DE102013221581A1 - Device and method for detecting objects in a rear vehicle compartment for a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (4) zur Erkennung von Objekten in einem rückwärtigen Fahrzeugraum für ein Kraftfahrzeug (2) insbesondere Rückfahrkamerasystem, umfassend ein frontseitig angeordnetes Stereo-Kamerasystem (6) zur Erfassung eines frontseitigen Fahrzeugraums mit einer Auswerteeinheit (18), und einem heckseitig angeordneten Stereo-Kamerasystem (8) zur Erfassung des heckseitigen Fahrzeugraums, wobei die Auswerteeinheit (18) des frontseitigen Stereo-Kamerasystems (6) aufgenommene Bilder (26, 28) des heckseitigen Stereo-Kamerasystems (8) auswertet.The invention relates to a device (4) for detecting objects in a rear vehicle compartment for a motor vehicle (2), in particular reversing camera system, comprising a front mounted stereo camera system (6) for detecting a front vehicle compartment with an evaluation unit (18), and a rear side arranged stereo camera system (8) for detecting the rear-side vehicle compartment, wherein the evaluation unit (18) of the front-side stereo camera system (6) evaluates recorded images (26, 28) of the rear-side stereo camera system (8).
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Erkennung von Objekten in einem rückwärtigen Fahrzeugraum für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Rückfahrkamerasystem. The invention relates to a device and a method for detecting objects in a rear vehicle compartment for a motor vehicle, in particular a reversing camera system.
Bei Kraftfahrzeugen sind heutzutage zunehmend Sensoren als Assistenzsysteme eingebaut, die den Fahrzeugnutzer beim Fahren des Fahrzeuges unterstützen. Als Assistenzsysteme sind beispielsweise kamerabasierte Systeme zur optischen Überwachung der Fahrzeugumgebung als Rückfahr- und Einparkhilfen oder als Spurhalteassistent bekannt. Derartige Assistenzsysteme umfassen typischerweise ein am Fahrzeugaußenbereich angeordnetes Kamerasystem zur optischen Erfassung und Aufnahme der Fahrzeugumgebung. Die Einbausituation des Kamerasystems richtet sich hierbei insbesondere nach der bestimmungsgebenden Assistenzfunktion, beispielsweise sind Kamerasysteme für Rückfahrhilfen typischerweise im Bereich des Fahrzeughecks oder der Heckscheibe angeordnet. Das von den Kamerasystem erfasste Bild ist typischerweise auf einem Display in der Fahrzeugkabine für den Fahrzeugnutzer darstellbar. In motor vehicles, sensors are increasingly being installed today as assistance systems that assist the vehicle user when driving the vehicle. As assistance systems, for example, camera-based systems for optical monitoring of the vehicle environment are known as reversing and parking aids or as a lane departure warning system. Such assistance systems typically include a vehicle exterior mounted camera system for optically capturing and capturing the vehicle environment. The installation situation of the camera system here depends in particular on the intended assistance function; for example, camera systems for reversing aids are typically arranged in the area of the vehicle rear or the rear window. The image captured by the camera system can typically be displayed on a display in the vehicle cabin for the vehicle user.
In Zukunft ist es insbesondere wünschenswert, dass derartige Kamerasysteme mittels Bildverarbeitung im rückwärtigen Fahrzeugraum automatisch Objekte, insbesondere spielende Kinder und Fußgänger, und andere Hindernisse erkennen können, um in der Folge auch automatisch in die Fahrzeugdynamik eingreifen zu können. In the future, it is particularly desirable that such camera systems by means of image processing in the rear vehicle compartment can automatically detect objects, in particular children and pedestrians playing, and other obstacles, in order to be able to automatically intervene in the vehicle dynamics as a result.
Kamerasysteme mit lediglich einer einzelnen (Mono-)Kamera liefern für diesen Einsatzbereich bedingt befriedigende Ergebnisse. Grund hierfür ist eine fehlende Tiefenwahrnehmung im Vergleich zu Kamerasystemen mit beispielsweise zwei (Stereo-)Kameras. Die fehlende Tiefeninformation kann von der Auswerteeinheit lediglich mit hohem technischem Aufwand aufwendig über Annahmen (beispielsweise ein ebener Untergrund) und Flussberechnungen über mehrere aufgenommene Bilder grob geschätzt werden. Camera systems with only a single (mono) camera provide satisfactory results for this application. The reason for this is a lack of depth perception compared to camera systems with, for example, two (stereo) cameras. The missing depth information can be roughly estimated by the evaluation unit only with great technical effort by means of assumptions (for example, a flat background) and flow calculations over several recorded images.
Ein Stereo-Kamerasystem bietet hier den deutlichen Vorteil, dass ein drei dimensionales Tiefenbild des erfassten Fahrzeugraums erstellt werden kann. Dadurch sind Hindernisse und Objekte deutlich einfacher und verlässlicher identifizierbar, was für den automatischen Eingriff in die Fahrzeugdynamik unbedingt erforderlich ist. Stereo-Kamerasysteme haben den Nachteil, dass sie technisch wesentlich aufwändiger und daher auch entsprechend kostenintensiver sind. A stereo camera system offers the distinct advantage that a three-dimensional depth image of the recorded vehicle space can be created. As a result, obstacles and objects are much easier and more reliably identifiable, which is absolutely necessary for the automatic intervention in the vehicle dynamics. Stereo camera systems have the disadvantage that they are technically much more complex and therefore more costly.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde eine technisch einfache und kostengünstige Vorrichtung zur Erkennung von Objekten in einem rückwärtigen Fahrzeugraum für ein Kraftfahrzeug anzugeben. Des Weiteren soll ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Vorrichtung angegeben werden. Against this background, the present invention seeks to provide a technically simple and inexpensive device for detecting objects in a rear vehicle compartment for a motor vehicle. Furthermore, a method for operating such a device is to be specified.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Bezüglich des Verfahrens wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 8. Die im Hinblick auf die Vorrichtung ausgeführten Merkmale und bevorzugten Ausgestaltungen sind sinngemäß auch auf das Verfahren zu übertragen. The object is achieved by a device having the features of claim 1. Advantageous embodiments and further developments are the subject of the dependent claims. With regard to the method, the object is achieved according to the invention by the features of
Die Vorrichtung ist zur Erkennung von Objekten in einem rückwärtigen Fahrzeugraum für ein Kraftfahrzeug ausgebildet, insbesondere als ein Rückfahrkamerasystem. Die Vorrichtung umfasst ein frontseitig angeordnetes Stereo-Kamerasystem zur Erfassung eines frontseitigen Fahrzeugraums, sowie eine hiermit signaltechnisch gekoppelte Auswerteeinheit. Die Auswerteeinheit weist vorzugsweise einen Auswertealgorithmus zur Bildverarbeitung auf, insbesondere einen Auswertealgorithmus zur automatischen Erfassung und vorzugsweise auch Identifizierung von Objekten im Erfassungsbereich des frontseitigen Stereo-Kamerasystems. Die automatische Erfassung der Objekte erfolgt in an sich bekannter Weise. Durch die automatische Identifizierung erkennt das System vorzugsweise auch, um welche Art von Objekten, beispielsweise andere Verkehrsteilnehmer, es sich handelt. Die Vorrichtung umfasst weiterhin ein heckseitig angeordnetes Stereo-Kamerasystem zur Erfassung des heckseitigen Fahrzeugraums, wobei die Auswerteeinheit des frontseitigen Stereo-Kamerasystems aufgenommene Bilder des heckseitigen Stereo-Kamerasystems auswertet. Durch die Auswertung der Bilder des heckseitigen Stereo-Kamerasystems mit Hilfe der Auswerteeinheit des frontseitigen Stereo-Kamerasystems ist eine einfache und kostengünstige Erfassung des rückwärtigen Fahrzeugraums bereitgestellt. Das heckseitige Stereo-Kamerasystem weist somit insbesondere keine eigene Auswerteeinheit zur Bildverarbeitung auf. Die zugrundeliegende Lösung ist insbesondere für den Einsatz bei Kraftfahrzeugen vorgesehen, in denen vorteilhafterweise bereits ein frontseitiges Stereo-Kamerasystem mit Auswerteeinheit eingebaut ist. The device is designed to detect objects in a rear vehicle compartment for a motor vehicle, in particular as a reversing camera system. The device comprises a front-mounted stereo camera system for detecting a front-side vehicle compartment, as well as a signal technically coupled thereto evaluation. The evaluation unit preferably has an evaluation algorithm for image processing, in particular an evaluation algorithm for automatic detection and preferably also identification of objects in the detection area of the front-end stereo camera system. The automatic detection of the objects takes place in a manner known per se. Through automatic identification, the system also preferably recognizes what kind of objects, for example other road users, are involved. The device further comprises a rear-mounted stereo camera system for detecting the rear-end vehicle compartment, wherein the evaluation of the front-side stereo camera system evaluates captured images of the rear-end stereo camera system. By evaluating the images of the rear-end stereo camera system with the aid of the evaluation unit of the front-end stereo camera system, a simple and cost-effective detection of the rearward vehicle compartment is provided. The rear-end stereo camera system thus has, in particular, no own evaluation unit for image processing. The underlying solution is particularly intended for use in motor vehicles, in which advantageously already a front-side stereo camera system with evaluation is installed.
Bei dem frontseitigen Stereo-Kamerasystem handelt es sich vorzugsweise um zwei nach vorne gerichtete Kameras eines Fahrerassistenzsystems, die im Wesentlichen hinter einer Windschutzscheibe oder im Bereich der vorderen Fahrzeugstoßstange angeordnet sind, und auf den frontseitigen Fahrzeugbereich fokussiert sind. Die Kameras sind insbesondere dazu geeignet und eingerichtet, ein Bild des Frontbereichs mit Tiefeninformation aufzunehmen und an die Auswerteeinheit zu versenden. Die Auswerteeinheit ist insbesondere als ein Mikrocontroller ausgeführt, in dem der die Bildverarbeitung automatisch durchführende Auswertealgorithmus implementiert ist. The front-end stereo camera system is preferably two forward-facing cameras of a driver assistance system, which are arranged substantially behind a windshield or in the region of the front vehicle bumper and are focused on the front-side vehicle area. The cameras are particularly suitable and furnished, an image of the front area with depth information to be received and sent to the evaluation unit. The evaluation unit is designed in particular as a microcontroller, in which the image processing is carried out automatically performing evaluation algorithm.
Das heckseitige Stereo-Kamerasystem ist als Rückfahrkamerasystem ausgeführt, dessen Erfassungsbereich auf den rückwärtigen Fahrzeugraum gerichtet ist. Vorzugsweise sind zwei unabhängige, nach hinten gerichtete Satellitenkameras als Stereo-Kamerasystem mit überlappenden Beobachtungsbereichen eingesetzt. Die von dem Stereo-Kamerasystem aufgenommenen Bilder werden an die Auswerteeinheit des frontseitigen Stereo-Kamerasystems versendet. Das heckseitige Stereo-Kamerasystem ist dadurch lediglich insbesondere als zwei Satellitenkameras ohne eigene Bildverarbeitungshardware ausgeführt, wodurch die Herstellungskosten reduziert werden. The rear-end stereo camera system is designed as a rear view camera system, whose detection range is directed to the rear vehicle compartment. Preferably, two independent, rear-facing satellite cameras are used as a stereo camera system with overlapping observation areas. The images taken by the stereo camera system are sent to the evaluation unit of the front-end stereo camera system. As a result, the rear-end stereo camera system is embodied only in particular as two satellite cameras without its own image processing hardware, which reduces the production costs.
Die Satellitenkameras des heckseitigen Stereo-Kamerasystems sind in ihrer funktionsgebenden Einbausituation vorzugsweise im Heckbereich des Kraftfahrzeugs, beispielsweise hinter der Heckschutzscheibe oder im Bereich der hinteren Fahrzeugstoßstange angeordnet und haben zumindest teilweise überlappende Beobachtungsbereiche zur Erfassung von Tiefeninformationen, beispielsweise den Abstand des Objekts zum Kraftfahrzeug. Unter Objekt sind in diesem Zusammenhang insbesondere spielende Kinder und Fußgänger oder andere Hindernisse wie beispielsweise Fahrzeuge zu verstehen. The satellite cameras of the rear-end stereo camera system are preferably arranged in their functional installation situation in the rear of the motor vehicle, for example behind the rear window or in the rear vehicle bumper and have at least partially overlapping observation areas for detecting depth information, such as the distance of the object to the motor vehicle. Under object in this context, especially children and pedestrians playing games or other obstacles such as vehicles to understand.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das frontseitige Stereo-Kamerasystem während der Auswertung der heckseitig aufgenommenen Bilder nicht aktiv. Das frontseitige Stereo-Kamerasystem ist vorzugsweise lediglich während eines Vorwärtsfahrens des Kraftfahrzeugs aktiv, wobei das heckseitige Stereo-Kamerasystem ausgeschaltet ist. Bei einem Rückwärtsfahren des Kraftfahrzeugs ist in umgekehrter Weise vorzugsweise lediglich das heckseitige Stereo-Kamerasystem im Betrieb, sodass die komplette Rechenleistung der Auswerteeinheit zur Verfügung steht. Dadurch können die Bilder des heckseitigen Stereo-Kamerasystems problemlos in die Auswerteeinheit eingelesen und von dieser ausgewertet werden. Diese Ausgestaltung beruht auf dem Umstand, dass das frontseitige und heckseitige Stereo-Kamerasystem in typischen Fahrsituationen nicht simultan betrieben werden, sondern lediglich ein Stereo-Kamerasystem zu einem gegebenen Zeitpunkt während des Fahrens aktiv ist. In an advantageous embodiment, the front-sided stereo camera system is not active during the evaluation of the rear-side recorded images. The front-end stereo camera system is preferably active only during forward driving of the motor vehicle with the rear-end stereo camera system turned off. In a reversing of the motor vehicle, in the reverse manner, preferably only the rear-side stereo camera system is in operation, so that the complete computing power of the evaluation unit is available. As a result, the images of the rear-end stereo camera system can be easily read into the evaluation unit and evaluated by the latter. This embodiment is based on the fact that the front and rear stereo camera system is not operated simultaneously in typical driving situations, but only a stereo camera system is active at a given time while driving.
In einer geeigneten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Auswerteeinheit zur Auswertung der Bilder die gleichen Auswertealgorithmen verwendet, wie bei Bildern des frontseitigen Stereo-Kamerasystems. Beide Kamerasysteme im Front- und Heckbereich des Kraftfahrzeugs sind als Stereo-Kamerasysteme ausgeführt, insbesondere ist ihr Aufbau und ihre Funktion vorzugsweise im Wesentlichen identisch. Dadurch sind die jeweils aufgenommen Bilder mittels der gleichen Auswerteverfahren problemlos mit der Auswerteeinheit auswertbar. Weiterhin sind dadurch die für das frontseitige Stereo-Kamerasystem verwendeten Algorithmen in gleicher oder ähnlicher Weise problemlos für das heckseitige Stereo-Kamerasystem einsetzbar. In a suitable development, it is provided that the evaluation unit uses the same evaluation algorithms for evaluating the images, as in images of the front-end stereo camera system. Both camera systems in the front and rear of the motor vehicle are designed as stereo camera systems, in particular their construction and their function are preferably substantially identical. As a result, the images taken in each case can be easily evaluated by means of the same evaluation method with the evaluation unit. Furthermore, thereby the algorithms used for the front-sided stereo camera system can be used in the same or similar manner without problems for the rear-end stereo camera system.
In einer bevorzugten Ausführung versendet das heckseitige Stereo-Kamerasystem die Bilder komprimiert an die Auswerteeinheit. Das heckseitige Stereo-Kamerasystem weist daher eine Datenkomprimierungseinheit auf. Hierdurch wird eine schnelle Bildübertragung an die frontseitige Auswerteeinheit sichergestellt. In a preferred embodiment, the rear-end stereo camera system sends the images compressed to the evaluation unit. The rear-end stereo camera system therefore has a data compression unit. This ensures a fast image transfer to the front evaluation unit.
In einer geeigneten Ausführungsform ist das heckseitige Stereo-Kamerasystem bevorzugt mittels eines 2-Draht-Ethernet-Kabels an die Auswerteeinheit signaltechnisch gekoppelt, wobei deren Bilder zum Zwecke einer Reduzierung der Bandbreite insbesondere komprimiert sind. Es ist also lediglich eine einfache, kostengünstige Datenverbindung vorgesehen. In a suitable embodiment, the rear-end stereo camera system is preferably signal-technologically coupled by means of a 2-wire Ethernet cable to the evaluation unit, the images of which are in particular compressed for the purpose of reducing the bandwidth. So it's just a simple, inexpensive data connection provided.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das heckseitige Stereo-Kamerasystem mit einer Hochgeschwindigkeits-Datenleitung, insbesondere per Low Voltage Differential Signaling (LVDS), an die Auswerteeinheit gekoppelt. Hierdurch ist eine zuverlässige und schnelle Datenübertragung gewährleistet. In an advantageous embodiment, the rear-end stereo camera system is coupled to the evaluation unit with a high-speed data line, in particular via Low Voltage Differential Signaling (LVDS). This ensures reliable and fast data transmission.
In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung nimmt eine erste Satellitenkamera des heckseitigen Stereo-Kamerasystems ein erstes Heckbild des Fahrzeugrückraums auf und versendet es an eine zweite Satellitenkamera des heckseitigen Stereo-Kamerasystems. Parallel nimmt die zweite Satellitenkamera ein zweites Heckbild des Fahrzeugrückraums auf und sendet das erste und zweite Heckbild gemeinsam an die Auswerteeinheit. Zur Vermeidung eines erhöhten Kabelaufwandes wird das erste Heckbild also zunächst an die zweite Satellitenkamera versendet und von dort mit dem zweiten Bild über eine gemeinsame Datenleitung an die Auswerteeinheit übertragen. In a particularly advantageous development, a first satellite camera of the rear-end stereo camera system receives a first rear image of the vehicle rear space and sends it to a second satellite camera of the rear-end stereo camera system. In parallel, the second satellite camera picks up a second rear view of the vehicle rear space and sends the first and second rear views together to the evaluation unit. To avoid increased cable expenses, the first rear image is thus first sent to the second satellite camera and transmitted from there to the second image via a common data line to the evaluation unit.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen in schematischen und stark vereinfachten Darstellungen: An embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to a drawing. It shows in schematic and highly simplified representations:
Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Corresponding parts and sizes are always provided with the same reference numerals in all figures.
In
Das frontseitige Stereo-Kamerasystem
Die Funktionsweise der Auswerteeinheit
Für die Ausübung dieser Funktionen weist die Auswerteeinheit als Hauptkomponente eine an sich bekannte Stereo-Bildbearbeitungseinheit
Die zwei nach hinten gerichteten Heckkameras
Die Heckbilder
Je nach Fahrsituation sind entweder die Frontkameras
In
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit den verschiedenen Ausführungsbeispielen beschriebenen Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. The invention is not limited to the embodiments described above. On the contrary, other variants of the invention can be derived therefrom by the person skilled in the art without departing from the subject matter of the invention. In particular, furthermore, all individual features described in connection with the various exemplary embodiments can also be combined with one another in other ways, without departing from the subject matter of the invention.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 2 2
- Kraftfahrzeug motor vehicle
- 4 4
- Vorrichtung contraption
- 6 6
- Stereo-Kamerasystem Stereo Camera System
- 8 8th
- Stereo-Kamerasystem Stereo Camera System
- 10 10
- erste Frontkamera first front camera
- 12 12
- zweite Frontkamera second front camera
- 14 14
- erste Heckkamera first rearview camera
- 16 16
- zweite Heckkamera second rear camera
- 18 18
- Auswerteeinheit evaluation
- 18A 18A
- Stereo-Bildbearbeitungseinheit Stereo image processing unit
- 18B 18B
- Bildeinzug image Acquisition
- 18C 18C
- Bildaufbereitung imaging
- 20 20
- erstes Frontbild first front image
- 22 22
- zweites Frontbild second front image
- 24 24
- Signal signal
- 26 26
- erstes Heckbild first rear view
- 28 28
- zweites Heckbild second rear view
- 30 30
- LVDS-Leitung LVDS
Claims (9)
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Legal Events
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R003 | Refusal decision now final |