch dies gemacht wird, ergibt sich das Problem, dass
verteilte hochamplitudige Schwankungen in den Helligkeitswerten
einiger Teile des Helligkeitsmessbereichs auftreten können.
Dies ist insbesondere dann der Fall bei einem Teil des Helligkeitsmessbereichs,
der externen Bereichen entspricht, die relativ weit entfernt sind.
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Ein
Grund hierfür wird unter Bezugnahme auf das Beispiel von 17 beschrieben,
welches eine Belichtungssteuervorrichtung betrifft, bei der „Ausdünnen"
angewendet wird, wobei einige Bildlinien (Reihen von Bildelementen) 52 von
einem Helligkeitsmessbereich in einem aufgenommenen Bild 48 ausgeschlossen
werden, d. h. Helligkeitswerte dieser Bildlinien werden bei der
Verwendung in der Helligkeitsmessverarbeitung weggelassen. Das obere
Diagramm von 17 zeigt konzeptuell ein aufgenommenes
Bild, in welchem ein vorausfahrendes Fahrzeug 50 erscheint,
wobei Licht von Heckleuchten 51 des Fahrzeuges 50 abgegeben
wird und in dem Bild an Positionen entsprechend einer der ausgeschlossenen
Bildlinien 52 erscheint, wie durch den Pfeil 53 angezeigt.
Wenn eine Nickbewegung an einem oder beiden Fahrzeugen auftritt,
kann in einem nachfolgenden Bild, wie durch das untere Diagramm
gezeigt, Licht von den Heckleuchten 51 Positionen anders
als der der ausgeschlossenen Bildlinien 52 entsprechen,
wie durch den Pfeil 54 gezeigt. Somit tritt ein starker
Anstieg in den gemessenen Helligkeitsbereich, der für dieses
Bild erhalten wird, auf (zum Beispiel durchschnittliche Helligkeit
des Helligkeitsmessbereichs). Solche Schwankungen in den gemessenen
Helligkeitswerten machen es schwierig, eine effektive Belichtungssteuerung
durchzuführen.
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Je
größer der Abstand einer Lichtquelle, beispielsweise
der Heckleuchte eines vorausfahrenden Fahrzeuges etc. ist, umso
kleiner ist die augenscheinliche Größe der Lichtquelle
innerhalb eines aufgenommenen Bildes. Damit nehmen solche Helligkeitsschwankungen
mit einer zunehmenden Distanz externer Bereiche zu, die in einem
Bild dargestellt sind.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die obigen Probleme
zu beseitigen und eine Belichtungssteuervorrichtung zu schaffen,
bei der eine geeignete Steuerung einer Kamerabelichtung erreicht
werden kann.
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Zur
Lösung der obigen Aufgabe schafft gemäß einem
ersten Aspekt die Erfindung eine Belichtungssteuervorrichtung zur
Durchführung einer Belichtungssteuerung (d. h. Einstellung
des Belichtungszustands durch Ändern der Verschlussgeschwindigkeit
etc., wenn nötig), einer elektronischen digitalen Kamera,
beispielsweise einer digitalen Videokamera, die in ein Fahrzeug
eingebaut ist, um periodisch Bilder einer externen Szenerie vorderhalb
des Fahrzeuges auf jeweilige Reihen von Bildelemente aufzunehmen,
die jeweilige Luminanzwerte haben. Die Vorrichtung vermag die Luminanzwerte
in entsprechende Helligkeitswerte der externen Szenerie gemäß einer
vorbestimmten Beziehung zwischen der momentanen Belichtungsbedingung
der Kamera, der Luminanzwerte und der Helligkeitswerte umzuwandeln.
Die Vorrichtung weist im Wesentlichen eine Extraktionsschaltung,
eine Berechnungsschaltung, eine Messschaltung und eine Belichtungssteuerschaltung auf.
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Die
Extraktionsschaltung wählt aus jedem aufgenommenen Bild
eine Mehrzahl von Gruppen von Bildelementen zur Bildung eines Helligkeitsmessbereichs.
Die Berechnungsschaltung berechnet jeweilige durchschnittliche Helligkeitswerte
der Mehrzahl von Bildelementgruppen und legt für jede der
Gruppen eine Zeitachsenfilterverarbeitung an aufeinanderfolgende
erhaltene durchschnittliche Helligkeitswerte, die für die
Gruppe erhalten wurden, an (d. h., welche aufeinanderfolgend aus
periodisch aufgenommenen Bildern bis zum momentanen Zeitpunkt erhalten
wurden), um Schwankungen auszuglätten, die in den durchschnittlichen
Helligkeitswerten auftreten können. Die Messschaltung berechnet
einen Helligkeitswert zur Verwendung bei der Belichtungssteuerung,
nachfolgend als Aufnahmezielhelligkeitswert bezeichnet, basierend
auf jeweiligen durchschnittlichen Helligkeitswerten, die für
die Bildelementgruppen nach der Zeitachsenfilterverarbeitung erhalten wurden.
Die Belichtungssteuerschaltung führt eine Belichtungssteuerung
(Verschlussgeschwindigkeitseinstellung) der Kamera basierend auf
dem Aufnahmezielhelligkeitswert durch, der von der Messschaltung
berechnet wurde.
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Die
Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Effektivität
(d. h. der sich ergebende Glättungsgrad) der Zeitachsenfilterung,
die an die jeweiligen Bildelementgruppen angelegt wird, gemäß einer
zunehmenden Distanz der externen Bereiche entsprechend dieser Gruppen
(d. h. Bereiche innerhalb der externen Szenerie, die in einem Bild
aufgenommen wird) zunimmt. Bevorzugt wird im Fall einer Bildelementgruppe
entsprechend einem externen Bereich, der nahe benachbart dem Eigenfahrzeug
ist (unmittelbar vorderhalb hiervon ist) keine Zeitachsenfilterverarbeitung
angewendet.
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Damit
kann eine stabilere und genauere Helligkeitsmessung erreicht werden
mit verringerten Schwankungen in den gemessenen Helligkeitswerten
aufgrund von Effekten von Lichtquellen, beispielsweise Hecklampen
vorausfahrender Fahrzeuge oder Scheinwerfer entgegenkommender Fahrzeuge
etc. Damit kann eine effektivere und zuverlässigere Belichtungssteuerung
erreicht werden.
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Gemäß einem
anderen Aspekt ist die Berechnungsschaltung bevorzugt so ausgelegt,
dass sie (für jede Bildelementgruppe) den Grad der Verteilung
von Helligkeitswerten innerhalb einer Mehrzahl von aufeinanderfolgend
erhaltenen Helligkeitswerten entsprechend dieser Gruppe beurteilt
(d. h. welche bis zum momentanen Zeitpunkt erhalten wurden), um
zu bestimmen, ob oder ob nicht eine Zeitachsenfilterverarbeitung für
diese Gruppe anzulegen ist, was auf dem Beurteilungsergebnis erfolgt.
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Die
Bildelementgruppen sind bevorzugt jeweilige Bildlinien, jeweils
aufweisend eine horizontale Reihe von Bildelementen eines aufgenommenen
Bildes.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt kann die Messschaltung so aufgebaut sein, dass sie
eine Tiefpassfilterverarbeitung an einen (momentan erhaltenen) vorläufigen
Aufnahmezielhelligkeitswert anlegt, d. h. eine Tiefpassfilterverarbeitung
unter Verwendung des vorläufigen Wertes und einer oder
mehrerer Aufnahmezielhelligkeitswerte, um einen Aufnahmezielhelligkeitswert
zu erhalten, der bei der Belichtungssteuerung verwendet wird.
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Bevorzugt
ist die Messschaltung so aufgebaut, dass sie den Grad der Verteilung
unter einer Mehrzahl aufeinanderfolgend erhaltenen Aufnahmezielhelligkeitswerten
(d. h. Werten, die aufeinanderfolgend für jeweilige Bilder
bis zum momentanen Zeitpunkt erhalten wurden) beurteilt und bestimmt,
ob die Tiefpassfilterverarbeitung angewendet werden soll, um den
Aufnahmezielhelligkeitswert zur Verwendung bei der Belichtungssteuerung
zu erhalten oder ob der vorläufige Aufnahmezielhelligkeitswert
direkt verwendet werden soll, wobei diese Bestimmung auf dem Beurteilungsergebnis
basiert.
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Eine
Belichtungssteuervorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung kann in vorteilhafter Weise durch eine Verarbeitung implementiert
werden, die gemäß einem von einem Computer durchgeführten
Programm durchgeführt wird.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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1 ist
ein schematisches Blockdiagramm eines Fahrzeugsystems, welches eine
Ausführungsform einer Belichtungssteuervorrichtung aufweist;
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2 zeigt Beispiele von Belichtungssteuermappen
zur Verwendung mit der Ausführungsform;
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3 ist
ein Flussdiagramm einer Belichtungssteuerverarbeitung, die von der
Ausführungsform durchgeführt wird;
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4 zeigt Diagramme, die die Art der Festsetzung
von Luminanzsteuersollwerten beschreibt, die mit der Ausführungsform
verwendet werden;
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5 ist
ein Diagramm zur Beschreibung einer Totzone von Helligkeitswerten;
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6 ist
ein Flussdiagramm der Verarbeitung zum Erlangen eines Aufnahmezielhelligkeitswerts,
der die Helligkeit in einem externen Bereich vorderhalb eines Fahrzeuges
anzeigt, in welches die Ausführungsform eingebaut ist;
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7 zeigt
die Form eines Helligkeitsmessbereichs in einem Bild;
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8 zeigt
das Ausdünnen von Bildelementen für jeweilige
Linien in dem Helligkeitsmessbereich;
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9 zeigt
den Ausschluss von Bildelementen höchster Helligkeit und
niedrigster Helligkeit aus den jeweiligen Linien des Helligkeitsmessbereichs;
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10 ist
eine Darstellung eines Beispiels der Verteilung von Helligkeitswerten
in einem Bild, das von einer in ein Fahrzeug eingebauten Kamera
aufgenommen wird;
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11 zeigt
den Erhalt von durchschnittlichen Helligkeitswerten für
jeweilige Linien von Bildelementen in dem Helligkeitsmessbereich;
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12 zeigt
die Art und Weise, wie die Stärke von einer Zeitachsenfilterung
bestimmt wird, die auf aufeinanderfolgend erhaltene durchschnittliche
Helligkeitswerte jeweiliger Linien von Bildelementen in dem Helligkeitsmessbereich
angewendet wird;
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13 zeigt Darstellungen der Arbeitsweise
zur Beurteilung, ob oder ob nicht ein Zeitachsenfilter an jeweilige
Linien von Bildelementen in dem Helligkeitsmessbereich angewendet
wird;
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14 zeigt
Darstellungen der Arbeitsweise zur Beurteilung, ob oder ob nicht
ein Aufnahmezielhelligkeitswert zur Verwendung bei der Belichtungssteuerung
durch eine Tiefpassfilterverarbeitung erhalten wird;
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15 ist
eine Grafik zur Ermittlung der Größe von Schwankungen
in aufeinanderfolgend erhaltenen Aufnahmezielhelligkeitswerten in
Beziehungen zur einem Halbbreitenwert der Totzone;
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16 zeigt
ein Beispiel von Luminanzsteuermappen zur Ermöglichung
einer Szeneriehelligkeitsmessung über einen weiten Bereich
von Helligkeitswerten einer externen Szenerie; und
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17 zeigt
Diagramme zum Beschreiben eines Problems, das eine Streuung auf
der Zeitachse aufeinanderfolgender Helligkeitswerte innerhalb eines
aufgenommenen Bildes verursacht.
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BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Eine
Ausführungsform einer Belichtungssteuervorrichtung für
eine in einem Fahrzeug eingebaute Kamera wird nachfolgend unter
Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
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1. Gesamtaufbau
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1 ist
ein Blockdiagramm, welches den allgemeinen Aufbau einer Belichtungssteuervorrichtung 10 und
deren Beziehung zu anderen Bestandteilen eines Fahrzeugsystems zeigt.
Die Beleuchtungssteuervorrichtung 10 ist in ein Fahrzeug
(das „Eigenfahrzeug") eingebaut und mit einer fahrzeugseitigen
digitalen Videokamera (nachfolgend einfach als „Kamera"
bezeichnet) 21 und einem zusammengefassten Beurteilungsabschnitt 22 verbunden,
wobei der zusammengefasste Beurteilungsabschnitt 22 mit
einem Warnanzeigeerzeugungsabschnitt 23 und einer Lenksteuer-ECU 24 verbunden
ist, wie gezeigt. Von der Belichtungssteuervorrichtung 10 basierend
auf dem Inhalt aufgenommener Bilder einer Szenerie vorderhalb des
Eigenfahrzeuges erhaltene Daten werden in einer Warnanzeigeverarbeitung
und Lenksteuerverarbeitung verwendet, die von dem zusammengefassten
Beurteilungsabschnitt 22 durchgeführt werden.
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Die
Belichtungssteuervorrichtung 10 besteht aus einer CPU 11,
einem Speicherabschnitt 12, einer Bildschnittstelle 13,
die Daten aufeinanderfolgend aufgenommener Bilder von der Kamera 21 an
die CPU 11 überträgt und einer Kommunikationsschnittstelle 14 zur
Durchführung einer Kommunikation mit dem zusammengefassten
Beurteilungsabschnitt 22. Der Speicherabschnitt 12 enthält
einen nicht flüchtigen Speicher, beispielsweise ein ROM
(Lesespeicher; in der Zeichnung nicht dargestellt) mit Programmen
und Daten einschließlich einer Mehrzahl von Luminanzsteuerkarten
(werden nachfolgend beschrieben), die hierin vorab gespeichert wurden
und ein RAM (Speicher mit wahlfreiem Zugriff; nicht dargestellt)
und Datenregister zum Speichern und Verarbeiten von Daten einer
Mehrzahl von Bildern, welche aufeinanderfolgend bis zum momentanen
Zeitpunkt aufgenommen wurden.
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Die
Kamera 21 ist im Fahrgastraum des Eigenfahrzeuges an einer
festen Position (beispielsweise neben dem Innenrückspiegel)
eingebaut und nimmt aufeinanderfolgend Bilder (d. h. als jeweilige
Videosignalframes) eines Bereiches der Straße vorderhalb
des Fahrzeugs auf. Wenn sie in das Fahrzeug eingebaut ist, ist die
Ausrichtung der Kamera 21 so eingestellt, dass ein spezifischer
Bildaufnahmebereich bezüglich der Bewegungsrichtung des
Fahrzeuges festgelegt ist.
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Die
Kamera 21 beinhaltet einen CCD- oder CMOS-Bildsensor vom üblichen
Typ, zusammen mit einem Videoverstärker, einem A/D-Wandler
(analog/digital). Wenn vom Bildsensor ein Bild als ein analoges
Signal, das aufeinanderfolgende Luminanzwerte ausdrückt,
aufgenommen wird, verstärkt der Videoverstärker
das Analogsignal mit einem bestimmten Verstärkungsfaktorbetrag,
das dann in aufeinanderfolgende Digitalwerte (Luminanzwerte von
Bildelementen) durch den A/D-Wandler umgewandelt und im Speicherabschnitt 12 als Daten
gespeichert wird. Die CPU 11 liest dann die Bilddaten aus
und verarbeitet sie, wobei sie separat auf jeweiligen Bildlinien
des Bildes arbeitet, wobei jede Bildlinie eine horizontale Reihe
von Bildelementen (horizontale Abtastlinie) des Bildes ist.
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Die
Bildschnittstelle 13 überträgt die Bildelementwerte
zusammen mit horizontalen und vertikalen Synchronisationssignalen
des Bildes von der Kamera 21 an die CPU 11. Die
CPU 11 bestimmt jeweilige Bildpositionen entsprechend einem
jeden der Bildelemente basierend auf den horizontalen und vertikalen
Synchronisationssignalen. Die Bildelementwerte werden dann im Speicherabschnitt 12 entsprechend
von Positionsinformationen gespeichert, welche die jeweiligen Lagen
der Bildelemente innerhalb des Bildes spezifizieren.
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Die
CPU 11 verarbeitet die Bilddaten, um die Erkennung eines
bestimmten Typs von Objekt (Zielobkekt), beispielsweise eines vorausfahrenden
Fahrzeuges durchzuführen, das vorderhalb des Eigenfahrzeugs liegen
und in den aufgenommenen Bildern erscheinen kann. Basierend auf
dem Erkennungsverarbeitungsergebnissen liefert die CPU 11 eine
Positionsinformation betreffend ein jegliches Zielobjekt an dem
zusammengefassten Beurteilungsabschnitt 22 über
die Belichtungssteuervorrichtung 10.
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Zusätzlich
steuert die CPU 11 die Kamera 21 so, dass auf
geeignete Weise Bilder der Szenerie vorderhalb des Fahrzeuges aufgenommen
werden. Genauer gesagt, die CPU 11 stellt die Frame-Rate
und die Belichtungsparameter der Kamera 21 ein, indem ent sprechende
Einstellbefehle erzeugt und diese der Kamera 21 als Kamerasteuerbefehlswerte übermittelt
werden. Nachfolgend sei angenommen, dass die Belichtungsparameter
der Kamera 21 Verschlussgeschwindigkeit und Videoverstärkungsfaktor
sind.
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Die
Kommunikationsschnittstelle 14 ermöglicht eine
Kommunikation zwischen der CPU 11 und dem zusammengefassten
Beurteilungsabschnitt 22, um an dem zusammengefassten Beurteilungsabschnitt 22 die oben
beschriebene Information betreffend Ergebnisse von Ziel-Objekterkennung
zu übermitteln. Basierend auf dieser Information beurteilt
der zusammengefasste Beurteilungsabschnitt 22, ob es eine
Zusammenstoßgefahr zwischen dem Eigenfahrzeug und einem
Zielobjekt gibt. Wenn beurteilt wird, dass eine solche Gefahr besteht,
steuert der zusammengefasste Beurteilungsabschnitt 22 den
Warnanzeigeerzeugungsabschnitt 23, damit eine Warnanzeige
für den Fahrzeugfahrer erzeugt wird. Wenn beurteilt wird,
dass die Gefahr über einen bestimmten Wert liegt, wird
zusätzlich zur Erzeugung einer Warnanzeige die Lenksteuer-ECU 24 von
dem zusammengefassten Beurteilungsabschnitt 22 angewiesen,
eine entsprechende Lenksteuerung des Fahrzeuges durchzuführen.
Insbesondere kann dies eine Steuerung sein, bei der der Betrag der
Lenkunterstützung, der auf einen Lenkmechanismus aufgebracht
wird, geeignet eingestellt wird, oder der Lenkmechanismus wird automatisch
betrieben so gesteuert, dass die Zusammenstossgefahr vermieden wird.
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2. Aufbau der Belichtungssteuerung
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Der
Kamerabelichtungssteuervorgang dieser Ausführungsform kann
wie folgt zusammengefasst werden. Die Belichtungssteuervorrichtung 10 hat
vorab gespeicherte Daten enthalten, die eine Mehrzahl von Charakteristiken
ausdrücken, und welche nachfolgend als Luminanzsteuerkarten
bezeichnet seien. Jede hiervon entspricht einer spezifizierten Belichtungsbedingung
der Kamera 21 (spezielle Kombination aus Verschlussgeschwindigkeit
und Videoverstärkung) und drückt die Beziehung
zwischen der Helligkeit einer externen Szenerie vorderhalb des Fahrzeuges,
die als Bild von der Kamera 21 aufgenommen wird und sich
ergebenden Luminanzwerten von Bildelementen des Bildes aus. Die
Bildelementluminanzwerte werden von der Kamera 21 als entsprechende
digitale Werte geliefert.
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2 zeigt ein Beispiel einer solchen Mehrzahl
von Luminanzsteuerkarten mit Werten externer Szeneriehelligkeit
entlang der Horizontalachse und Bildluminanzwerten (Bildelementluminanzwerten
von der Kamera) entlang der Vertikalachse.
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Im
Beispiel des Diagramms (a) von 2 ist,
wenn die Bildluminanz (zum Beispiel Durchschnitt einer Mehrzahl
von Bildelementwerten) ein Wert V ist (nachfolgend als Luminanzsteuerzielwert
bezeichnet, der als ein geeigneter Wert der Bildluminanz vorbestimmt
ist) dann, wenn ein Aufnahmezielhelligkeitswert (wie nachfolgend
beschrieben gemessen) B ist und die Luminanzsteuerkarte 11 verwendet
wird, dies ein Zustand, in welchem die Kamerabelichtungsparameter
(Verschlussgeschwindigkeit, Videoverstärkung), bestimmt
von der Luminanzsteuerkarte 11, korrekt eingestellt sind.
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Bezugnehmend
auf das Diagramm (b) von 2, in welchem
die Luminanzsteuerkarte Nr. 7 verwendet wird, weicht, weicht, wenn
der Aufnahmezielhelligkeitswert B, wie gezeigt ist, der Bildluminanzwert
von dem Zielwert V ab, d. h. nimmt den Wert K an, so dass die Kamerabelichtung
nicht korrekt eingestellt ist. In diesem Fall führt die
Vorrichtung eine Belichtungssteuerung durch, indem die Luminanzsteuerkarte
Nr. 13 gewählt wird, so dass die Bildluminanz auf dem Zielwert
V zurückgestellt wird. Eine Belichtungssteuerung wird damit
so angewendet, dass die Bildluminanz nahe an einem geeigneten Wert
gehalten wird, ungeachtet von Helligkeitsschwankungen der Szenerie,
die von der Kamera aufgenommen wird.
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Der
Luminanzsteuerzielwert wird gemäß der Luminanzsteuerkarte
bestimmt, die momentan gewählt ist, d. h., es gibt eine
bestimmte Beziehung zwischen den Luminanzsteuerkartennummern und
den Luminanzsteuerzielwerten, wie nachfolgend beschrieben.
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Bei
dieser Ausführungsform wird, anstelle die Szeneriehelligkeit
basierend auf allen Bildelementen eines von der Kamera 21 aufgenommenen
Bildes zu messen, diese basierend auf einem fest vorbestimmten Teil eines
jeden Bildes mit bestimmter Form, Lage und Größe
ermittelt, der als Helligkeitsmessbereich bezeichnet wird.
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Die
Belichtungssteuervorrichtung 10 dieser Ausführungsform
führt die Belichtungssteuerung grundlegend gemäß der
nachfolgenden Abfolge der Vorgänge (1) bis (4)
durch.
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(1) Bestimmung des Luminanzsteuerzielwerts
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Der
Luminanzsteuerzielwert wird gemäß der momentan
gewählten Luminanzsteuerkarte basierend auf der oben erwähnten
bestimmten Beziehung bestimmt und ändert sich zwischen
einem Tageswert und einem Nachtwert. Um sicherzustellen, dass die
Steuerbedingungen sich nicht abrupt ändern, ändert
sich der Luminanzsteuerzielwert nur graduell während eines
jeden Übergangs zwischen Tagwert und Nachtwert.
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(2) Berechnung der Totzone
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Eine
Totzone (wie in 5) der Helligkeitswerte wird
wie nachfolgend beschrieben bestimmt.
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(3) Ableitung vom Aufnahmezielhelligkeitswert
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Wie
in 7 gezeigt, bilden zwei aneinander grenzende Bereiche
innerhalb eines jeden aufgenommenen Bildes den Helligkeitsmessbereich
dieser Ausführungsform, d. h. einen Straßenoberflächengebrauchsbereich
zur Messung der Helligkeit der Straßenoberfläche
und einen Zielobjektgebrauchsbereich zur Messung der Helligkeit
eines Abschnittes der externen Szenerie, der ein vorausfahrendes
Fahrzeug enthalten kann, d. h. ein Objekt, welches einer Erkennungsverarbeitung
zu unterwerfen ist. Mit dieser Ausführungsform werden jeweils
unterschiedliche Formen von gewichtet gemittelten Verarbeitungen
diesen beiden Bereichen auferlegt und ein Aufnahmezielhelligkeitswert
wird als eine Kombination der sich ergebenden Durchschnittswerte
erhalten, die für die beiden Bereiche berechnet worden
sind.
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(4) Steuerung von Verstärkungsfaktor
und Verschlussgeschwindigkeit
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Wenn
sich herausstellt, dass der Aufnahmezielhelligkeitswert, der durch
den Vorgang (3) erhalten wurde, außerhalb der
Totzone liegt, wird eine geeignete andere aus den Luminanzsteuerkarten
für eine Verwendung ausgewählt, und zwar basierend
auf dem Luminanzsteuerzielwert vom Vorgang (1) und bei
dem Aufnahmezielhelligkeitswert aus Vorgang (3), wie oben
unter Bezug auf Diagramm (b) von 2 beschrieben.
Die Belichtungsbedingung (Verschlussgeschwindigkeit und Verstärkungsfaktor)
von der Kamera 21 wird dann gemäß der
neu gewählten Luminanzsteuerkarte eingestellt.
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3. Von der CPU durchgeführte
Verarbeitung
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Die
CPU 11 führt periodisch (zum Beispiel einmal pro
100 ms) einen Verarbeitungsprogrammablauf gemäß einem
gespeicherten Programm als Belichtungssteuerverarbeitung durch.
Bei dieser Verarbeitung wird ein Aufnahmezielhelligkeitswert basierend
auf Daten von einem oder mehreren Bildern erhalten, welche aufeinanderfolgend
bis zum momentanen Zeitpunkt von der Kamera 21 erhalten
wurden und im Speicherabschnitt 12 gespeichert wurden.
Basierend auf diesem Aufnahmezielhelligkeitswert wird bei Bedarf
die Luminanzsteuerkarte geändert und die Kamerabelichtungsparameter
(Verschlussgeschwindigkeit, Verstärkungsfaktor) werden
entsprechend eingestellt. Diese Verarbeitung wird unter Bezugnahme
auf das Flussdiagramm von 3 beschrieben.
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Wenn
die Verarbeitung beginnt, bestimmt die CPU 11 zunächst
(Schritt S110) einen Luminanzsteuerzielwert. Genauer gesagt, eine
Entsprechungsbeziehung (als durchgezogene Linie im Diagramm (c)
von 4 gezeigt) ist vorab gespeichert
und betrifft Luminanzsteuerkartennummern (zum Beispiel die Kartennummern 1 bis 17 gemäß 2), die entlang der horizontalen Achse
aufgeführt sind zu Luminanzsteuerzielwerten, die entlang
der vertikalen Achse aufgeführt sind. Basierend auf dieser
Entsprechungsbeziehung wird ein Luminanzsteuerzielwert gemäß der
Nummer der Luminanzsteuerkarte erhalten, die momentan verwendet
wird. Bei der ersten Durchführung des Verarbeitungsablaufes
von 3 (wenn der Systembetrieb beginnt), wird eine bestimmte
der Luminanzsteuerkarten zur Verwendung ausgewählt und
der entsprechende Luminanzsteuerzielwert wird erhalten.
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Die
Entsprechungsbeziehung von 4(c) wird
erhalten durch Mitteln der Entsprechungsbeziehungen der 4(a) und 4(b),
welche als punktierte Liniencharakteristik und gestrichelte Liniencharakteristik in 4(c) gezeigt sind. 4(a) ist
eine Bezie hung zwischen den Luminanzsteuerkartennummern (entlang der
horizontalen Achse aufgeführt) zu Straßenoberflächenluminanzsteuerzielwerten
(entlang der Vertikalachse), geeignet für den oben erwähnten
Straßenoberflächengebrauchsbereich des Helligkeitsmessbereichs
(d. h. eines Bildbereiches, der einen Teil der Straßenoberfläche
enthält, der nahe bei und direkt vorderhalb des Eigenfahrzeuges
ist). 4(b) ist eine entsprechende
Beziehung, die geeignet ist für den Zielobjektgebrauchsbereich
des Helligkeitsmessbereichs.
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Somit
wird bei dieser Ausführungsform jeder Luminanzsteuerzielwert
nicht einfach als für einen Bildbereich geeignet bestimmt,
in welchem ein Zielobjekt (vorausfahrendes Fahrzeug) sein kann,
das von der Erkennungsverabeitung zu erkennen ist, sondern wird
anstelle hiervon als Kombination von Werten erhalten, die für
ein Zielobjekt bzw. für die Straßenoberfläche
passend sind.
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Wenn
die durchschnittliche Szeneriehelligkeit niedrig ist (üblicherweise
bei Nacht), werden Luminanzsteuerkarten mit niedrigen Ziffern für
den Gebrauch gewählt, wo hingegen, wenn die durchschnittliche
Szeneriehelligkeit hoch ist (bei Tag), Luminanzsteuerkarten mit
hohen Nummern verwendet werden. Bei dieser Ausführungsform
ist gemäß 4 die
Beziehung zwischen den Luminanzsteuerzielwerten und den Kartenwertnummern
so vorherbestimmt, dass ein niedriger Luminanzsteuerzielwert während
des Nachtbetriebes gewählt wird und ein höherer
Luminanzsteuerzielwert während des Tagebetriebes gewählt
wird. Dies erfolgt, um sicherzustellen, dass die Vorrichtung korrekt
arbeitet, auch dann, wenn in der Bildluminanz während des
Nachtbetriebes ein Anstieg in großem Maßstab erfolgt
(zum Beispiel aufgrund von Licht von Quellen wie Scheinwerfer entgegenkommender
Fahrzeuge etc.).
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Wie
ebenfalls gezeigt ist, gibt es einen graduellen Übergang
zwischen dem Luminanzsteuerzielwert für Nachtgebrauch und
dem Luminanzsteuerzielwert für Taggebrauch, um abrupte Änderungen
in der Bildluminanz zu verhindern. Da der Luminanzsteuerzielwert
gemäß der Luminanzsteuerkarte gewählt
wird, die momentan in Gebrauch ist, wird der graduelle Übergang
erreicht, indem eine geeignete Zuordnung der Luminanzsteuerzielwerte
zu den Luminanzsteuerkartennummern gemacht wird.
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Nachfolgend
wird im Schritt S120 die Totzone berechnet. Dies ist ein Bereich
von Helligkeitswerten zur Verwendung bei der Beurteilung, ob es
notwendig ist, die Kamerabelichtung einzustellen (eine andere Luminanzsteuerkarte
zu wählen). Die Totzone wird verwendet, um unnötig
häufige Änderungen in den Belichtungsbedingungen
zu verhindern. Insbesondere ist gemäß 5,
wenn die Luminanzsteuerkarte, welche momentan verwendet wird, als
Karte N bezeichnet wird und der entsprechende Luminanzsteuerzielwert
(aus Schritt S110) als V bezeichnet wird, die Totzone als Szeneriehelligkeitsbereich
definiert, der sich zwischen den Schnittpunkten des Luminanzsteuerzielwertes
V mit den beiden benachbarten Luminanzsteuerkarten (N – 1) und
(N + 1) ergibt (d. h. den Karten, deren Nummern unmittelbar vor
und unmittelbar nach der momentan gewählten Luminanzsteuerkarte
liegen).
-
Nachfolgend
wird in Schritt S130 eine Verarbeitung durchgeführt, um
den Aufnahmezielhelligkeitswert zu erhalten. Dies basiert auf einer
Umwandlung der Bildelementluminanzwerte des Helligkeitsmessbereichs
in entsprechende umgewandelte Helligkeitswerte unter Verwendung
der Luminanzsteuerkarte, die momentan gewählt ist, wie
unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm von 6 beschrieben
werden wird.
-
Zunächst
werden im Schritt S131 die Bildelementwerte des Helligkeitsmessbereichs
erlangt, und zwar in Einheiten von Bildlinien. Wie in 7 gezeigt,
ist der Helligkeitsmessbereichs dieser Ausführungsform
aus einem trapezförmigen Bereich gebildet, der den oben
genannten Zielobjektgebrauchsbereich bildet, d. h. einen Bereich
in einem bestimmten Abstand vorderhalb des Eigenfahrzeuges an einer
Position, wo ein vorausfahrendes Fahrzeug in dem Bild auftauchen
kann) und einem rechteckförmigen Bereich, der den oben
genannten Straßenoberflächengebrauchsbereich bildet
und einem Teil der Straße entspricht, der unmittelbar vorderhalb des
Eigenfahrzeuges liegt und der zur Messung der Helligkeit der Straßenoberfläche
dient. Der Bildluminanzwert wird als eine Kombination von Werten
gemessen, die von dem Zielobjektgebrauchsbereich und dem Straßenoberflächengebrauchsbereich
erhalten werden.
-
Genauer
gesagt, der Straßenoberflächengebrauchsbereich
hat eine vertikale Abmessung (Höhenabmessung) entsprechend
einem Bereich, der sich annähernd 7 bis 27 m vorderhalb
des Eigenfahrzeuges erstreckt und eine Breitenabmessung (Seitenabmes sung),
die so bestimmt ist, dass sie die beiden weißen Linien enthält,
die jeweils am rechten und linken Fahrspurrand liegen, auf der sich
das Eigenfahrzeug bewegt.
-
Der
oberste Teil des Zielobjektgebrauchsbereichs wird auf die FOE-Position
(focus of expansion) der Kamera 21 gesetzt. Die Breite
dieses obersten Teils wird gleich der typischen Azimutherstreckung
(± 10°) eines Bereichs gemacht, der von einer
Millimeterwellenradarvorrichtung abgetastet wird, die in dem Eigenfahrzeug eingebaut
sein kann, um die Szenerie vorderhalb des Fahrzeuges mit Radarwellen
abzutasten, um Position, Form, Geschwindigkeit etc. vorausliegender
Objekte basierend auf den sich ergebenden reflektierten Radarwellen
zu beurteilen.
-
Die
Trapezform des Zielobjektgebrauchsbereichs erweitert sich sukzessive
in Richtung des oberen Teils des Straßenoberflächengebrauchsbereichs,
d. h., ist aus Bildlinien gebildet, welche allmählich zunehmende
Länge haben, wo hingegen der Straßenoberflächengebrauchsbereich
aus Bildlinien voller Breite gebildet ist (entsprechend dem vollen
horizontalen Blickwinkel der Kamera 21). Diese Form des
Zielobjektgebrauchsbereichs wird verwendet, um sicherzustellen,
dass die Kamerabelichtung rasch eingestellt werden kann, wenn ein
anderes Fahrzeug vorderhalb des Eigenfahrzeuges plötzlich
einschert, d. h., einen randlosen Übergang zwischen der
Erkennung der Helligkeit der Straßenoberfläche
und der Erkennung der Helligkeit eines vorausfahrenden Fahrzeuges
zu haben.
-
Da
der externe Bereich vorderhalb des Eigenfahrzeuges, der jenseits
des FOE liegt, üblicherweise Merkmale wie Himmel, Gebäude,
etc. enthält, die als Zielobjekte nicht relevant sind,
ist sichergestellt, dass diese aus den aufgenommenen Bildern ausgeschlossen
sind und somit keinen nachteiligen Effekt auf die Belichtungssteuerung
haben.
-
Um
die Datenverarbeitungslast zu verringern, erfolgt eine Ausdünnung
der Bildlinien (d. h. eine von aufeinanderfolgenden mehreren Bildlinien
des Bildes wird weggelassen), wenn eine Extraktion von Bildelementen
erfolgt, die den Luminanzmessbereich bilden. In den Straßenoberflächengebrauchsbereich
erfolgt eine Ausdünnung von Bildlinien in Abständen,
die annähernd zueinander identisch sind bezüglich
dem Abstand zum Ei genfahrzeug. D. h., je höher die Positionen
von Linien innerhalb des Luminanzmessbereichs sind, umso kleiner
ist der Anteil von Linien, die durch die Ausdünnverarbeitung
weggelassen werden. In dem Zielobjektgebrauchsbereich erfolgt die
Ausdünnung in gleichmäßigen Abständen,
d. h. der Abstand zwischen Linien, die durch den Ausdünnprozess
weggelassen werden, wird konstant gehalten.
-
Zusätzlich
erfolgt auch eine periodische Ausdünnung von Bildelementen
innerhalb einer jeden Linie des Helligkeitsmessbereichs, wie durch
die gepunkteten Abschnitte in 8 schematisch
veranschaulicht. Bei dieser Ausführungsform wird die periodische
Weglassung von entsprechenden Bildelementen (d. h. von Luminanzwerten
entsprechend dieser Bildelemente) in identischen Abständen
innerhalb einer Bildlinie durchgeführt.
-
Die
Luminanzwerte der Bildelemente des Helligkeitsmessbereichs werden
in entsprechende Helligkeitswerte (d. h. Helligkeitswerte in der
externen Szenerie anzeigen) unter Verwendung der momentan gewählten
Luminanzsteuerkarte und des Luminanzsteuerzielwertes umgewandelt.
Bezugnehmend beispielsweise auf Diagramm (b) von 2 sei
angenommen, dass ein Bildelementwert (Luminanzwert), der von der
Kamera 21 erhalten wird, K ist; dann ist, wie durch die
Pfeilrichtungen dargestellt, der entsprechende gewandelte Helligkeitswert
als B erhaltbar, indem die momentan gewählte Luminanzsteuerkarte
mit der Nummer 7 angewendet wird.
-
Danach
werden im Schritt S132 für jede Bildlinie des Helligkeitsmessbereichs
die Bildelemente in der Reihenfolge des Helligkeitswertes sortiert
und dann wird eine feste Anzahl von Bildelementen maximaler Helligkeit
und eine feste Anzahl von Bildelementen minimaler Helligkeit dieser
Linie aus der weiteren Verarbeitung ausgeschlossen.
-
Es
sei angenommen, dass jede dieser festen Anzahlen größer
als 1 ist, wobei dann der Begriff „feste Anzahl von Bildelemente
maximaler Helligkeit" in dieser Beschreibung „Bildelement
maximaler Helligkeit und eines oder mehrere Bildelemente mit aufeinanderfolgenden
geringeren Helligkeiten als der Wert maximaler Helligkeit" bezeichnet.
Auf ähnliche Weise bezeichnet der Begriff „feste
Anzahl von Bildelemente minimaler Helligkeit" das Bildelement mit
der niedrigsten Helligkeit und eines oder mehrere Bildelemen te mit
umgewandelten Helligkeitswerten, welche aufeinanderfolgend höher
als der minimale Wert sind.
-
Obgleich
bei dieser Ausführungsform die obige Ausschlussverarbeitung
basierend auf der Beurteilung umgewandelter Helligkeitswerte von
Bildelementen durchgeführt wird, wäre es auch
möglich, die Ausschlussverarbeitung basierend auf einer
Beurteilung der Luminanzwerte durchzuführen, d. h. der
Bildelementwerte, wie sie von der Kamera 21 erhalten werden.
-
Im
Fall einer Straßenoberfläche mit einer leichten
Färbung, beispielsweise einer Betondecke, dunklen Bereichen
auf der Fläche (zum Beispiel Abschnitte, die mit Teer repariert
wurden oder Stöße in der Fahrbahn) sind ein Hindernis
bei der zuverlässigen Messung bei der Helligkeit der Straßenoberfläche.
Im Fall einer dunklen Straßenoberfläche, wie beispielsweise
einer aus Asphalt gebildeten, behindern weiße Linien, die
auf der Oberfläche ausgebildet sind, auf ähnliche
Weise eine zuverlässige Messung der Helligkeit der Straßenoberfläche.
Dies ist als Beispiel in der Verteilung der Helligkeitswerte von
Bildelementen für den Fall eines Vorwärtssichtbildes
einer Straße in 10 dargestellt.
Da bei dieser Ausführungsform die höchsten und
niedrigsten Helligkeitswerte des Helligkeitsmessbereichs von weiteren
Verarbeitungen ausgeschlossen sind, wie oben beschrieben, können
solche Probleme aufgrund von überschüssigen Licht
oder überschüssigen dunklen Bereichen auf der
Straßenoberfläche beseitigt werden.
-
Im
Fall eines Teils der Straßenoberfläche, die nahe
an (direkt vorderhalb von) dem Eigenfahrzeug ist, ist es möglich,
vergleichsweise zuverlässig über zu hohe oder
zu niedrige Helligkeitswerte aufgrund von weißen Linien,
Teerflecken etc. auf der Straßenoberfläche zu
unterscheiden. Im Fall eines Teils der Straßenoberfläche,
der entfernt von dem Eigenfahrzeug ist, wird es jedoch schwierig,
solche Bereiche zu unterscheiden. Aus diesem Grund wird, je größer
der Abstand, dargestellt durch die Bildposition einer Bildlinie
(d. h. je höher die Lage dieser Linie innerhalb des Helligkeitsmessbereichs
ist), umso kleiner die Anzahl von Bildelementwerten gemacht, die
von der Linie durch die oben beschriebene Ausschlussverarbeitung
ausgeschlossen werden. Im Fall der Bildlinien entsprechend dem am
weitesten entfernten Teil des Helligkeitsmessbereichs werden keine
Bildelementwerte ausgeschlossen.
-
Nachfolgend
wird im Schritt S133 gemäß 11 für
jede der verbleibenden Bildlinien des Helligkeitsmessbereichs der
Durchschnitt der umgewandelten Helligkeitswerte der Bildelemente
der Linie berechnet und der berechnete Wert wird im Speicher zur
Verwendung in einer nachfolgenden Zeitachsenfilterverarbeitung (wird
noch beschrieben) gespeichert. Die sich ergebenden jeweiligen Durchschnittswerte
der Bildlinien des Helligkeitsmessbereichs des momentan aufgenommenen
Bildes werden Bi,t bezeichnet, wobei „i"
die Position der entsprechenden Linie innerhalb des Helligkeitsmessbereichs
in einem Bereich von 1 bis L bezeichnet, gesehen von der Spitze
des Helligkeitsmessbereichs aus (gemäß 11),
d. h. 1 ≤ i ≤ L. Der Zusatz „t" bezeichnet
die Zeitachsenposition eines Bildelementdurchschnittswertes (räumlich-domain),
zum Beispiel als Abfolgenummer innerhalb einer Serie von Bildern
ausgedrückt, die aufeinanderfolgend zur periodischen Zeitpunkten bis
zum momentanen Zeitpunkt aufgenommen wurden.
-
Durch
Ausschluss der höchsten und niedrigsten Luminanzwerte aus
dieser Mittelungsverarbeitung wird sichergestellt, dass für
jede der Bildlinien im Helligkeitsmessbereich sich die (räumlichen)
Durchschnittshelligkeitswerte der jeweiligen Linien in einer stabileren
Weise über die Zeit hinweg ändern.
-
Nachfolgend
wird im Schritt S134 für jede der L Bildlinien des Helligkeitsmessbereichs
eine Pufferung der jeweiligen Durchschnittsluminanzwerte durchgeführt,
welche für diese Bildlinie in einer Mehrzahl von aufeinanderfolgend
erhaltenen Bildern erhalten wurden, wobei ein Pufferintervall von
(t ~ t – T) verwendet wird. D. h., für jede der
Bildlinien wird ein Satz von (räumlich-domain) Durchschnittswerten,
welche vorab aufeinanderfolgend berechnet und zu jeweiligen Zeitpunkten
gespeichert wurden, erlangt (aus dem Speicher ausgelesen) und in
Pufferregistern gesetzt, um einer Mittelungsberechnung unterworfen
zu werden. Diese gepufferten Durchschnittswerte lassen sich ausdrücken
als:
erste Linie: B1,t...B1,
i-te
Linie: Bi,t...
L-te Linie: BL,t...BL,t-T.
-
Wenn
beispielsweise das Pufferintervall 4 ist, werden für
jede der Bildlinien im Bereich von I bis L die entsprechenden durchschnittlichen
Helligkeitswerte, die in dem Speicherabschnitt 12 für
vier aufeinanderfolgende Bilder gespeichert wurden, als die gepufferten
Durchschnittswerte für diese Bildlinie erlangt.
-
Nachfolgend
wird im Schritt S135 eine Zeitachsenfilterung (d. h. eine Glättung
durch eine Mittelungsverarbeitung) an jeder der gewählten
Bildlinien des Helligkeitsmessbereichs angewendet (diese Bildlinien
werden wie nachfolgend beschrieben gewählt). Die Zeitachsenfilterung
wird durchgeführt, indem für jede der ausgewählten
Bildlinien der Durchschnitt der gepufferten Werte erhalten wird,
welche im Schritt S134 erlangt wurden, d. h., es wird ein kontinuierlicher
Satz von L Linien angenommen:
erste Linie: B1,t...B1,t-T → F1,t
i-te
Linie: Bi,t...Bi,t-T – Fi,t
L-te Linie: BL,t...BL,t-T → FL,t.
-
Es
kann erwartet werden, dass es nur einen kleinen Änderungsgrad
in den durchschnittlichen Helligkeitswerten von Bildlinien entsprechend
einem Bereich gibt, der nahe (d. h. unmittelbar vorderhalb) des
Eigenfahrzeuges ist, da die Helligkeit in einem solchen Bereich
für gewöhnlich durch Reflektion von Licht von
der Straßenoberfläche bestimmt wird. Somit erfolgt
nur wenig oder gar keine Zeitachsenfilterung an Bildlinien eines
solchen Teils des Helligkeitsmessbereichs. Im Fall von Bildlinien
entsprechend einem Bereich, der entfernt von dem Eigenfahrzeug ist
(d. h. nahe beim FOE liegt), können sich jedoch hohe Beträge
von Zeitachsenschwankungen in den aufeinanderfolgenden durchschnittlichen
Helligkeitswerten ergeben, die für diese Bildlinien erhalten
wurden. Wie oben unter Bezug auf 17 beschrieben,
können sich diese Schwankungen von Effekten wie Nickbewegungen
des Eigenfahrzeuges ergeben, während Licht von Hecklampen
oder Schweinwerfern entgegenkommender Fahrzeuge den Helligkeitsmessbereich
beeinflusst, so dass große Schwankungen in den aufeinanderfolgenden
unterschiedlichen Helligkeitswerten verursacht werden, die für
diese Bildlinien entsprechend einem entfernten Bereich gemessen
werden, wobei diese Schwankungen (d. h. der Draht der Zeitachsenverteilung
aufeinanderfolgender Helligkeitswerte) abhängig von einem
zunehmenden Abstand der störenden Lichtquellen zu einem
Ansteigen neigt.
-
Aus
diesem Grund wird, wenn eine Zeitachsenfilterung gemäß obiger
Beschreibung an einer Bildlinie entsprechend einem Bereich angewendet
wird, der nahe dem FOE liegt, ein vergleichsweise langes Pufferintervall
verwendet, beispielsweise entsprechend annähernd 700 ms,
d. h. eine Mittelung wird unter Verwendung einer großen
Anzahl aufeinanderfolgend erhaltener Werte durchgeführt
(großer Wert von T), um damit den Filtereffekt zu erhöhen
(den Glättunsgrad zu erhöhen).
-
Dies
ist möglich, da bei dieser Ausführungsform eine
Zeitachsenfilterung individuell an jeweiligen Bildlinien des Helligkeitsmessbereichs
angewendet werden kann.
-
Die
obige selektive Anwendung der Zeitachsenfilterung an Bildlinien-Durchschnittshelligkeitswerte
gemäß der Distanz vom Eigenfahrzeug ist in 12 dargestellt.
Wie gezeigt, ist, je größer der Abstand eines abgebildeten
Bereiches ist (d. h. je höher die Position der entsprechenden
Bildlinien innerhalb des Helligkeitsmessbereichs ist), um so höher
ist die Effektivität der Zeitachsenfilterung gegenüber
Rauschen gemacht (verteilte Schwankungen in der Helligkeit).
-
Umgekehrt
erfolgt keine Zeitachsenfilterung an durchschnittlichen Helligkeitswerten
von Bildlinien in dem Teil des Helligkeitsmessbereiches, der dem
Eigenfahrzeug am nächsten ist.
-
Es
ist jedoch auch notwendig, dass die Vorrichtung in der Lage ist,
rasch plötzlichen Änderungen in der Szeneriehelligkeit
zu folgen, insbesondere der Straßenoberflächenhelligkeit,
welche auftreten können, wenn das Eigenfahrzeug in einen
Tunnel einfährt oder diesen verlässt, etc. Somit
wird für jede der Bildlinien des Helligkeitsmessbereichs
die Zeitachsenfilterung selektiv gemäß der Form
von Änderungen in den aufeinanderfolgenden durchschnittlichen
Helligkeitswerten angewendet, die für diese Linie erhalten
werden. Dies wird gemacht, um Schwankungen in den aufeinanderfolgenden
Aufnahmezielhelligkeitswerten zu unterdrücken, während
gleichzeitig ein rasches Ansprechen auf plötzliche Änderungen
in der Helligkeit der externen Szenerie erreicht wird. Diese Verarbeitung
wird bei jeder der Bildlinien des Helligkeitsmessbereichs angewendet.
-
Insbesondere
wenn bei dieser Ausführungsform die aufeinanderfolgenden
durchschnittlichen Helligkeitswerte, die für eine Bildlinie
erhalten werden, als sich allmählich über die
Zeit hinweg ändernd erkannt werden, wie in dem Beispiel
von (a) von 13, d. h. entlang eines
Trends, ohne dass eine Streuung von Werten stattfindet, erfolgt
keine Zeitachsenfilterung. D. h., der momentan berechnete Durchschnittswert,
der für diese Bildlinie in dem unlängst aufgenommenen
Bild erhalten wird, wird direkt bei der Berechnung des Bildluminanzwertes
(diese Berechnung wird nachfolgend beschrieben) verwendet.
-
Wenn
sich zeigt, dass gestreute Schwankungen in den Durchschnittswerten
auftreten, die für eine Bildlinie erhalten werden, wie
im Diagramm (b) von 13 gezeigt, wird
eine Zeitachsenfilterung durch gewichtete mittlere Filterung an
einer Mehrzahl von Durchschnittswerten angewendet, die aufeinanderfolgend
bis zum momentanen Zeitpunkt für diese Bildlinie erhalten
worden sind und das Ergebnis wird in der obigen Berechnung des Aufnahmezielhelligkeitswertes
verwendet. In allen anderen Fällen, also wenn die für
diese Bildlinie erhaltenen Durchschnittswerte sich sukzessive ändern,
wie im Diagramm (c) gezeigt, wird eine Zeitachsenfilterung durch
nicht gewichtete Mittelung an diese Mehrzahl von Durchschnittswerten
angewendet und das Ergebnis wird bei der Berechnung des Aufnahmezielhelligkeitswertes
verwendet.
-
Der
Begriff „gewichtete mittlere Filterung", wie er hier verwendet
wird, bezeichnet eine Mittelungsberechnung, bei der neueren Daten
gegenüber älteren Daten eine größere
Gewichtung verliehen wird.
-
Die
obige Verarbeitung, die im Schritt S135 durchgeführt wird,
wird nachfolgend näher erläutert.
-
Es
sei beispielsweise angenommen, dass T gleich 4 ist; wenn das Pufferintervall
(t – 0 ~ t – T) ist, werden die durchschnittlichen
Helligkeitswerte der i-ten Bildlinie innerhalb eines Pufferintervalls
als die nachfolgende Größenbeziehung habend angenommen: Bi,t-1 < Bi,t-3 < Bi,t-2 < Bi,t-4 < Bi,t-0.
-
Wenn
eine der Beziehungen gemäß nachfolgendem Ausdruck
(1) erfüllt ist, wird beurteilt, dass die gestreuten Schwankungen,
welche eine bestimmte Amplitude übersteigen, in den aufeinanderfolgenden
Durchschnittswerten auftreten, die für die Bildlinie erhalten
worden sind, d. h., wenn die Absolutdifferenz zwischen dem neusten
Wert und dem Mittelpunktwert die halbe Breite (DZW/2) der Totzone,
multipliziert durch die zeitliche Trennung (T/2) zwischen diesen
Werten übersteigt. In diesem Fall erfolgt eine gewichtete
mittlere Filterung.
-
-
Wenn
eine der Beziehungen vom nachfolgenden Ausdruck (2) erfüllt
ist, wird beurteilt, dass eine graduelle Schwankung (ein Trend)
in den aufeinanderfolgenden durchschnittlichen Helligkeitswerten
dieser Bildlinie auftritt, so dass eine Zeitachsenfilterung nicht
angewendet wird, d. h., wenn die Absolutdifferenz zwischen dem neuesten
Wert und dem Mittelpunktswert die Breite (DZW) der Totzone, multipliziert
mit der zeitlichen Trennung (T/2) zwischen diesen Werten übersteigt.
Auf ähnliche Weise wird eine Zeitachsenfilterung nicht
angewendet, wenn eine der Beziehungen des nachfolgenden Ausdrucks
(3) erfüllt ist, d. h., wenn die Absolutdifferenz zwischen
dem neuesten Wert und dem ältesten Wert die Breite (DZW)
der Totzone, multipliziert mit der zeitlichen Trennung (T) zwischen
diesen Werten übersteigt.
-
-
In
allen anderen Fällen wird eine Zeitachsenfilterung mit
nicht gewichteter Mittelung angewendet.
-
Nachfolgend
wird im Schritt S136, wie durch folgende Gleichung (4) gezeigt,
eine gewichtete Mittelungsbearbeitung an dem Satz von durchschnittlichen
Helligkeitswerten (entsprechende Bildlinien) angewendet, welche
durch die selektiv angewendete Zeitachsenfilterung von Schritt S135
erhalten wurden. Das Ergebnis dieser gewichteten Mittelungsverarbeitung
wird als vorläufiger Aufnahmezielhelligkeitswert bezeichnet,
der im Speicher zur Verwendung in der nachfolgenden Tiefpassfilterung
verwendet wird.
-
In
Gleichung (4) bezeichnet Fi,t den durchschnittlichen
Helligkeitswert einer Bildlinie und Wi bezeichnet einen
Gewichtungsfaktor, der für die Bildlinie gesetzt ist. Bei
dieser Ausführungsform werden die Gewichtungswerte wie
folgt gesetzt.
-
Der
vorläufige Aufnahmezielhelligkeitswert wird als eine Kombination
(bei dieser Ausführungsform einem Durchschnitt) von Durchschnittswerten
erhalten, die für die Bildlinien des Zielobjektgebrauchsbereichs und
für Bildlinien des Straßenoberflächengebrauchsbereichs
erhalten wurden. Die Helligkeitswerte innerhalb des Straßenoberflächengebrauchsbereichs
(nahe dem Eigenfahrzeug) sind relativ stabil, während diejenige des
Zielobjektgebrauchsbereichs mehr variabel sind. Aus diesen Grund
werden, wenn Gleichung (4) an die Bildliniendurchschnittshelligkeitswerte
des Straßenoberflächengebrauchsbereichs angewendet
wird, die jeweiligen Gewichtungswerte W, die in Gleichung (4) zugewiesen
werden, gemäß der zunehmenden Nähe der Bildlinie
(d. h. des durch die Bildlinie vertretenen Bereichs) zum Eigenfahrzeug
hin verringert. Umgekehrt, wenn Gleichung (4) an die Bildliniendurchschnittswerte
des Zielobjektgebrauchsbereichs angewendet wird, wird der Wert von
W gemäß einem abnehmenden Abstand der Bildlinie
(d. h. des von der Bildlinie repräsentierten Bereichs)
verringert. Der aus Gleichung (4) erhaltene Wert BIMG,Temp,t wird
als vorläufiger Aufnahmezielhelligkeitswert bezeichnet.
-
-
Nachfolgend
(Schritt S137) wird eine Mehrzahl von Aufnahmezielhelligkeitswerten,
die bis zum momentanen Zeitpunkt aufeinanderfolgend erhalten wurden,
ermittelt, um den Grad der Streuung dieser Werte zu bestimmen. Wenn
die Streuung innerhalb einer bestimmten Grenze liegt, wird der vorläufige
Aufnahmezielhelligkeitswert nachfolgend bei der Durchführung
der Belichtungssteuerung verwendet. Wenn die Streuung die Grenze überschreitet,
wird eine Tiefpassfilterverarbeitung (wird nachfolgend beschrieben)
angewendet und ein Aufnahmezielhelligkeitswert wird als Ergebnis
dieser Filterung erhalten und bei der Durchführung der
Belichtungssteuerung verwendet.
-
Diese
Tiefpassfilterverarbeitung wird durchgeführt, um Helligkeitsschwankungen
zu verhindern.
-
Der
Ablauf geht dann zum Schritt S140 von 3.
-
Das
Anwenden einer Tiefpassfilterung zum Erhalt der Aufnahmezielhelligkeitswerte
kann ein Absenken der Ansprechgeschwindigkeit verursachen. Daher
wird bei dieser Ausführungsform die Filterung nur dann angewendet,
wenn beurteilt wird, dass es eine überhohe Streuung von
aufeinanderfolgend erhaltenen Aufnahmezielhelligkeitswerten gibt.
Die erlaubbare Grenze der Streuung der aufeinanderfolgenden Aufnahmezielhelligkeitswerte
wird basierend auf der Breite der Totzone bestimmt, wie nachfolgend
beschrieben.
-
Die
die obige Tiefpassfilterung betreffende Verarbeitung wird in der
nachfolgenden Abfolge von Vorgängen durchgeführt,
wobei P die Anzahl von vorher erhaltenen Aufnahmezielhelligkeitswerten
bezeichnet, die bei der Ermittlung der Verteilung der Aufnahmezielhelligkeitswerte
verwendet werden:
- [1] Puffern von Aufnahmezielhelligkeitswerten,
welche aufeinanderfolgend zu periodischen Zeitpunkten bis zum momentanen
Zeitpunkt gemessen wurden (Pufferintervall: t BIMG#Temp,t...BIMG#Temp,t-P
- [2] Jeweilige Differenzen zwischen jedem dieser Aufnahmezielhelligkeitswerte
und dem unmittelbar vorher erhaltenen Aufnahmezielhelligkeitswert
werden berechnet, wie durch folgende Gleichung (5) gezeichnet (Pufferintervall:
0 ~ P – 1):
- [3] Die Anzahl von Wechseln in dieser Serie von Aufnahmezielhelligkeitswerten
wird dann berechnet, d. h., die Anzahl von Vorzeichenänderungen
zwischen benachbarten Differenzwerten (d. h. zwischen jedem Paar Diffi und Diffi-1 innerhalb
des Satzes von Differenzwerten Diff0...DiffP-1).
- [4] Die durchschnittliche Absolutgröße der
Schwankungen wird in Relation zur halben Breite DZW/2 der Totzone
ermittelt. Genauer gesagt, wenn nachfolgender Ausdruck (6) erfüllt
ist, wird beurteilt, dass C = 1.0 (wobei C ein Parameter in nachfolgender
Gleichung (8)) ist. Wenn folgender Ausdruck (7) erfüllt
ist, wird der Wert von C aus der Grafik von 15 erhalten.
- [5] Eine Tiefpassfilterung wird dann selektiv gemäß nachfolgender
Gleichung (8) angewendet, um einen Aufnahmezielhelligkeitswert (BIMG,t) zur Verwendung bei der Belichtungssteuerung
zu erhalten. D. h., wenn der Wert von C als 1 erhalten wird, wird
der vorläufige Aufnahmezielhelligkeitswert, der im Schritt
S136 erhalten wurde, nachfolgend direkt bei der Belichtungssteuerung
verwendet. Ansonsten (C < 1),
wird eine Tiefpassfilterberechnung durchgeführt, wobei
wenigstens ein vorher erhaltener Aufnahmezielhelligkeitswert verwendet
wird und das Ergebnis dieser TPF-Verarbeitung wird bei der Belichtungssteuerung
verwendet. Mit dieser Ausführungsform besteht die Tiefpassfilterberechnung
aus einer Multiplizierung des vorläufigen Aufnahmezielhelligkeitswertes
mit C und des unmittelbar vorher erhaltenen Aufnahmezielhelligkeitswertes
mit (1 – C) und der Aufsummierung der Ergebnisse, d. h.:
-
Dies
schließt die Verarbeitung von Schritt S130 in 3 ab.
-
Es
versteht sich, dass der Effekt des Erhaltens des Wertes von C und
dann der Anwendung von Gleichung (8) ist, um:
- (a)
zu beurteilen, ob die Amplitude von Schwankungen in einer Mehrzahl
von aufeinanderfolgend erhaltenen Aufnahmezielhelligkeitswerten
(bis zum momentanen Zeitpunkt erhalten) einen bestimmten Grenzwert übersteigt;
- (b) wenn die Grenze nicht überschritten wird, den vorläufigen
Aufnahmezielhelligkeitswert als Endwert zu benutzen; und
- (c) wenn die Grenze überstiegen wird, eine Tiefpassfilterberechnung
durchzuführen, wobei der vorläufige Aufnahmezielhelligkeitswert
verwendet wird und das Ergebnis dieser Berechnung als Endwert zu
wählen.
-
Nachfolgend
wird im Schritt S140 von 3 eine Entscheidung gemacht,
ob der Aufnahmezielhelligkeitswert, der im Schritt S130 erhalten
wurde, innerhalb der Totzone liegt. Wenn beurteilt wird, dass der
Aufnahmezielhelligkeitswert innerhalb der Totzone liegt, endet die
Verarbeitung. Wenn der Aufnahmezielhelligkeitswert als außerhalb
der Totzone liegend bewertet wird, wird dann Schritt S150 durchgeführt,
in welchem eine Luminanzsteuerkarte gewählt wird (wie oben
unter Bezug auf (b) in 2 beschrieben),
und zwar gemäß dem Aufnahmezielhelligkeitswert
vom Schritt S130 und dem Luminanzsteuerzielwert, der im Schritt
S110 bestimmt wurde. Die Belichtungssteuerung wird dann durch Festsetzen
des Kameravideoverstärkungsfaktors und der Verschlussgeschwindigkeit
gemäß der gewählten Luminanzsteuerkarte
durchgeführt. Die Durchführung der Verarbeitung
endet dann.
-
Die
Ausführungsform wurde oben unter der Annahme beschrieben,
dass jede der Luminanzsteuerkarten eine lineare Charakteristik hat.
Jedoch kann die Kamera 21 in einem HDR-Modus (high dynamic
range) betrieben werden, in welchem der Bereich zwischen minimalen
und maximalen Luminanzwerten der Bildelemente einem weiteren Bereich
von Szeneriehelligkeitswerten entspricht, als in einem normalen
Modus. In diesem Fall können die Luminanzsteuerkarten die
Form gemäß 16 annehmen,
wo in Teilen der Kartencharakteristika Knicke vorhanden sind. Als
Ergebnis dieser Nicht-Linearitäten der Luminanzsteuerkartencharakteristika
können sich komplexe Einschränkungen in den Werten
von Verschlussgeschwindigkeit und Verstärkungsfaktor ergeben,
die verwendet werden können. Aus diesem Grund ist es wünschenswert,
dass der Änderungsgrad in dem Abknickungsbetrag zwischen
benachbarten Luminanzsteuerkarten klein gemacht wird.
-
Durch
Verwendung solcher Luminanzsteuerkarten für den HDR-Betrieb
kann, wenn es eine plötzliche starke Änderung
in der Helligkeit der externen Szenerie gibt (zum Beispiel, wenn
das Eigenfahrzeug in einen Tunnel einfährt), die Zeit,
die bis zu einer geeigneten Steuerung der Kamerabelichtung verstreicht,
verringert werden.
-
Die
Verarbeitung von obiger 6 zum Erhalt eines Aufnahmezielhelligkeitswertes
zur Verwendung bei der Kamerabelichtungssteuerung kann wie folgt
zusammengefasst werden.
-
Schritt
S131: Bildelemente, die einen Helligkeitsmessbereich bilden, werden
aus einem aufgenommenen Bild in Einheiten von Bildlinien extrahiert,
wobei entsprechende Luminanzwerte der extrahierten Bildelemente
in Helligkeitswerte umgewandelt werden.
-
Schritt
S132, S133: Für jede der bestimmten Bildlinien in dem Ähnlichkeitsmessbereich
(d. h. Bildlinien, die nicht aus einer weiteren Verarbeitung durch
Ausdünnen ausgeschlossen wurden) wird die durchschnittliche
Helligkeit der Bildelemente der Linie berechnet.
-
Schritt
S134, S135: Für jede der nicht ausgeschlossenen Bildlinien
im Helligkeitsmessbereich wird eine Mehrzahl von Durchschnittswerten,
welche aufeinanderfolgend für diese Bildlinie erhalten
wurde, ermittelt, und wenn die Streuung dieser Durchschnittswerte
eine bestimmte Grenze übersteigt, wird an dieser Mehrzahl
von Durchgangswerten eine Zeitachsenmittelung angewendet, um einen
momentanen Durchschnittswert zur Verwendung bei der weiteren Verarbeitung
zu erhalten. Der Filtereffekt (Grad der Glättung) wird
abhängig von einem zunehmenden Abstand der externen Bereiche
entsprechend der Bildlinien erhöht.
-
Schritt
S136: Eine gewichtete Mittelung wird an dem Satz von Durchschnittswerten
angewendet, welche für entsprechende Bildlinien erhalten
wurden, um einen vorläufigen Aufnahmezielhelligkeitswert
zu erhalten. Gewichtungswerte, die an die jeweiligen Bildlinien
angewendet werden, werden gemäß einer zunehmenden
Distanz der Bereiche, die durch die Bildlinien dargestellt werden,
erhöht.
-
Schritt
S137: Eine Tiefpassfilterbearbeitung wird unter Verwendung des vorläufigen
Aufnahmezielhelligkeitswertes und wenigstens einem vorher erhaltenen
Aufnahmezielhelligkeitswert durchgeführt und entweder das
Ergebnis dieser Filterbearbeitung oder der vorläufige Aufnahmezielhelligkeitswert
wird als momentan gemessener Helligkeitswert ausgewählt
um in der Belichtungssteuerung verwendet zu werden. Diese Auswahl wird
gemäß dem Grad der Streuung der aufeinanderfolgend
erhaltenen Aufnahmezielhelligkeitswerte (bis zum momentanen Zeitpunkt)
bestimmt.
-
Bei
der beschriebenen Ausführungsform wird jeder der obigen
Schritt S131–S150 durch eine Verarbeitung implementiert,
die von einem Computerprogramm durchgeführt wird. Es wäre
jedoch gleichermaßen möglich, wenigstens eine
dieser Ablaufschritte durch bestimmte Hardwareschaltungen zu implementieren. Diese
Ablaufschritte sind zum Inhalt der beigefügten Ansprüche
wie folgt in Relation:
Die CPU 11 entspricht bei der
Durchführung der Verarbeitung vom Schritt S131 der Extraktionsschaltung
gemäß den Ansprüchen, während
bei Durchführung der Verarbeitung der Schritt S132 bis
S135 die CPU 11 der Berechnungsschaltung entspricht, die
in den Ansprüchen angegeben ist. Bei Durchführung
der Verarbeitung der Schritte S136 und S137 entspricht die CPU 11 der
Messschaltung, die in den Ansprüchen angegeben ist und
bei Durchführung der Verarbeitung von Schritt S150 entspricht
die CPU 11 der Belichtungssteuerschaltung, die in den Ansprüchen
angegeben ist.
-
Erhaltene Effekte
-
Wie
sich aus Obigen erschließt, können bei der Belichtungssteuervorrichtung 10 dieser
Ausführungsform Schwankungen in den gemessenen Helligkeitswerten,
zum Beispiel aufgrund der unter Bezugnahme auf 17 beschriebenen
Effekte, im Wesentlichen verringert werden. Dies wird erreicht durch
Anlegen einer Zeitachsenfilterung an durchschnittliche Helligkeitswerte,
die aufeinanderfolgend für jede von entsprechenden Gruppen
von Bildelementen (bevorzugt Bildlinien gemäß obiger
Beschreibung) eines Bildes erhalten wurden. Allgemein gesagt, diese
Helligkeitsschwankungen treten am stärksten wahrnehmbar
in Teilen eines aufgenommenen Bildes auf, die einen externen Bereich
(in einer aufgenommenen Szenerie) entsprechen, die relativ entfernt
sind. Aus diesem Grund wird die Stärke der Zeitachsenfilterung
(Grad der Glättung) gemäß einer zunehmenden
Distanz der externen Bereiche entsprechend den jeweiligen Bildlinien
erhöht. Somit kann eine stabilere und zuverlässige
Helligkeitsmessung erreicht werden, so dass eine verbesserte Belichtungssteuerung erhalten
werden kann.
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Weiterhin
erfolgt bei der obigen Ausführungsform eine Beurteilung
separat für jede der Bildlinien dahingehend, ob oder ob
nicht eine solche Zeitachsenfilterverarbeitung angewendet werden
soll, wobei die Beurteilung basierend auf dem Grad der Streuung
einer Mehrzahl von vorher erhaltenen Durchschnittlichkeitswerten
der Bildlinie erfolgt. Somit wird die Zeitachsenfilterung nur dann
angewendet, wenn der Betrag der Streuung eine bestimmte Grenze übersteigt.
Dies stellt sicher, dass die Anwendung der Zeitachsenfilterung nicht
zur einer sehr starken Absenkung der Reaktionsgeschwindigkeit auf
plötzliche Helligkeitsänderungen in den aufgenommenen
Bildern führt (d. h. zu einer Absenkung der Belichtungssteuerungsansprechgeschwindigkeit).
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Andere Ausführungsformen
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Die
Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform
beschränkt und verschiedene Abwandlungen oder alternative
Ausführungsformen können angedacht werden, welche
in dem beanspruchten Umfang der Erfindung liegen.
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Bei
der obigen Ausführungsform der Belichtungssteuervorrichtung 10 wird
die Zeitachsenfilterung an eine Mehrzahl von aufeinanderfolgend
erhaltenen Durchschnittswerten einer Bildlinie nur dann angewendet, wenn
beurteilt wird, dass dieser Grad der Streuung dieser Durchschnittswerte
eine bestimmte Grenze übersteigt. Es wäre jedoch
gleichermaßen möglich, stets eine derartige Zeitachsenfilterung
an die Durchschnittswerte anzulegen, die für jede der Bildlinien
erhalten wurden, ohne eine solche Beurteilung zu machen.
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Auf ähnliche
Weise legt bei der obigen Ausführungsform die Belichtungssteuervorrichtung 10 die
Tiefpassfilterverarbeitung an, um einen Aufnahmezielhelligkeitswert
abzuleiten, der bei der Belichtungssteuerung angewendet wird, nur
dann, wenn beurteilt wird, dass der Grad der Streuung von vorher
erhaltenen Aufnahmezielhelligkeitswerten eine bestimmte Grenze übersteigt.
Es wäre jedoch gleichermaßen möglich,
eine solche Tiefpassfilterverarbeitung stets ohne Durchführung
einer solchen Beurteilung anzuwenden.
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Obgleich
weiterhin bei der obigen Ausführungsform die Belichtungssteuervorrichtung 10 entsprechende
Bildlinie (horizontale Reihen von Bildelementen) aus jedem aufgenommenen
Bild extrahiert, um einen Helligkeitsmessbereich zu bilden, wäre
es gleichermaßen möglich, Gruppen von Bildelementen
für diesen Zweck in anderen Einheiten als Bildlinien zu
extrahieren.
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Weiterhin,
obgleich die obige Ausführungsform zur Anwendung bei einem
System zur Durchführung einer Warnanzeigeverarbeitung und
Endsteuerverarbeitung basierend auf einer Erkennung eines vorausfahrenden
Fahrzeuges beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf ein solches
System beschränkt und kann beispielsweise bei einem System
zur Durchführung von Warnangabeverarbeitungen und Lenksteuerverarbeitungen
etc. basierend auf einer Erkennung von weißen Linien (Fahrspurmarkierungen)
auf einer Straßenoberfläche angewendet werden.
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Weiterhin
ist der Helligkeitsmessbereich in obiger Ausführungsform
nur als ein Beispiel beschrieben und eine passende Form eines Helligkeitsmessbereichs
kann gemäß den Anforderungen eines bestimmten Systems
konfiguriert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2007-334936 [0001]
- - JP 6-253208 [0006]
- - JP 2005-148308 [0009]
