DE102009022277A1 - Vorrichtung zur Erfassung von Objekten - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung von Objekten für ein Fahrzeug (F) mit zumindest zwei horizontal nebeneinander angeordneten Bilderfassungseinheiten (L, R), welche jeweils eine optische Achse (AL, AR) aufweisen, und mit einer Bildverarbeitungseinheit (V), anhand welcher mittels der Bilderfassungseinheiten (L, R) aufgenommene Bilder verarbeitbar sind. Dabei sind die Bilderfassungseinheiten (R, L) derart ausgerichtet, dass die optischen Achsen (AL, AR) in unterschiedlichem Winkel zur Horizontalen verlaufen, so dass sich ein Erfassungsbereich (ER) der ersten Bilderfassungseinheit (R) und ein Erfassungsbereich (EL) der zweiten Erfassungseinheit (L) derart in vertikaler Richtung überschneiden, dass sich ein unterer erster Teilbereich (T1) als Mono-Bereich der ersten Bilderfassungseinheit (R), ein mittlerer zweiter Überlappungs-Teilbereich (T2) als Stereo-Bereich beider Bilderfassungseinheiten (R, L) und ein oberer dritter Teilbereich (T3) als Mono-Bereich der zweiten Bilderfassungseinheit (L) vertikal übereinander ausbilden. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Verwendung einer Vorrichtung zum Betrieb eines Fahrerassistenzsystems eines Fahrzeugs (F).

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung von Objekten für ein Fahrzeug mit zumindest zwei horizontal nebeneinander angeordneten Bilderfassungseinheiten und einer Bildverarbeitungseinheit, anhand welcher mittels der Bilderfassungseinheit aufgenommene Bilder verarbeitbar sind. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Verwendung einer Vorrichtung zur Erfassung von Objekten.
  • Aus der DE 101 31 196 A1 ist eine Vorrichtung zur Erfassung von Objekten, d. h. zur Detektion von Gegenständen, Personen oder dergleichen, insbesondere im Umfeld eines Fahrzeuges, mit einer stereosensitiven Bildaufzeichnungseinheit bekannt, wobei die stereosensitive Bildaufzeichnungseinheit wenigstens zwei Bildsensoren umfasst. Weiterhin weist die Vorrichtung eine Auswerteeinheit zur Auswertung der von den Bildsensoren gelieferten Signale auf, wobei optische Achsen der Bildsensoren relativ zueinander und/oder relativ zum Fahrzeug, insbesondere zu einer Fahrzeuglängsachse, Fahrzeugquerachse und/oder einer Fahrzeughochachse, veränderbar ausrichtbar sind.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Vorrichtung zur Erfassung von Objekten für ein Fahrzeug anzugeben, anhand welcher in einfacher Art und Weise ein Erfassungsbereich vergrößert wird und somit eine verbesserte Erfassung der Objekte möglich ist. Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, eine Verwendung der Vorrichtung anzugeben.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Hinsichtlich der Verwendung wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die in Anspruch 5 angegebenen Merkmale gelöst.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Die Vorrichtung zur Erfassung von Objekten für ein Fahrzeug umfasst zumindest zwei horizontal nebeneinander angeordnete Bilderfassungseinheiten, welche jeweils eine optische Achse aufweisen, und eine Bildverarbeitungseinheit, anhand welcher mittels der Bilderfassungseinheiten aufgenommene Bilder verarbeitbar sind.
  • Erfindungsgemäß sind die Bilderfassungseinheiten derart ausgerichtet, dass die optischen Achsen in unterschiedlichem Winkel zur Horizontalen verlaufen, so dass sich ein Erfassungsbereich der ersten Bilderfassungseinheit und ein Erfassungsbereich der zweiten Erfassungseinheit derart in vertikaler Richtung überschneiden, dass sich ein unterer erster Teilbereich als Mono-Bereich der ersten Bilderfassungseinheit, ein mittlerer zweiter Überlappungs-Teilbereich als Stereo-Bereich beider Bilderfassungseinheiten und ein oberer dritter Teilbereich als Mono-Bereich der zweiten Bilderfassungseinheit vertikal übereinander ausbilden.
  • Dadurch ist es in besonders vorteilhafter Weise möglich, dass ein gesamter Erfassungsbereich der Vorrichtung in vertikaler Richtung vergrößert ausgebildet ist. Dabei ist der Erfassungsbereich insbesondere derart ausgebildet, dass gleichzeitig ein Mono-Fernbereich, ein Mono-Nahbereich und der Stereo-Bereich erzeugbar sind. Somit sind Objekte in unterschiedlichsten Entfernungen erfassbar, so dass die erfassten und verarbeiteten Bilddaten zum Betrieb unterschiedlichster Fahrerassistenzsysteme verwendbar sind.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
  • Dabei zeigen:
  • 1 schematisch ein Fahrzeug mit zwei Bilderfassungseinheiten und einer Bildverarbeitungseinheit in einer Draufsicht, und
  • 2 schematisch das Fahrzeug gemäß 1 in einer Seitenansicht.
  • Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • In den 1 und 2 ist ein Fahrzeug F mit zwei horizontal nebeneinander angeordneten Bilderfassungseinheiten R, L und einer Bildverarbeitungseinheit V dargestellt. Im Folgenden werden anhand beider 1 und 2 gemeinsam das erfindungsgemäße Verfahren und Weiterbildungen desselben näher erläutert.
  • Mittels der Bilderfassungseinheiten R, L, welche horizontal nebeneinander an dem Fahrzeug F angeordnet sind, werden Bilddaten einer in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug F befindlichen Umgebung zweidimensional erfasst, welche der Bildverarbeitungseinheit V zugeführt werden.
  • Anhand der Bildverarbeitungseinheit V werden die zweidimensionalen Bilddaten verarbeitet, wobei die Bildverarbeitungseinheit V nicht näher dargestellte Mittel aufweist, anhand welcher die zweidimensionalen Bilddaten sowohl zweidimensional als auch dreidimensional, d. h. stereoskopisch, weiterverarbeitet werden. Zu dieser stereoskopischen Verarbeitung der Bilddaten werden ein oder mehrere von aus dem Stand der Technik zahlreich bekannten Verfahren und/oder Vorrichtungen verwendet.
  • Die Bilderfassungseinheiten R, L sind dabei derart ausgerichtet, dass deren optische Achsen AL, AR in horizontaler Richtung parallel zueinander verlaufen. Erfindungsgemäß verlaufen die optische Achsen AL, AR in unterschiedlichem Winkel zur Horizontalen, d. h. in vertikaler Richtung, so dass sich Erfassungsbereiche EL, ER, welche Öffnungswinkel αL bzw. αR aufweisen, zumindest in vertikaler Richtung überschneiden.
  • Dabei verlaufen die optischen Achsen AL, AR derart in unterschiedlichem Winkel zur Horizontalen, dass ein Erfassungsbereich Eges, welcher sich aus den Erfassungsbereichen EL, ER beider Bilderfassungseinheiten R, L zusammensetzt, aus drei vertikal übereinander ausgebildeten Teilbereichen T1 bis T3 gebildet ist.
  • Aufgrund einer Verschiebung der optischen Achsen AL, AR um einen Winkel αopt zueinander ergibt sich ein vergrößerter Gesamtöffnungswinkel αges für eine aus den beiden Bilderfassungseinheiten R, L gebildete Stereokamera S. Entsprechend wird eine minimale Sichtweite der Stereokamera S verkleinert und eine maximale Sichtweite vergrößert.
  • Dabei ergibt sich der Gesamtöffnungswinkels αges zu αges = αL + αR – αopt [1].
  • Der Winkel αopt kennzeichnet hierbei einen Öffnungswinkel des durch den ersten Teilbereich T1 und den dritten Teilbereich T3 eingeschlossenen Überlappungs-Teilbereichs T2.
  • Der erste Teilbereich T1 ist ein Mono-Nahbereich, welcher allein mittels der rechten Bilderfassungseinheit R erfasst wird und durch eine geringe Reichweite gekennzeichnet ist. Durch die Ausrichtung dieses Teilbereichs T1 im Nahbereich vor dem Fahrzeug F und der Ausrichtung in Richtung einer Fahrbahnoberfläche eignen sich Bilddaten des ersten Teilbereichs T1 insbesondere zu einer Verwendung als Eingangsdaten eines Spurassistenzsystems, da die Fahrbahnoberfläche mittels des ersten Teilbereichs T1 sehr genau abbildbar ist.
  • Der dritte Teilbereich T3 ist ein Mono-Fernbereich, welcher allein mittels der linken Bilderfassungseinheit L erfasst wird und sich durch eine große Reichweite auszeichnet. Aufgrund der Ausrichtung und Höhe des dritten Teilbereichs T3 in Richtung des Horizonts eignen sich dessen Bilddaten insbesondere als Eingangsdaten einer automatischen Verkehrszeichenerkennung.
  • Von den beiden Teilbereichen T1 und T3 wird der Überlappungs-Teilbereich T2 eingeschlossen, welcher durch Überlappung der beiden Erfassungsbereiche EL, ER entsteht. Somit bildet der Überlappungs-Teilbereich T2 einen Stereo-Bereich, wobei aus den Bilddaten dieses Überlappungs-Teilbereichs T2 insbesondere so genannte Disparitätsbilder erzeugbar sind, anhand deren Auswertung nicht dargestellte Objekte, welche sich vor dem Fahrzeug F befinden, dreidimensional erfassbar sind. In Abhängigkeit der durch Auswertung der Bilddaten derart erfassten Objekte ist insbesondere eine Steuerung eines Betriebs des Fahrzeugs F durch Fahrerassistenzsysteme möglich. Bei diesen Fahrerassistenzsystemen handelt es sich beispielsweise um ein automatisches Abstandsregelsystem oder ein Notbremssystem, welche aufgrund der erfassten Objekte automatisch eine Längssteuerung des Fahrzeugs F ausführen und/oder Warnungen für einen Fahrer des Fahrzeugs F erzeugen.
  • In nicht näher dargestellter Weise sind die optischen Achsen AL, AR der Bilderfassungseinheiten R, L zusätzlich relativ zueinander und/oder relativ zum Fahrzeug veränderbar ausrichtbar. Insbesondere sind die optischen Achsen AL, AR der Bilderfassungseinheiten L, R zu einer Fahrzeuglängsachse, Fahrzeugquerachse und/oder einer Fahrzeughochachse veränderbar ausrichtbar, so dass in besonders vorteilhafter Weise eine erforderliche Sichtweite und/oder ein erforderlicher Blickwinkel in einfacher Art und Weise an eine aktuelle Situation des Fahrzeugs F anpassbar sind.
    • AL
    optische Achse
    AR
    optische Achse
    EL
    Erfassungsbereich
    EL
    Erfassungsbereich
    Eges
    Erfassungsbereich
    F
    Fahrzeug
    L
    Bilderfassungseinheit
    R
    Bilderfassungseinheit
    S
    Stereokamera
    T1
    Teilbereich
    T2
    Teilbereich
    T3
    Teilbereich
    V
    Bildverarbeitungseinheit
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 10131196 A1 [0002]

Claims (5)

  1. Vorrichtung zur Erfassung von Objekten für ein Fahrzeug (F) mit zumindest zwei horizontal nebeneinander angeordneten Bilderfassungseinheiten (L, R), welche jeweils eine optische Achse (AL, AR) aufweisen, und mit einer Bildverarbeitungseinheit (V), anhand welcher mittels der Bilderfassungseinheiten (L, R) aufgenommene Bilder verarbeitbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Bilderfassungseinheiten (R, L) derart ausgerichtet sind, dass die optischen Achsen (AL, AR) in unterschiedlichem Winkel zur Horizontalen verlaufen, so dass sich ein Erfassungsbereich (ER) der ersten Bilderfassungseinheit (R) und ein Erfassungsbereich (EL) der zweiten Erfassungseinheit (L) derart in vertikaler Richtung überschneiden, dass sich ein unterer erster Teilbereich (T1) als Mono-Bereich der ersten Bilderfassungseinheit (R), ein mittlerer zweiter Überlappungs-Teilbereich (T2) als Stereo-Bereich beider Bilderfassungseinheiten (R, L) und ein oberer dritter Teilbereich (T3) als Mono-Bereich der zweiten Bilderfassungseinheit (L) vertikal übereinander ausbilden.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teilbereich (T1) ein Nahbereich und der dritte Teilbereich (T3) ein Fernbereich mit einer größeren Reichweite als der erste Teilbereich (T1) ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die optischen Achsen (AL, AR) den Bilderfassungseinheiten (L, R) relativ zueinander und/oder relativ zum Fahrzeug (F) veränderbar ausrichtbar sind.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die optischen Achsen (AL, AR) der Bilderfassungseinheiten (L, R) zu einer Fahrzeuglängsachse, Fahrzeugquerachse und/oder einer Fahrzeughochachse veränderbar ausrichtbar sind.
  5. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zum Betrieb eines Fahrerassistenzsystems eines Fahrzeugs (F).
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