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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Testen einer Stereo-Kamera gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung zum Testen einer Stereo-Kamera gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 3.
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Aus dem Stand der Technik sind Verfahren und Vorrichtungen zum Testen von Mono-Kameras bekannt, bei denen mittels der Mono-Kameras von einer Anzeigeeinheit ausgegebene Bildinformationen erfasst werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zum Testen einer Stereo-Kamera und eine verbesserte Vorrichtung zum Testen einer Stereo-Kamera anzugeben.
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Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale und hinsichtlich der Vorrichtung durch die in Anspruch 3 angegebenen Merkmale gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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In einem Verfahren zum Testen einer Stereo-Kamera, welche zumindest zwei Kameras umfasst, werden erfindungsgemäß mittels jeder Kamera Bilder von den Kameras zugeordneten Anzeigeeinheiten erfasst, wobei mittels der Anzeigeeinheiten eine computergenerierte Szene angezeigt wird, die mittels der Kameras erfasst wird, wobei die erfassten Bilddaten mit Referenz-Bilddaten und/oder aus den erfassten Bilddaten berechnete Daten mit Referenz-Daten verglichen werden.
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Daraus ergibt sich in besonders vorteilhafter Weise die Möglichkeit, die Stereo-Kamera mit computergenerierten Bildern zu testen. Somit können bei einer Anwendung der Stereo-Kamera in einem Fahrzeug vor der Inbetriebnahme der Stereo-Kamera komplexe und gefährliche Fahrsituationen, welche in der Realität nicht oder nur schwer nachgebildet werden können, nachgestellt werden. Weiterhin wird ein Test der Stereo-Kamera mit computergenerierten Szenen ermöglicht, ohne, dass die Kameras von ihren Befestigungspunkten demontiert werden müssen. Auch ist keine speziell angepasste Kamerasoftware erforderlich. Ferner sind keine speziellen Linsen zur Erzeugung der Bilder auf den Kameras notwendig, so dass der optische Pfad der Kameras nicht verändert wird. Gegebenenfalls sind alternativ je nach Fokussierung der Kameras Linsen lediglich zum Einstellen einer optischen Schärfe erforderlich. Daraus resultiert, dass das von den Anzeigeeinheiten ausgegebene Bild nicht verfälscht wird. Auch werden die generierten Bilder anhand der Optik der jeweiligen Kamera erfasst, so dass gegenüber einer direkten Einspeisung der Bilddaten auf eine Platine der Kamera eine realitätsnahe Erfassung realisierbar ist. Daraus folgt in besonders vorteilhafter Weise, dass der Test der Stereo-Kamera unter den Bedingungen erfolgen kann, welche auch während des Betriebs am zugehörigen Fahrzeug auftreten.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
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1 schematisch eine Stereo-Kamera,
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2 schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Testen der Stereo-Kamera gemäß 1.
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3 schematisch eine perspektivische und vereinfachte Darstellung der Vorrichtung gemäß 2,
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4 schematisch eine vergrößerte Darstellung der Vorrichtung gemäß 2 im Bereich der Stereo-Kamera und
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5 schematisch eine weitere vergrößerte Darstellung der Vorrichtung gemäß 2 im Bereich der Stereo-Kamera.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist eine Stereo-Kamera 1 dargestellt, welche zwei Kameras 1.1, 1.2 umfasst. Die Kameras 1.1, 1.2 sind in einem gemeinsamen Gehäuse 1.3 angeordnet, wobei sich Erfassungsbereiche E1, E2 der Kameras 1.1, 1.2 überschneiden.
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Die Stereo-Kamera 1 ist insbesondere zu einer Verwendung in einem nicht dargestellten Fahrzeug vorgesehen, wobei mittels der Stereo-Kamera 1 eine Umgebung des Fahrzeugs erfasst wird. Die mittels der Stereo-Kamera 1 erfassten Bilder werden dabei vorzugsweise zum Betrieb einer ebenfalls nicht dargestellten Fahrerassistenzvorrichtung verwendet.
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Anhand der Kameras 1.1, 1.2 werden Bilder der Umgebung aufgrund der voneinander beabstandeten Anordnung in dem Gehäuse 1.3 aus unterschiedlichen Perspektiven erfasst.
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In einem Algorithmus werden die mittels der Kameras 1.1, 1.2 erfassten Bilddaten derart verarbeitet, dass Koordinaten eines Bildpunkts in einem Bild einer Kamera 1.1 oder 1.2 mit Koordinaten eines als potenziell korrespondierend betrachteten Bildpunkts eines Bilds der verbleibenden Kamera 1.2 oder 1.1 verglichen werden. Aus einem Abstand der Bildpunkte zueinander, der so genannten Disparität, und dem bekannten Abstand der Kameras 1.1, 1.2 wird der Abstand eines Objekts, welches die Bildpunkte aufweist, zu den Kameras 1.1, 1.2 bestimmt. Nach diesem Algorithmus werden Disparitäten für alle Bildpunkte der erfassten Bilder ermittelt. Aus den ermittelten Disparitäten wird ein Disparitätsbild oder eine Disparitätskarte erzeugt, welche mittels Disparitätsbildpunkten eine dreidimensionale Repräsentation aller in der Umgebung des Fahrzeugs erfassten Objekte in ihrem Kontext darstellen. Auf diese Weise sind eine Entfernung zu den Kameras 1.1, 1.2 und eine räumliche Lage der erfassten Objekte im Verhältnis zu den Kameras 1.1, 1.2 ermittelbar.
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Für eine einwandfreie Funktion der Fahrerassistenzsysteme ist es erforderlich, dass die Umgebung des Fahrzeugs fehlerfrei mittels der Stereo-Kamera 1 erfasst wird. Für einen Test der Funktion der Stereo-Kamera 1 ist eine Vorrichtung 2 vorgesehen.
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Die 2 bis 5 zeigen eine erfindungsgemäße Vorrichtung 2 zum Testen der Stereo-Kamera 1 in verschiedenen Ansichten, wobei die Stereo-Kamera 1 in den 4 und 5 zur Wahrung der Übersichtlichkeit nicht dargestellt ist.
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Die Vorrichtung 2 umfasst zwei sich gegenüberliegend angeordnete Anzeigeeinheiten 2.1, 2.2, mittels welcher eine aus unterschiedlichen Perspektiven erfasste und bekannte Szene anzeigbar ist. Bei dieser Szene handelt es sich insbesondere um eine computergenerierte Szene der Umgebung des Fahrzeugs.
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Die Stereo-Kamera 1 ist in einer Haltevorrichtung 2.3 der Vorrichtung 2 angeordnet, wobei die optischen Achsen der Kameras 1.1, 1.2 im Wesentlichen parallel zu den Anzeigeeinheiten 2.1, 2.2 verlaufen.
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Jeder Kamera 1.1, 1.2 ist jeweils eine der Anzeigeeinheiten 2.1, 2.2 zugeordnet. Mittels der Anzeigeeinheiten 2.1, 2.2 wird die Szene aus unterschiedlichen Perspektiven angezeigt. Die Perspektiven entsprechen den realen Perspektiven, aus welchen die Kameras 1.1, 1.2 die Umgebung des Fahrzeugs während des realen Betriebs der Stereo-Kamera 1 erfassen.
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An der Haltevorrichtung 2.3 sind Halteelemente 2.3.1, 2.3.2 angeordnet, an welchen jeweils ein Spiegelelement 2.4, 2.5 in einem Sichtbereich der jeweiligen Kamera 1.1, 1.2 befestigt ist. Mittels der Spiegelelemente 2.4, 2.5 sind die von der zugehörigen Anzeigeeinheit 2.1, 2.2 angezeigten Bilder auf die jeweilige Kamera 1.1, 1.2 projizierbar. Somit ist es möglich, dass jede Kamera 1.1, 1.2 auf eine separate Anzeigeeinheit 1.1, 1.2 schaut und die Szene separat erfassbar ist.
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Abstände zwischen den Spiegelelementen 2.4, 2.5 und den Anzeigeeinheiten 2.1, 2.2, den Spiegelelementen 2.4, 2.5 und den Kameras 1.1, 1.2 sowie den Spiegelelementen 2.4, 2.5 zueinander und den Anzeigeeinheiten 2.1, 2.2 zueinander sind derart ausgebildet, dass eine optimale Erfassung der anhand der Anzeigeeinheiten 2.1, 2.2 ausgegebenen Bilder mittels der Kameras 1.1, 1.2 erfolgt. Die Abstände sind dabei insbesondere derart ausgebildet, dass die Bilder in einer optimalen optischen Schärfe erfasst werden.
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Zusätzlich ist eine Größe der Spiegelelemente 2.4, 2.5 und der Anzeigeeinheiten 2.1, 2.2 an einen Öffnungsbereich des jeweiligen Sichtfeldes der Kameras 1.1, 1.2 angepasst.
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Die Spiegelelemente 2.4, 2.5 sind verschiebbar und drehbar an den Haltelementen 2.3.1, 2.3.2 befestigt, wobei die Halteelemente 2.3.1, 2.3.2 Justiermittel 2.3.1.1, 2.3.2.1 umfassen, anhand welcher durch Verschiebung und/oder Drehung der Spiegelelemente 2.4, 2.5 eine Position und/oder Ausrichtung der Spiegelelemente 2.4, 2.5 sehr genau einstellbar ist.
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Um einen Einfluss von Störgrößen, wie beispielsweise Störlicht, zu vermeiden, ist die Vorrichtung 2 in nicht näher dargestellter Weise vollständig geschlossen ausgebildet. Zwischen Seitenwänden 2.6, 2.7 der Vorrichtung 2, welche an deren Längsseiten verlaufen, ist eine Trennwand 2.8 angeordnet, um eine Übertragung von Störgrößen von den Anzeigeeinheiten 2.1, 2.2 auf die jeweils nicht zugeordnete Kamera 1.2, 1.1 zu vermeiden. Zusätzlich umfasst die Vorrichtung 2 ein nicht dargestelltes Deckelelement, durch welches die Vorrichtung 2 geschlossen ist.
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Weiterhin umfasst die Vorrichtung 2 eine Auswerteeinheit 2.9 zur Auswertung der erfassten Bilder und/oder zur Auswertung von von einer Kamera-Algortihmik berechneten Messgrößen bzw. aus den Bilddaten berechnete Daten, wie beispielsweise Abstandswerte zwischen Fahrzeugen, Geschwindigkeitswerte von Fahrzeugen und anderen Objekten, Relativgeschwindigkeitswerte zwischen Fahrzeugen sowie Fahrzeugen und Objekten und andere Daten. Die Auswerteeinheit 2.9 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel im Inneren der Vorrichtung 2 angeordnet. In alternativen, nicht dargestellten Ausführungsbeispielen kann die Auswerteeinheit 2.9 an anderen Positionen innerhalb oder außerhalb der Vorrichtung 2 angeordnet sein.
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Mittels der Auswerteeinheit 2.9 werden die erfassten Bilddaten mit Referenz-Bilddaten und/oder aus den erfassten Bilddaten berechnete Daten mit Referenz-Daten verglichen, welche in der Auswerteeinheit 2.9 hinterlegt sind. Dabei werden mittels der Auswerteeinheit 2.9 Testergebnisse ermittelt, welche angeben, ob eine Funktion der Stereo-Kamera 1 in vorgegebenen Grenzen erfolgt. Zur Ausgabe der Testergebnisse umfasst die Vorrichtung 2 in einer nicht dargestellten Weiterbildung eine oder mehrere optische und/oder akustische Ausgabeeinheiten oder ist mit einer Datenverarbeitungseinheit, beispielsweise einem Computer, gekoppelt.
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Hierbei wird eine Animation von Testszenen erzeugt, wobei in dieser Animation Fahrzeuge und andere Objekte dargestellt werden. Mittels der Stereo-Kamera 1 bzw. der von der Stereo-Kamera 1 erfassten Bilddaten werden Daten, wie z. B. Abstände dieser Objekte zu dem Fahrzeug, Geschwindigkeiten der Objekte sowie Relativgeschwindigkeiten der Objekte berechnet. Mittels der Auswerteeinheit 2.9 werden Referenz-Daten der Objekte mit den aus den Bilddaten berechneten Daten verglichen und es werden Abweichungen ermittelt.
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Bei dem Vergleich der Bilddaten mit den Referenz-Bilddaten und/oder aus den erfassten Bilddaten berechnete Daten mit Referenz-Daten werden Kameraparameter ermittelt und ausgewertet, wobei die Kameraparameter eine Position und/oder Ausrichtung der Kameras 1.1, 1.2 und optische Parameter der Kameras 1.1, 1.2 umfassen. Die optischen Parameter sind insbesondere ein Kontrast, eine Helligkeit, die Schärfe sowie eine Farbeinstellung.
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In der Auswertung der Kameraparameter werden diese mit Referenz-Kameraparametern verglichen. Bei einer Abweichung der Kameraparameter von den Referenz-Kameraparametern wird ein Wert der Abweichung vorzugsweise gemeinsam mit den Testergebnissen ausgegeben, so dass in vorteilhafter Weise durch Einstellung der Kameraparameter eine optimierte Funktion der Stereo-Kamera 1 herstellbar ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Stereo-Kamera
- 1.1
- Kamera
- 1.2
- Kamera
- 1.3
- Gehäuse
- 2
- Vorrichtung
- 2.1
- Anzeigeeinheit
- 2.2
- Anzeigeeinheit
- 2.3
- Haltevorrichtung
- 2.3.1
- Halteelement
- 2.3.1.1
- Justiermittel
- 2.3.2
- Halteelement
- 2.3.2.1
- Justiermittel
- 2.4
- Spiegelelement
- 2.5
- Spiegelelement
- 2.6
- Seitenwand
- 2.7
- Seitenwand
- 2.8
- Trennwand
- 2.9
- Auswerteeinheit
- E1
- Erfassungsbereich
- E2
- Erfassungsbereich
