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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erkennung von zumindest einer gepulsten Lichtquelle für ein Fahrzeug, auf eine entsprechende Vorrichtung sowie auf ein entsprechendes Computerprogrammprodukt.
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Im Straßenverkehr finden sich gepulste Lichtquellen, insbesondere periodisch gepulste Lichtquellen, beispielsweise als Wechselverkehrszeichen, Rücklichter oder Blinker von Fahrzeugen. Fahrerassistenzsysteme, vorausschauende Sensorik oder andere bildgebende Verfahren für ein Fahrzeug nehmen das Fahrzeugumfeld auf, um daraus gewonnene Informationen weiterzuverwerten, dabei stellen gepulste Lichtquellen eine besondere Herausforderung dar. Im Automotive Bereich und in vielen anderen Bereichen wird von Kameras ein hoher Dynamikumfang erwartet, um sicherzustellen, dass die zugehörigen Bildverarbeitungsalgorithmen auch bei schwierigen Beleuchtungssituationen, wie beispielsweise Tunneleinfahrten und Tunnelausfahrten, gut funktionieren. Aus diesem Grund werden häufig Kameras mit stückweise linearen Kennlinien eingesetzt. Diese stückweise linearen Kennlinien ermöglichen es, einen höheren Dynamikbereich abzubilden, da das Bild später in die Sättigung geht, weil höhere Licht-Intensitäten in der Welt im aufgenommenen Bild stärker komprimiert werden. Alternativ dazu existiert das Konzept, innerhalb eines Belichtungszyklus jedes Pixel direkt nacheinander mit beispielsweise drei verschiedenen Integrationszeiten zu belichten. Üblicherweise wird der finale Grauwert bei letzterem Kameratypus an jedem Pixel dadurch bestimmt, dass die erste nicht gesättigte Ausgabe-Spannung eines Pixels gewählt wird. Die Integrationszeit des Pixels zusammen mit der Ausgabe-Spannung ergibt dann den finalen Grauwert.
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In der Offenlegungsschrift
DE 10 2008 023 853 A1 wird ein Verfahren zur Erkennung eines Objekts vorgestellt, bei welchem zumindest eine Lichtquelle des Objekts gepulst aufleuchtet und das von der Lichtquelle emittierte Licht durch eine Detektoreinheit erfassbar ist und abhängig von dem Erfassen des Lichts das Objekt erkannt wird, wobei zur Erfassung des Lichts der Lichtquelle eine mehrfache Belichtung zur Erzeugung eines Bildes durch die Detektoreinheit durchgeführt wird und die gesamte Zeitdauer eines Belichtungsvorgangs mit mehreren Belichtungen größer der Zeitdauer einer Ausphase der Lichtquelle während einer Periodendauer des gepulst emittierten Lichts der Lichtquelle eingestellt wird.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund wird mit der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Erkennung von zumindest einer gepulsten Lichtquelle für ein Fahrzeug, weiterhin eine Vorrichtung, die dieses Verfahren verwendet sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogrammprodukt gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
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Um einen hohen Dynamikumfang aufnehmen zu können, werden Kameras mit stückweise linearen Kennlinien sowie Kamerasysteme, die eine Bilderserie, das heißt zumindest zwei Bilder, mit unterschiedlichen Belichtungszeiten aufnehmen, eingesetzt. Eine gepulste Lichtquelle führt dazu, dass im aufgenommenen Bild und/oder während der Entstehung des aufgenommenen Bildes Charakteristika Aufschluss über die gepulste Lichtquelle geben können. Kameras mit stückweise linearen Kennlinien sowie Kamerasysteme, die eine Bilderserie, das heißt zumindest zwei Bilder, mit unterschiedlichen Belichtungszeiten aufnehmen, setzen zwischen den zumindest zwei aufgenommenen Bildern die Detektoreinheit beziehungsweise den Kamerasensor auf einen vordefinierten Wert zurück, mit dem Unterschied, dass eine Kamera mit einer stückweise linearen Kennlinie auf einen vordefinierten Wert zwischen dem minimalen und dem maximalen (Spannungs-)Wert gesetzt wird und bei den anderen Kamerasystemen der vordefinierte Wert der minimale und/oder der maximale (Spannungs-)Wert sein kann.
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Ein Verfahren zur Erkennung von zumindest einer gepulsten Lichtquelle, wobei ein von der gepulsten Lichtquelle emittiertes Licht von einer Detektoreinheit erfasst wird, umfasst die folgenden Schritte:
Erfassen eines ersten Bildparameters des Lichts der Lichtquelle unter Verwendung einer ersten Belichtungszeit und Erfassen zumindest eines zweiten Bildparameters des Lichts der Lichtquelle unter Verwendung einer zumindest zweiten Belichtungszeit, wobei sich die erste Belichtungszeit und die zumindest zweite Belichtungszeit unterscheiden und zwischen dem Erfassen des ersten Bildparameters und dem Erfassen des zumindest zweiten Bildparameters die Detektoreinheit auf einen vorbestimmten Wert gesetzt wird, wobei der erste Bildparameter und der zumindest zweite Bildparameter zeitlich nacheinander denselben räumlichen Ort repräsentieren; und
Auswerten des zumindest zweiten Bildparameters, um eine gepulste Lichtquelle zu erkennen, wenn mindestens der zumindest zweite Bildparameter ein vorbestimmtes Kriterium erfüllt.
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Eine Detektoreinheit kann Licht einer Lichtquelle erfassen. Bei der Detektoreinheit kann es sich um einen Sensor, insbesondere einen bildgebenden Sensor handeln. Der Sensor kann insbesondere als ein CCD- und/oder CMOS-Sensor ausgeführt sein. Die Detektoreinheit kann eine Vielzahl an Pixeln aufweisen. Bei der Detektoreinheit kann es sich um eine Kamera beziehungsweise ein Kamerasystem handeln. Unter einer Detektoreinheit kann ein Imager verstanden werden. Die Detektoreinheit kann ein Abbild der Umgebung schaffen. Die Detektoreinheit kann zumindest einen Filter aufweisen. Die Detektoreinheit kann dabei in einem Fahrzeug verbaut sein, wobei es sich bei dem Fahrzeug um ein Kraftfahrzeug wie einen Personenkraftwagen, ein Kraftrad und/oder ein Nutzfahrzeug handeln kann. Die Lichtquelle kann aktiv Licht emittieren und/oder einfallendes Licht zurückgeben. Bei der Lichtquelle kann es sich um eine gepulste Lichtquelle handeln. Eine gepulste Lichtquelle kann eine LED sein, welche Licht in zeitlich begrenzten Pulsen emittiert. Die Einschaltdauer der gepulsten Lichtquelle kann variieren. Ein Bildparameter kann einen mit der Detektoreinheit erfassten Bildpunkt repräsentieren. Ein Bildparameter kann als ein Pixel bezeichnet werden, wobei ein Wert erfasst werden kann, der einen Grauwert, eine Intensität, einen Farbton, einen Farbwert, eine Farbsättigung, ein Hellwert, eine Helligkeit und/oder eine Lichtintensität repräsentiert. Unter einer Belichtungszeit kann man eine Zeitdauer und/oder Zeitspanne verstehen, in der die Detektoreinheit dem Licht ausgesetzt ist, um einen Bildparameter aufzuzeichnen. Die Detektoreinheit kann, insbesondere vor einer Belichtung mit einer vorbestimmten Belichtungszeit, auf einen vorbestimmten Wert zurückgesetzt werden. Dabei können nur einzelne Teile, insbesondere regelbasiert, auf einen vorbestimmten Wert zurückgesetzt werden. Wenn ein Bildparameter einen vorbestimmten Wert überschreitet und/oder unterschreitet, kann die Detektoreinheit den Teil der Detektoreinheit, beispielsweise ein Pixel der Detektoreinheit, auf einen vorbestimmten Wert setzen. Der vorbestimmte Wert kann auch dem Wert der Detektoreinheit zu Beginn der ersten Belichtung entsprechen. Dies kann auch als Full-Reset bezeichnet werden. Ein erster Bildparameter und ein zweiter Bildparameter können zeitlich nacheinander, insbesondere mit einer unterschiedlichen Belichtungszeit, denselben räumlichen Ort repräsentieren. Der erste Bildparameter und der zweite Bildparameter können von dem gleichen Pixel der Detektoreinheit erfasst werden. Zwischen der Erfassung des ersten Bildparameters und des zweiten Bildparameters kann die Detektoreinheit auf einen vorbestimmten Wert zurückgesetzt werden. Die Erfassung des Lichts der Lichtquelle mit unterschiedlichen Belichtungszeiten kann zu relativ unterschiedlichen Werten für den ersten Bildparameter und den zweiten Bildparameter führen. Bei einer sehr kurzen Belichtungszeit während der Erfassung des zweiten Bildparameters kann nur die Dunkelphase einer gepulsten Lichtquelle erfasst werden. Diese Phänomene bei der Erfassung einer gepulsten Lichtquelle können bei dem Vergleich des zweiten Bildparameters mit einem vorbestimmten Kriterium ausgewertet werden und zur Erkennung einer gepulsten Lichtquelle führen. Dabei kann das vorbestimmte Kriterium unter Verwendung des ersten Bildparameters und/oder des vorbestimmten Wertes bestimmt werden. Dabei kann das vorbestimmte Kriterium unter Verwendung der ersten Belichtungszeit und der zweiten Belichtungszeit bestimmt werden.
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Die Erkennung von gepulsten Lichtquellen gewinnt durch den zunehmenden Einsatz von gepulsten Lichtquellen, sowohl bei Fahrzeugrücklichtern (und inzwischen auch Frontlichtern) als auch bei Wechselverkehrszeichen immer mehr an Bedeutung. Das vorgestellte Verfahren erlaubt Lichtobjekte über die Zeit korrekt zu tracken, die Helligkeitsänderungen von Lichtobjekten über die Zeit aufweisen. Die Erkennung von gepulsten Lichtquellen ist für die weiterverarbeitenden Algorithmen notwendig. Günstig ist es auch, zu entscheiden, ob es sich z. B. bei einem Lichtobjekt um einen Blinker oder um ein Rücklicht handelt. Das vorgestellte Verfahren erlaubt, das sich ergebende Muster von gepulsten Lichtquellen wie beispielsweise durchgehend leuchtenden LED-Lichtquellen von der Frequenz eines Blinkers zu unterscheiden. Bei bildgebenden Systemen würde das Flackern störend auf den Fahrer wirken, weil es für den Fahrer aus der Szene heraus nicht verständlich wäre. Alle angesprochenen Punkte lassen sich in den unterschiedlichen Ausführungsformen beheben.
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In einer Ausführungsform kann im Schritt des Auswertens das vorbestimmte Kriterium unter Verwendung des ersten Bildparameters bestimmt werden und im Schritt des Auswertens kann das vorbestimmte Kriterium erfüllt sein, wenn sich der zumindest zweite Bildparameter von dem ersten Bildparameter unter Berücksichtigung der ersten Belichtungszeit und der zweiten Belichtungszeit unterscheidet. Bei einer längeren Belichtungszeit kann relativ eine längere Einschaltdauer der gepulsten Lichtquelle erfasst werden als bei einer kürzeren Belichtungszeit. Wenn die Belichtungszeit halbiert wird, sollte bei einer konstanten Lichtquelle die Hälfte des Lichts erfasst werden, das heißt die Belichtungszeit und der Bildparameter können in einem direkten Verhältnis zueinanderstehen, wenn die Detektoreinheit vor beiden Belichtungen auf denselben Wert zurückgesetzt wurde. Bei einer gepulsten Lichtquelle kann das Verhältnis verändert sein und ausgewertet werden.
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Günstig ist es auch, wenn in einer Ausführungsform im Schritt des Auswertens das vorbestimmte Kriterium bestimmt wird unter Verwendung des vorbestimmten Werts, auf den die Detektoreinheit zurückgesetzt wird, und im Schritt des Auswertens das vorbestimmte Kriterium erfüllt ist, wenn der zweite Bildparameter mit dem vorbestimmten Wert übereinstimmt. Die Detektoreinheit kann zwischen der Erfassung der zumindest zwei Bildparameter auf einen Wert zurückgesetzt werden, der nicht dem Anfangswert entspricht, wobei die Detektoreinheit nur auf den vorbestimmten Wert zurückgesetzt werden kann, wenn der erste Bildparameter genügend Licht erfasst hat, beziehungsweise wenn der erste Bildparameter einen Schwellwert überschritten hat. In dieser Ausführungsform kann der zweite Bildparameter einem vorbestimmten Wert entsprechen, auf den die Detektoreinheit zurückgesetzt wurde. Diese Ausführungsform kann besonders günstig bei einer Detektoreinheit mit zumindest einem Full-Reset, das heißt zurücksetzen auf den gleichen Wert vor der Erfassung eines Bildparameters, beziehungsweise aller Bildparameter, verwendet werden.
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Entsprechend einer Ausführungsform kann der Schritt des Auswertens zeitgleich zum Schritt des Erfassens durchgeführt werden. Eine Ausführung des Schritts des Auswertens zeitgleich oder parallel zu dem Schritt des Erfassens kann besonders vorteilhaft bei einer Detektoreinheit mit zumindest einem Full-Reset durchgeführt werden. Vorteilhaft ist ein schnelles Zurverfügungstellen eines Ergebnisses, beziehungsweise ein schnelleres Erkennen einer gepulsten Lichtquelle, als wenn die Schritte sequenziell nacheinander ausgeführt werden.
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Ferner kann auch im Schritt des Auswertens der zumindest zweite Bildparameter unter Verwendung zumindest eines weiteren zeitlich vorausgehend erfassten, (d. h. vorangegangenen) Bildparameters ausgewertet werden. Durch eine Vielzahl von Bildparametern, die mit jeweils unterschiedlichen Belichtungszeiten erfasst werden, kann die Robustheit des Verfahrens erhöht werden. Dabei kann ein dritter Bildparameter, ein vierter Bildparameter, ein fünfter Bildparameter, ein sechster Bildparameter, ein siebter Bildparameter, ein achter Bildparameter und/oder ein neunter Bildparameter erfasst und/oder ausgewertet werden. Auch eine Vielzahl von aufeinanderfolgenden Bildparametern größer als neun kann von Vorteil sein. Jeder Bildparameter einer Bildfolge kann mit einer Belichtungszeit unterschiedlich zu den Belichtungszeiten der anderen Bildparameter derselben Bildfolge erfasst werden. Durch eine Erhöhung der Anzahl der erfassten und ausgewerteten Bildparameter einer Bildfolge kann die Robustheit des Verfahrens verbessert werden.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn in einer Ausführungsform im Schritt des Erfassens zumindest ein weiterer Bildparameter des Lichts der Lichtquelle erfasst wird, wobei der weitere Bildparameter einen Ort repräsentiert, der benachbart zu dem Ort liegt, der durch den ersten und/oder zweiten Bildparameter repräsentiert ist und bei dem im Schritt des Auswertens der zumindest zweite Bildparameter unter Verwendung des weiteren Bildparameters ausgewertet wird. Eine Auflösung der Detektoreinheit kann derart gewählt sein, dass eine gepulste Lichtquelle von zumindest zwei benachbarten Pixeln erfasst werden kann. Eine Ausweitung des Verfahrens auf zumindest ein benachbartes Pixel kann das Erkennen einer gepulsten Lichtquelle erleichtern beziehungsweise die Robustheit des Verfahrens verbessern. In einer weiteren Ausführungsform kann im Schritt des Erfassens eine Vielzahl zu dem ersten Bildparameter und zu dem zumindest zweiten Bildparameter benachbarter Bildparameter des Lichts der Lichtquelle erfasst werden und im Schritt des auswerten kann der zumindest zweite Bildparameter unter Verwendung der Vielzahl benachbarter Bildparameter ausgewertet werden.
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In einer weiteren Ausführungsform kann im Schritt des Erfassens zumindest ein weiterer Bildparameter des Lichts der Lichtquelle erfasst werden, wobei der weitere Bildparameter an einem Ort aufgezeichnet wird, der benachbart zu dem Ort liegt, an dem der erste Bildparameter aufgezeichnet wird, wobei der erste Bildparameter und/oder der zumindest eine weitere Bildparameter unter Verwendung zumindest eines Filters erfasst werden. Ein Filter, insbesondere ein Farbfilter, auf der Detektoreinheit kann die Auswertung erleichtern. Hierbei kann ein Pixel der Detektoreinheit keinen Filter aufweisen und ein benachbartes Pixel der Detektoreinheit beispielsweise einen Farbfilter, insbesondere einen Rotfilter, aufweisen. Im Schritt des Auswertens können der mit einem Filter erfasste Bildparameter und der benachbarte, ohne einen Filter erfasste Bildparameter ausgewertet werden. Bei Kenntnis der Auswirkungen einer gepulsten Lichtquelle auf die zumindest teilweise mit einem Filter versehene Detektoreinheit kann ein weiterer Hinweis auf eine gepulste Lichtquelle ausgewertet werden.
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Insbesondere können im Schritt des Erfassens der erste Bildparameter und der zumindest zweite Bildparameter unter Verwendung eines ersten Filters erfasst werden, und im Schritt des Erfassens der zumindest eine weitere Bildparameter unter Verwendung eines zu dem ersten Filter verschiedenen zumindest zweiten Filters erfasst werden. Bei dem ersten Filter und dem zum ersten verschiedenen zumindest zweiten Filter kann es sich um verschiedene Farbfilter handeln. Bei dieser Ausführungsform kann es sich bei der Detektoreinheit um einen Bayer-Sensor handeln.
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Vorteilhaft ist, dass mit dem dargestellten Verfahren eine allgemeine Verlängerung der Integrationszeit vermieden werden kann. Vorteilhaft ist, dass die Integrationszeit nicht so weit erhöht werden muss, dass große Bereiche des Bildes in Sättigung gehen würden. Insbesondere ist vorab nicht bekannt, ob in einer Szene wirklich gepulste Lichtquellen vorhanden sind. Eine Ausführungsform entsprechend dem vorgestellten Verfahren erlaubt, dass die Integrationszeit nicht durchgehend erhöht wird, und unterstützt die Anforderung auf eine Erhöhung des Dynamikumfangs.
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Das vorgestellte Verfahren löst vorteilhaft die Herausforderung, über die Zeit die Helligkeitsänderung von Lichtobjekten zu analysieren, ohne viele Frames oder Bildzyklen für eine Analyse zu benötigen, denn die nachgelagerten Funktionen erfordern die korrekte Klassifikation von Lichtobjekten schon nach sehr wenigen Einzelbildern. Ein Aspekt der Erfindung ist es, schon nach einem einzigen Frame (oder nach sehr wenigen Frames) Aussagen darüber treffen zu können, ob eine beobachtete Lichtquelle gepulst ist oder nicht.
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Die vorliegende Erfindung schafft ferner eine Vorrichtung, die Einrichtungen aufweist, die ausgebildet sind, die Schritte des hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Vorrichtung kann die dem hier vorgestellten Ansatz zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
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Unter einer Vorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Vorrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
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Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, wenn das Programmprodukt auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer Vorrichtung zur Erkennung von zumindest einer gepulsten Lichtquelle gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Erkennung von zumindest einer gepulsten Lichtquelle gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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3 ein Diagramm mit fünf Belichtungskurven einer Detektoreinheit mit stückweise linearer Kennlinie und einem partiellen Zurücksetzen gemäß einem Ansatz in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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4 ein Diagramm mit drei Belichtungskurven einer Detektoreinheit mit stückweise linearer Kennlinie und einem vollständigen Zurücksetzen gemäß Ansatz in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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5 ein Diagramm einer stückweise linearen Kennlinie der Umsetzung von realen Helligkeitswerten in Grauwerte in einem Bild gemäß einem Ansatz in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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6a und 6b ein Diagramm des Verhältnisses von Pulsfrequenz gepulster Lichtquellen zur Belichtungszeit einer Detektoreinheit gemäß einem Ansatz in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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7 ein Diagramm mit fünf Belichtungskurven einer Detektoreinheit mit stückweise linearer Kennlinie und einem partiellen Zurücksetzen gemäß einem Ansatz in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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8 ein Diagramm mit fünf Belichtungskurven einer Detektoreinheit mit stückweise linearer Kennlinie und einem partiellen Zurücksetzen gemäß einem Ansatz in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
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9 ein Diagramm mit drei Belichtungskurven einer Detektoreinheit mit stückweise linearer Kennlinie und einem vollständigen Zurücksetzen gemäß einem Ansatz in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
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In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 100 mit einer Vorrichtung 110 zur Erkennung von zumindest einer gepulsten Lichtquelle 120 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In einem Fahrzeug 100 ist eine Vorrichtung 110 zur Erkennung von zumindest einer gepulsten Lichtquelle 120 angeordnet, wobei die Vorrichtung 110 eine Detektoreinheit 130 und eine Einrichtung zum Auswerten 140 umfasst. Die Detektoreinheit 130 ist als ein Kamerasystem ausgebildet. Die Detektoreinheit 130 ist ausgebildet, ein von der gepulsten Lichtquelle 120 emittiertes Licht zu erfassen. Die Detektoreinheit 130 ist ausgebildet, ein Abbild der realen Umgebung beziehungsweise des Lichts der Lichtquelle 150 zu schaffen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Licht der Lichtquelle 150 eine gepulste Lichtquelle 120 auf. Die Detektoreinheit 130 ist ausgebildet, einen Bildparameter 160 zu erfassen. Ein Bildparameter repräsentiert eine in einem Pixel der Detektoreinheit 130 erfasste physikalische Größe, wie beispielsweise eine Spannung, die einen Grauwert, eine Intensität, einen Farbton, einen Farbwert, eine Farbsättigung, ein Hellwert, eine Helligkeit und/oder eine Lichtintensität des Lichts der Lichtquelle 150 repräsentiert. Wie beschriebenen weißt 1 eine gepulste Lichtquelle 120 auf. Die gepulste Lichtquelle 120 ist als ein Wechselverkehrszeichen ausgebildet. Dazu umfasst die gepulste Lichtquelle 120 eine Vielzahl von Leuchtquellen, welche als Leuchtdioden ausgebildet sind, und welche periodisch gepulst betrieben werden. Das heißt, die Leuchtdioden der gepulsten Lichtquelle 120 weißen periodisch eine Anphase und eine Ausphase auf. Die Vorrichtung 110 zur Erkennung von zumindest einer gepulsten Lichtquelle 120 ist mit einem Fahrerassistenzsystem 170 verbunden.
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2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 200 zur Erkennung von zumindest einer gepulsten Lichtquelle 120 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren 200 zur Erkennung von zumindest einer gepulsten Lichtquelle umfasst zumindest zwei Schritte. In einem Schritt des Erfassens 210 wird ein erster Bildparameter des Lichts der Lichtquelle unter Verwendung einer ersten Belichtungszeit sowie ein zweiter Bildparameter des Lichts der Lichtquelle unter Verwendung einer zumindest zweiten Belichtungszeit erfasst, wobei sich die erste Belichtungszeit und die zumindest zweite Belichtungszeit unterscheiden und zwischen dem Erfassen des ersten Bildparameters und dem Erfassen des zumindest zweiten Bildparameters die Detektoreinheit auf einen vorbestimmten Wert gesetzt wird, wobei der erste Bildparameter und der zumindest zweite Bildparameter zeitlich nacheinander denselben räumlichen Ort repräsentieren. In einem Schritt des Auswertens 220 wird der zumindest zweite Bildparameter ausgewertet, um eine gepulste Lichtquelle zu erkennen. Im Schritt des Auswertens 220 wird ausgewertet, ob der zumindest zweite Bildparameter ein vorbestimmtes Kriterium erfüllt.
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Die nachfolgenden Diagramme 3 bis 9 zeigen die Funktionsweise der Vorrichtung 110 zur Erkennung von gepulsten Lichtquellen 120 gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung, wodurch die Funktionsweise näher erläutert wird.
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3 zeigt in einem Diagramm fünf Belichtungskurven einer Detektoreinheit mit stückweise linearer Kennlinie und einem partiellen Zurücksetzen gemäß einem Ansatz in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In einem kartesischen Koordinatensystem ist auf der Abszissenachse die Belichtungszeit und auf der Ordinatenachse ein Spannungswert aufgetragen, wobei der Spannungswert eine Lichtintensität, einen Grauwert, eine Intensität, einen Farbton, einen Farbwert, eine Farbsättigung, ein Hellwert und/oder eine Helligkeit repräsentiert. In dem konkreten in 3 dargestellten Diagramm repräsentiert die Spannung einen Grauwert, wobei die Spannung zu Beginn einer Belichtung ein Schwarz repräsentiert und wenn die Spannung auf bis zur Abszissenachse abfällt, ein Weiß repräsentiert, mit entsprechenden Grauwerten zwischen diesen beiden Extremen. Der Spannungswert kann digital wiedergegeben werden. Dabei wird in diesem Ausführungsbeispiel Weiß durch den Wert 0 wiedergegeben und Schwarz durch den Wert 4095 beziehungsweise wird der Grauwert mit einer Genauigkeit von 12 Bit (212 = 4096) wiedergegeben. Dies ist auf der rechten Seite des dargestellten Diagramms mit einem Grauwertpfeil 310 repräsentiert. Das Diagramm zeigt die Aufnahme beziehungsweise Erfassung, Belichtung oder Integration von fünf Lichtquellen, das heißt, es werden fünf unterschiedlich helle Lichtquellen mit fünf verschiedenen Pixeln einer Detektoreinheit erfasst und die entsprechenden fünf Belichtungskurven 340, 342, 344, 346, 348 dargestellt. Zu einem ersten Zeitpunkt 320 beginnt die Belichtung beziehungsweise Integration. Zu einem zweiten Zeitpunkt 322, im konkreten Ausführungsbeispiel sechs Millisekunden nach dem ersten Zeitpunkt 320, werden die Pixel partiell zurückgesetzt, deren Belichtungskurven einen vorbestimmten Schwellwert 332 überschritten, beziehungsweise unterschritten, haben, das heißt, es wurde als erster Bildparameter 360 ein zu heller Grauwert beziehungsweise ein Weiß erfasst, beziehungsweise das Pixel der Detektoreinheit ist in die Sättigung gelaufen. Diese Pixel werden auf den vorbestimmten Schwellwert 332 zurückgesetzt, wobei im Diagramm auch die entsprechende Belichtungskurve den vorbestimmten Schwellwert als neuen Wert zum zweiten Zeitpunkt annimmt. Die Belichtungszeit beziehungsweise Integrationszeit läuft weiter bis zu einem dritten Zeitpunkt 324, an dem wieder die Pixel partiell zurückgesetzt werden, die einen weiteren vorbestimmten Schwellwert 334 überschritten haben. U dem dritten Zeitpunkt wird für jede Belichtungskurve ein zweiter Belichtungswert 370 erfasst. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel liegt der dritte Zeitpunkt 324 neun Millisekunden nach dem ersten Zeitpunkt 320 oder drei Millisekunden nach dem zweiten Zeitpunkt 322. Die Belichtung beziehungsweise Integration wird fortgesetzt bis zum Zeitpunkt des Auslesens 326, welche in dem gezeigten Ausführungsbeispiel drei Millisekunden nach dem dritten Zeitpunkt beziehungsweise zwölf Millisekunden nach dem ersten Zeitpunkt ist. Zum zweiten Zeitpunkt 322 haben die Belichtungskurven 340, 342 von zwei Lichtquellen den vorbestimmten Schwellwert 332 nicht überschritten und die entsprechenden Pixel der Detektoreinheit werden nicht zurückgesetzt. Die Belichtungskurven 344, 346, 348 der drei weiteren Lichtquellen haben zum zweiten Zeitpunkt 322 den vorbestimmten Schwellwert 332 überschritten und werden entsprechend auf den vorbestimmten Schwellwert 332 partiell zurückgesetzt. Zum dritten Zeitpunkt 324 überschreiten die Belichtungskurven 346, 348 den weiteren vorbestimmten Schwellwert 334 und werden auf den weiteren vorbestimmten Schwellwert 334 zurückgesetzt. Zum Zeitpunkt des Auslesens 326 werden die Bildparameter der Belichtungskurven 340, 342, 344, 346, 348 ausgelesen. Der Bildparameter der Belichtungskurve 348 ist in der Sättigung. Eine Erfassung mit einer Detektoreinheit mit einer stückweise linearen Kennlinie wie in 3 dargestellt komprimiert höhere Intensitäten stärker und erlaubt einen höheren Dynamikbereich abzubilden. Durch die stärkere Komprimierung von höheren Intensitäten geht ein Bild beziehungsweise ein Bildparameter später in die Sättigung. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird zweimal partiell zurückgesetzt. In weiteren nicht gezeigten Ausführungsbeispielen wird nur einmal partiell zurückgesetzt und/oder es wird vielfach zurückgesetzt, beispielsweise neunmal.
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4 zeigt in einem Diagramm drei Belichtungskurven einer Detektoreinheit mit stückweise linearer Kennlinie und einem vollständigen Zurücksetzen gemäß einem Ansatz in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Ein vollständiges Zurücksetzen führt wie in 4 gezeigt zu einer Belichtungsreihe mit unterschiedlich langen Belichtungszeiten. Im Unterschied zu der Darstellung in 3 wird zum zweiten Zeitpunkt 322 und zum dritten Zeitpunkt 324 die Detektoreinheit nicht partiell, sondern vollständig zurückgesetzt. Üblicherweise wird der finale Grauwert bei dieser Art der Detektoreinheit an jedem Pixel dadurch bestimmt, dass die erste nicht gesättigte Belichtungskurve beziehungsweise Spannung gewählt wird. Zwischen dem ersten Zeitpunkt 320 und dem zweiten Zeitpunkt 322 ergibt sich eine erste Belichtungszeit 450 beispielsweise zwölf Millisekunden. Zwischen dem zweiten Zeitpunkt 322 und dem dritten Zeitpunkt 324 ergibt sich eine zweite Belichtungszeit 452 beispielsweise sechs Millisekunden. Zwischen dem dritten Zeitpunkt 324 und dem Zeitpunkt des Auslesens 326 ergibt sich eine dritte Belichtungszeit 452 beispielsweise drei Millisekunden. Das Diagramm zeigt die Aufnahme von drei Belichtungskurven 340, 346, 348, das heißt, es werden drei unterschiedlich helle Lichtquellen mit drei verschiedenen Pixeln einer Detektoreinheit erfasst. Zu einem ersten Zeitpunkt 320 beginnt die Belichtung beziehungsweise Integration.
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Nach der ersten Belichtungszeit 450 haben die beiden Belichtungskurven 346, 348 zu einer Sättigung bei der Erfassung der Bildparameter geführt. Bei der auf die Hälfte reduzierten zweiten Belichtungszeit 452 führt die Belichtungskurve 348 noch in die Sättigung. Im vorliegenden Beispiel würde für die Belichtungskurve 340 der ersten Lichtquelle die höchste Integrationszeit 450 gewählt, für die zweite Lichtquelle, beziehungsweise die diese repräsentierende Belichtungskurve 346, die mittlere Integrationszeit 452 und die dritte Lichtquelle, beziehungsweise die diese repräsentierende Belichtungskurve 348, die kürzeste Integrationszeit 454. Es ist interessant, dass hierbei eine gewisse Redundanz vorliegt — beispielsweise könnte die zweite Lichtquelle sowohl durch die mittlere Integrationszeit 452 als auch durch die kürzeste Integrationszeit 454 dargestellt werden — man wählt üblicherweise in diesem Fall die mittlere Integrationszeit 452, weil sich hierbei ein besseres Signal-Rausch-Verhältnis ergibt. Bei den in 4 dargestellten Belichtungskurven 340, 346, 348 wird von konstanten Lichtquellen ausgegangen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird eine Bildfolge mit drei unterschiedlichen Belichtungszeiten aufgenommen. In weiteren nicht gezeigten Ausführungsbeispielen werden nur zwei unterschiedliche Belichtungszeiten aufgenommen und/oder es wird eine Bildfolge mit einer Vielzahl unterschiedlicher Belichtungszeiten, beispielsweise fünf, neun oder 15 unterschiedliche Belichtungszeiten, aufgenommen. Bei einer Folge unterschiedlicher Belichtungszeiten kann in einem Ausführungsbeispiel die nachfolgende Belichtungszeit halb so lange wie die vorhergehende Belichtungszeit sein.
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5 zeigt ein Diagramm einer stückweise linearen Kennlinie der Umsetzung von realen Helligkeitswerten in Grauwerte in einem Bild gemäß einem Ansatz in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In einem kartesischen Koordinatensystem sind auf der Abszissenachse reale Helligkeitswerte dargestellt sowie auf der Ordinatenachse Grauwerte in einem aufgenommenen Bild. Die stückweise lineare Kennlinie 500 weist aufgrund des partiellen und/oder vollständigen Zurücksetzens der Detektoreinheit Knickstellen auf. Bei den in 3 und 4 gezeigten Hardware-Strategien liegt das in 5 dargestellte Mapping zwischen Helligkeiten in der Welt und Grauwerten im Bild vor. In 3 wird von einem Full Reset (hier bei 12ms) und 2 Partial Resets (bei 6ms und 3ms) beziehungsweise in 4 von 3 Full Resets (bei 12ms, 6ms und 3ms) ausgegangen. In der Realität werden heute bis zu 9 Partial Resets unterstützt.
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6a und 6b zeigen in einem Diagramm das Verhältnis von Pulsfrequenz gepulster Lichtquellen und Belichtungszeit einer Detektoreinheit gemäß einem Ansatz in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Je nach Verhältnis von Belichtungszeit und Pulsfrequenz der gepulsten Lichtquellen (LEDs) ändern die Lichtquellen im von der Detektoreinheit erfassten Bild entweder ihre Helligkeit über die Zeit (6a) oder sind in einzelnen Frames gar nicht sichtbar (6b). In einem kartesischen Koordinatensystem ist auf der Abszissenachse die Zeit dargestellt und auf der Ordinatenachse eine Intensität. Die Lichtimpulse 610 der periodisch gepulsten Lichtquellen weisen in diesem Ausführungsbeispiel eine Frequenz von 200 Hz auf, mit einem Tastgrad oder Aussteuergrad (der englischsprachige Begriff hierfür ist „duty cycle“) von 20%, wobei der Tastgrad das Verhältnis von Impulsdauer zu Periodendauer angibt. In 6a beträgt die Integrationszeit 620 beziehungsweise Belichtungszeit 620 der Detektoreinheit abwechselnd 12 Millisekunden und 22 Millisekunden. Die Abbildung zeigt, dass die Anzahl der erfassten Lichtimpulse 610 bei gleicher Integrationszeit 620 variiert. 6b zeigt eine viel kürzere Integrationszeit von nur einer Millisekunde. Hierbei werden nur drei Lichtimpulse 625 der Lichtimpulse 620 der gepulsten Lichtquelle erfasst. Die 6a stellt ein Ausführungsbeispiel bei Nacht und die 6b ein Ausführungsbeispiel bei Tag dar. Mit anderen Worten beträgt in 6a die Integrationszeit der Detektoreinheit (des Imagers) bei Nacht 12ms und 22ms bei einer Pulsung der LEDs hier mit 200Hz und einem Tastgrad (duty cycle) von 20%. In 6b beträgt die Integrationszeit der Detektoreinheit (des Imagers) beispielhaft für Tag 1ms bei einer unveränderten Pulsung der LEDs von 200Hz mit einem Tastgrad von 20%.
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7 zeigt ein Diagramm mit fünf Belichtungskurven einer Detektoreinheit mit stückweise linearer Kennlinie und einem partiellen Zurücksetzen gemäß einem Ansatz in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Grundaufbau der 7 entspricht weitgehend 3, wobei im Unterschied zu 3 eine gepulste Lichtquelle erfasst wird. Im Diagramm sind die Lichtimpulse 610 einer periodisch gepulsten Lichtquelle dargestellt. In einem kartesischen Koordinatensystem ist auf der Abszissenachse die Belichtungszeit und auf der Ordinatenachse ein Spannungswert aufgetragen, wobei der Spannungswert in diesem Ausführungsbeispiel einen Grauwert repräsentiert, wobei die Spannung zu Beginn einer Belichtung ein Schwarz repräsentiert und wenn die Spannung bis zur Abszissenachse abfällt, ein Weiß repräsentiert, mit entsprechenden Grauwerten zwischen diesen beiden Extremen. Zu einem ersten Zeitpunkt 320 startet die Erfassung einer Lichtquelle, deren Belichtungskurve 340 im Diagramm eingetragen ist, wobei der mit der Belichtungskurve 340 erfasste Grauwert der Lichtquelle ein Ergebnis der nicht-konstanten Belichtung mittels eines Lichtimpulses 610 einer gepulsten Lichtquelle darstellt. Nur während der Impulsdauer des Lichtimpulses 610 findet eine Belichtung während der Integrationszeit statt, wobei die erste Integrationszeit vom ersten Zeitpunkt 320 bis zum zweiten Zeitpunkt 322 dauert. Zum zweiten Zeitpunkt 322 findet ein partielles Zurücksetzen statt, da der in der Belichtungskurve 340 dargestellte erfasste Grauwert der Lichtquelle einen vordefinierten Schwellwert überschritten hat. Während der zweiten Integrationszeit, zwischen dem zweiten Zeitpunkt 322 und dem dritten Zeitpunkt 324, findet erneut eine Belichtung während der Impulsdauer des Lichtimpulses 610 statt, wobei eine Sättigung der Belichtungskurve 340 erreicht wird. Zum dritten Zeitpunkt 324 findet erneut ein partielles Zurücksetzen statt, da der erfasste Grauwert der Lichtquelle mit erreichen der Sättigung den weiteren vordefinieren Schwellwert überschritten hat. Zwischen dem dritten Zeitpunkt 324 und dem Zeitpunkt des Auslesens 326 ändert sich der Wert der Belichtungskurve 340 nicht, da in diese Zeitspanne kein Lichtimpuls 610 fällt. Zum Zeitpunkt des Auslesens 326 weist die Belichtungskurve 340 einen Wert auf, der dem weiteren Schwellwert zum dritten Zeitpunkt 324 entspricht. Dies ist ein Indiz für das Erfassen einer gepulsten Lichtquelle.
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Die Abbildung einer gepulsten Lichtquelle mit einem multilinearen Sensor mit partial Resets sieht wie in 7 dargestellt aus. Man erkennt, dass eine nicht-konstante Belichtung über die Integrationszeit hinweg (ausgelöst durch gepulste Lichtquellen) dazu führt, dass die Grauwerte innerhalb der Lichtquelle (überwiegend) exakt auf den eingestellten Knickpunkten der stückweise linearen Kennlinie liegen. Dafür muss die eingestellte Kamera-Kennlinie beziehungsweise Kennlinie der Detektoreinheit nicht verändert werden – die üblichen Einstellungen (mit denen die beste algorithmische Performance erzielt wird) bleiben eingestellt. Ein nachgeschalteter Algorithmus kann die Bilder auswerten und überprüfen, ob innerhalb der untersuchten Lichtquelle die Grauwerte mit einem der Knickpunkte übereinstimmen. Dies ist für gepulste Lichtquellen deutlich wahrscheinlicher als für eine nicht gepulste Lichtquelle. Eine räumliche Analyse (und gegebenenfalls eine zusätzliche zeitliche Analyse über wenige Bildfolgen/Frames) genügt, um die Lichtquellen korrekt als gepulst oder nicht gepulst zu klassifizieren.
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Zusätzlich können die aufgebrachten Farbfilter auf dem Sensor die Auswertung erleichtern. Wird beispielsweise ein R3I-Sensor eingesetzt (jeweils in einer quadratischen 4er Nachbarschaft ein Rot-Pixel, das nur rotes Licht durchlässt und 3 Intensitätspixel, die Licht jeder Wellenlänge durchlassen), dann kann weiterhin untersucht werden, ob Rot- und Intensitäts-Pixel dieselben Intensitäten haben (auch rote Rücklichter strahlen üblicherweise in Frequenzbereichen, die von Rot-Filtern gedämpft werden). Dies wäre ein zusätzliches Indiz für eine gepulste Lichtquelle. Ein Beispiel ist in der folgenden 8 dargestellt. Bei der Verwendung eines Bayer-Sensors (RGGB) werden die entsprechenden Ergebnisse noch besser werden, da drei unterschiedliche Farbkanäle verglichen werden können.
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8 zeigt in einem Diagramm fünf Belichtungskurven einer Detektoreinheit mit stückweise linearer Kennlinie und einem partiellen Zurücksetzen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 8 entspricht weitgehend 7, wobei zusätzlich der Belichtungskurve 340, die ein ungefiltertes Signal einer Lichtquelle eine weitere Belichtungskurve 840, welche mit einem Rotfilter auf der Detektoreinheit erfasst wird, dargestellt ist. Der Rotfilter führt zu einem abgeschwächten Signal, wodurch die zugeordnete Belichtungskurve 840 einen flacheren Verlauf aufweist. Zum zweiten Zeitpunkt 322 und zum dritten Zeitpunkt 324 hat der Wert beider Belichtungskurven 340, 840 jeweils den zugeordneten vordefinierten Schwellwert beziehungsweise weiteren vordefinierten Schwellwert überschritten. Zum Zeitpunkt des Auslesens 326 weisen beide Belichtungskurven denselben Grauwert auf. Bei einer nicht-gepulsten Lichtquelle müssten sich die Grauwerte einer mit einem Filter erfassten Lichtquelle und derselben ohne einen Filter erfassten Lichtquelle unterscheiden. Mit anderen Worten zeigt 8, wie durch den Einsatz von Filtern bei der Detektoreinheit die Erkennung von gepulsten Lichtquellen vorteilhaft verbessert werden kann.
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9 zeigt in einem Diagramm drei Belichtungskurven einer Detektoreinheit mit stückweise linearer Kennlinie und einem vollständigen Zurücksetzen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Grundaufbau der 9 entspricht weitgehend 4, wobei im Unterschied zu 4 eine gepulste Lichtquelle erfasst wird. In einem kartesischen Koordinatensystem ist auf der Abszissenachse die Zeit und auf der Ordinatenachse eine Spannung aufgetragen. Eine Belichtungskurve 340 stellt den erfassten Grauwert einer gepulsten Lichtquelle über die Zeit dar. Zwischen dem ersten Zeitpunkt 320 und dem zweiten Zeitpunkt 322 ergibt sich eine erste Belichtungszeit 450 beispielsweise sechs Millisekunden. Zwischen dem zweiten Zeitpunkt 322 und dem dritten Zeitpunkt 324 ergibt sich eine zweite Belichtungszeit 452 beispielsweise viereinhalb Millisekunden. Zwischen dem dritten Zeitpunkt 324 und dem Zeitpunkt des Auslesens 326 ergibt sich eine dritte Belichtungszeit 452 beispielsweise eineinhalb Millisekunden. Das Diagramm zeigt die Aufnahme von einer Belichtungskurve 340, die Lichtimpulse 610 einer gepulsten Lichtquelle erfasst. Zu einem ersten Zeitpunkt 320 beginnt die Belichtung beziehungsweise Integration. In die erste Belichtungszeit 450 fällt ein Teil eines Lichtimpulses 610 und ein vollständiger Lichtimpuls 610. Die Belichtungskurve 340 weist zum Ende der ersten Belichtungszeit 450 hat die Belichtungskurve 340 nicht die Sättigung erreicht. Zum zweiten Zeitpunkt 322 wird die Detektoreinheit vollständig zurückgesetzt. In die zweite Belichtungszeit 452 fällt keiner der Lichtimpulse 610, die Belichtungskurve bleibt konstant auf dem Wert nach dem Zurücksetzen der Detektoreinheit. In die dritte Belichtungszeit 454 fällt erneut ein kompletter Lichtimpuls 610, dessen Erfassung sich in der Belichtungskurve 340 widerspiegelt. Bei einer konstanten Lichtquelle sollte der Wert der Belichtungskurve 340 zum Ende der Belichtungszeit 450, 452, 454 relativ zur Dauer der Belichtungszeit 450, 452, 454 sein, das heißt, es findet sich eine Informationsredundanz. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die erfassten Grauwerte in keinem Verhältnis zur Belichtungszeit 450, 452, 454, was auf eine gepulste Lichtquelle schließen lässt.
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Mit anderen Worten lassen sich auch bei einer Detektoreinheit (Imager) mit mehreren Full-Resets, das heißt vollständigem Zurücksetzen, durch geeignete Maßnahmen gepulste von nicht-gepulsten Lichtquellen unterscheiden. Dabei wird die vorab angesprochene Redundanz in den Informationen ausgenutzt. Nach der unter 4 beschriebenen Vorgehensweise würde die von der ersten Integrationszeit 450 erzeugte Output-Spannung zur Grauwertgenerierung am vorliegenden Pixel verwendet, die anderen beiden Spannungen würden einfach verworfen. Im Diagramm sieht man jedoch, dass im vorliegenden Fall die Auswertung der beiden zusätzlichen Spannungen eine Klassifikation gepulst/nicht gepulst der zugehörigen Lichtquelle ermöglicht. Ein geeigneter Algorithmus wird dann einen Lichtpunkt als „gepulst' klassifizieren, wenn im vorliegenden Fall (Integrationszeit entsprechend einem vollständigen Zurücksetzen der Detektoreinheit bei 12, 6, und 3 ms) die Spannung zum Zeitpunkt des Auslesens 326 nicht halb so groß ist wie Spannung zum dritten Zeitpunkt und letztere Spannung nicht halb so groß ist wie die Spannung der Belichtungskurve 340 zum zweiten Zeitpunkt. Diese Algorithmik kann durch eine einfache Logik auf einem FPGA direkt bei der Detektoreinheit, das heißt dem Imager-FPGA, implementiert werden.
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Wurde erkannt, dass es sich vorliegend um eine gepulste Lichtquelle handelt, lassen sich in weiterverarbeitenden Schritten beispielsweise die eingesetzten Tracking-Algorithmen entsprechend parametrieren oder für bestimmte Bildbereiche (maximale) Grauwerte über die Zeit fortschreiben (um ein optisch ansprechenderes Bild zu erzeugen). Eine andere Möglichkeit besteht darin, nur im Fall von erkannten gepulsten Lichtquellen in der Szene die Belichtungsregelung auf eine gezielte Überbelichtung umzuschalten (um so z. B. die Lesbarkeit von gepulsten Wechselverkehrszeichen zu verbessern).
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Die multiplen Belichtungszeiten innerhalb eines Belichtungszyklus werden dafür verwendet, zu erkennen, ob es sich bei einer Lichtquelle um eine gepulste Lichtquelle handelt. Dies geschieht durch eine Analyse der Grauwerte. Dabei muss die gesamte Belichtungszeit nicht unbedingt größer als die Zeitdauer der Ausphase der gepulsten Lichtquelle sein, da dies in fast allen Fällen ein stark überbelichtetes Bild erzeugen würde. Das vorgestellte Verfahren kann nicht immer sicherstellen, dass in jedem einzelnen Frame die gepulste Lichtquelle sichtbar ist. Deshalb kann es von Vorteil sein, das vorgeschlagene Verfahren mehrfach auszuführen, um eine gepulste Lichtquelle sicherer zu erkennen. Vorteilhaft ist, dass die Belichtungsregelung nicht angepasst werden muss und somit ein besser ausgeregeltes Rohbild zur Verfügung steht, welches mit entsprechenden Algorithmen besser weiterverarbeitet werden kann als partiell überbelichtete Rohbilder.
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Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden.
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Ferner können erfindungsgemäße Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden.
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Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008023853 A1 [0003]
