DE102016012341A1 - Driver assistance system for a motor vehicle with an exposure-compensated camera - Google Patents
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- G03B9/00—Exposure-making shutters; Diaphragms
- G03B9/02—Diaphragms
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzsystem (2) für ein Kraftfahrzeug (1), mit einer Kamera (3) zum Erfassen einer Bildinformation aus einer Umgebung (4) des Kraftfahrzeugs (1), wobei in einem optischen Weg (7), entlang dessen die Bildinformation aus der Umgebung (4) in die Kamera (3) gelangt, zwischen der Umgebung (4) und der Kamera (3) ein Verdunkelungselement (6) angeordnet ist, welches eine veränderbare optische Transparenz aufweist, um das Fahrerassistenzsystem (2), insbesondere die Leistungsfähigkeit und die Verfügbarkeit einer kamerabasierten Funktion des Fahrerassistenzsystems (2), zu verbessern.The invention relates to a driver assistance system (2) for a motor vehicle (1), having a camera (3) for acquiring image information from an environment (4) of the motor vehicle (1), wherein the image information is displayed along an optical path (7) From the environment (4) enters the camera (3), between the environment (4) and the camera (3) a darkening element (6) is arranged, which has a variable optical transparency to the driver assistance system (2), in particular the Performance and availability of a camera-based driver assistance system (2) function.
Description
Die Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzsystem für ein Kraftfahrzeug, mit einer Kamera zum Erfassen einer Bildinformation aus einer Umgebung des Kraftfahrzeugs. Die Erfindung betrifft auch ein entsprechendes Verfahren zum Betreiben eines solchen Fahrerassistenzsystems.The invention relates to a driver assistance system for a motor vehicle, comprising a camera for acquiring image information from an environment of the motor vehicle. The invention also relates to a corresponding method for operating such a driver assistance system.
In Fahrzeugen funktionieren bestimmte Funktionen von Fahrerassistenzsystemen, beispielsweise eine Spurhalteassistenzfunktion, auf Basis von Kamerabildern. Die entsprechenden Kameras oder Fahrzeugkameras der Fahrerassistenzsysteme besitzen jedoch keine verstellbare Blende und haben unter sehr hellen Umgebungsbedingungen Schwierigkeiten mit einer Überbelichtung. Durch die dann fehlenden Kontraste wird ein Erkennen von Objekten, beispielsweise Spurmarkierungen, erschwert. Ebenso erschweren Reflektionen eine eindeutige Detektion von Markierungen auf der Fahrbahn. In diesen Fällen soll einerseits ein Überbelichten verhindert werden, und andererseits auch in dunklen Bildbereichen noch genügend Details erkennbar sein.In vehicles, certain functions of driver assistance systems, such as a lane keeping assistance function, operate based on camera images. The corresponding cameras or vehicle cameras of the driver assistance systems, however, have no adjustable diaphragm and have difficulties with overexposure under very bright ambient conditions. Due to the then missing contrasts, a recognition of objects, such as lane markings, made more difficult. Likewise, reflections make it difficult to clearly detect markings on the road. In these cases, on the one hand overexposure should be prevented, and on the other hand enough details should still be recognizable even in dark image areas.
Aufgrund dieser Diskrepanz gehen bei schlechten oder ungünstigen Lichtverhältnissen viele Bildinformationen durch Überbelichtungen oder Unterbelichtungen und Reflektionen verloren, was zu einer verschlechterten Leistungsfähigkeit des Fahrassistenzsystems und geringerer Verfügbarkeit der entsprechenden kameraabhängigen Funktionen des Fahrerassistenzsystems, beispielsweise der Spurhalteassistenzfunktion, führt.Due to this discrepancy, in poor or unfavorable lighting conditions, many image information is lost due to overexposure or underexposure and reflection, resulting in degraded performance of the driver assistance system and less availability of the corresponding camera-dependent functions of the driver assistance system, such as the lane keeping assistance function.
In diesem Zusammenhang beschreibt beispielsweise die
Aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrerassistenzsystem mit einer Kamera, insbesondere die Leistungsfähigkeit und die Verfügbarkeit einer kamerabasierten Funktion des Fahrerassistenzsystems, zu verbessern.The invention has for its object to improve a driver assistance system with a camera, in particular the performance and availability of a camera-based function of the driver assistance system.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der Beschreibung und den Figuren.This object is solved by the subject matter of the independent claim. Advantageous embodiments will become apparent from the dependent claims, the description and the figures.
Die Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzsystem für ein Kraftfahrzeug, mit einer Kamera zum Erfassen einer Bildinformation einer Umgebung des Kraftfahrzeugs. Insbesondere kann das Fahrerassistenzsystem auch eine Steuereinrichtung zum Steuern einer Belichtungseinstellung der Kamera aufweisen. Wichtig ist hier, dass in einem optischen Weg, entlang dessen die Bildinformation aus der Umgebung in die Kamera gelangt, zwischen der Umgebung und der Kamera, also vor der Kamera oder einer entsprechenden Linsenöffnung der Kamera, ein Verdunklungselement angeordnet ist, welches eine veränderbare, also variable oder einstellbare, optische Transparenz aufweist. Die Bildinformation muss daher durch das Verdunklungselement transmittiert werden, um in die Kamera zu gelangen.The invention relates to a driver assistance system for a motor vehicle, comprising a camera for acquiring image information of an environment of the motor vehicle. In particular, the driver assistance system can also have a control device for controlling an exposure setting of the camera. It is important here that in an optical path, along which the image information from the environment enters the camera, between the environment and the camera, ie in front of the camera or a corresponding lens aperture of the camera, a darkening element is arranged, which is a variable, ie has variable or adjustable optical transparency. The image information must therefore be transmitted through the obscuration element to get into the camera.
Das hat den Vorteil, dass eine Helligkeit in ihrer Dynamik, also der Unterschied zwischen der größten und der geringsten Helligkeit, für die Bildinformation, welche durch die Kamera verarbeitet werden muss, verringert wird. Damit kann die Überbelichtung von Bildern der Kamera verhindert werden, so dass unter bestimmten Umgebungs- oder Lichtbedingungen eine bessere Bildqualität erreicht werden kann als bisher üblich. Dies führt zu der gewünschten Verbesserung des Fahrerassistenzsystems beziehungsweise der kamerabasierten Funktionen des Fahrerassistenzsystems.This has the advantage that a brightness in their dynamics, ie the difference between the highest and the lowest brightness, for the image information, which must be processed by the camera is reduced. This can prevent overexposure of images from the camera, so that under certain ambient or lighting conditions better image quality can be achieved than previously customary. This leads to the desired improvement of the driver assistance system or the camera-based functions of the driver assistance system.
Das Verdunklungselement kann dabei fest, das heißt nicht oder nur mit Werkzeug oder nur unter Zerstörung des Verdunklungselementes und/oder der Kamera an der Kamera angeordnet oder befestigt sein, oder aber in einer Halterung vor der Kamera, und damit bevorzugt austauschbar, angeordnet sein. Die Halterung kann dabei an oder in einer Scheibe oder Windschutzscheibe angeordnet oder befestigt sein.The blackout element can be fixed, that is not or only with tools or only with destruction of the darkening element and / or the camera to the camera arranged or fixed, or in a holder in front of the camera, and thus preferably interchangeable, be arranged. The holder can be arranged or attached to or in a disc or windshield.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Verdunklungselement ein selbsttönendes oder phototropes Glas umfasst oder ist. Die Transparenz des Verdunklungselementes ist damit in Abhängigkeit einer Helligkeit oder über die Helligkeit der Bildinformation veränderbar oder über eine Helligkeit der Bildinformation einstellbar im Sinne dieser Offenbarung. Ein derartiges Verdunklungselement kann auch als ein passives Verdunklungselement bezeichnet werden. Derartige phototrope Gläser, die beispielsweise in Abhängigkeit einer UV-Lichtintensität selbstständig verdunkeln, sind beispielsweise aus dem Bereich der Sonnenbrillen bekannt. Da phototrope Gläser starke Verzögerungen bei dem Abdunkeln und dem Aufhellen aufweisen, kann dabei vorgesehen sein, dass eine Belichtungsempfindlichkeit der Kamera durch die Steuereinrichtung zum Steuern der Belichtungseinstellung der Kamera vorgesteuert wird. Dabei kann die entsprechende Steuereinrichtung bevorzugt auf eine bereitgestellte Information, wie sie weiter unten noch erläutert wird, zurückgreifen, und so beispielsweise kurz vor oder bei der Einfahrt in einen Tunnel die Empfindlichkeit der Kamera erhöhen, so dass verhindert wird, dass eine verzögerte Aufhellung des passiven Verdunklungselementes bei der Einfahrt in den Tunnel zu einem unterbelichteten Bild führt.In an advantageous embodiment it is provided that the darkening element comprises or is a self-tinting or phototropic glass. The transparency of the darkening element can thus be changed as a function of brightness or via the brightness of the image information or can be adjusted via a brightness of the image information in the sense of this disclosure. Such a darkening element may also be referred to as a passive darkening element. Such photochromic glasses, which darken independently, for example as a function of a UV light intensity, are known, for example, from the field of sunglasses. Because photochromic glasses have strong delays in the Darkening and brightening, it can be provided that an exposure sensitivity of the camera is pre-controlled by the control device for controlling the exposure setting of the camera. In this case, the corresponding control device preferably relies on information provided, as will be explained below, and thus increase the sensitivity of the camera, for example shortly before or when entering a tunnel, so that delayed lightening of the passive energy source is prevented Darkening element at the entrance to the tunnel leads to an underexposed image.
Mit einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Verdunklungselement einen Graufilter mit zwei gegeneinander verdrehbaren Polarisationsfiltern und/oder ein elektrisch abdunkelbares Glas umfasst oder aufweist, insbesondere zwei Polarisationsfolien oder Polarisationsfilterfolien mit einer zwischen den Folien angeordneten Flüssigkristallschicht, bevorzugt einer elektrochromen Flüssigkristallschicht, aufweist, und die Transparenz des Verdunklungselementes über ein elektrisches Steuersignal einer Steuereinrichtung einstellbar oder veränderbar ist. Ein derartiges Verdunklungselement kann dann im Gegensatz zum zuvor beschriebenen passiven Verdunklungselement als aktives Verdunklungselement bezeichnet werden. Das elektrisch abdunkelbare Glas kann beispielsweise ein elektrochromes Glas oder ein Flüssigkristallanzeige (liquid crystal display, LCD) umfassen.With a further advantageous embodiment it can be provided that the darkening element comprises or comprises a gray filter with two mutually rotatable polarization filters and / or an electrically darkenable glass, in particular two polarization films or polarization filter films with a liquid crystal layer arranged between the films, preferably an electrochromic liquid crystal layer, and the transparency of the darkening element is adjustable or changeable via an electrical control signal of a control device. Such a darkening element can then be referred to as an active darkening element in contrast to the previously described passive darkening element. The electrically darkenable glass may comprise, for example, an electrochromic glass or a liquid crystal display (LCD).
Ein geeignetes elektrooptisches Flüssigkristallschaltelement ist beispielsweise aus der
Dabei kann in einer vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung ausgebildet ist, die Transparenz des Verdunklungselementes mittels des elektrischen Steuersignals in Abhängigkeit von einer der Steuereinrichtung bereitgestellten Information über eine Helligkeit der Umgebung des Kraftfahrzeugs oder der Kamera einzustellen.In this case, it can be provided in an advantageous embodiment that the control device is designed to adjust the transparency of the darkening element by means of the electrical control signal as a function of information provided to the control device about a brightness of the surroundings of the motor vehicle or the camera.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist dabei vorgesehen, dass die bereitgestellte Information eine Histogramminformation zumindest eines Bildes der Kamera und/oder eine von einem anderen Kraftfahrzeug über eine Schnittstelleneinrichtung bereitgestellte Information und/oder eine Zeitinformation, insbesondere eine Tageszeitinformation und/oder eine Jahreszeitinformation, und/oder eine Sensorinformation einer Sensoreinrichtung des Fahrerassistenzsystems, insbesondere eine Positionsinformation und/oder eine Fahrtrichtungsinformation einer Positionserfassungseinrichtung und/oder eine Sonnenstandsinformation einer Sonnenstandsensoreinrichtung und/oder eine Helligkeitsinformation einer Helligkeitssensoreinrichtung mit einem Licht- oder Helligkeitssensor, umfasst.In a particularly preferred embodiment, it is provided that the information provided is histogram information of at least one image of the camera and / or information and / or time information provided by another motor vehicle via an interface device, in particular time of day information and / or season information, and / or or sensor information of a sensor device of the driver assistance system, in particular position information and / or direction information of a position detection device and / or a sun position information of a sun position sensor device and / or brightness information of a brightness sensor device with a light or brightness sensor comprises.
Mit der Histogramminformation kann beispielsweise durch eine Histogrammanalyse ein Anteil übersättigter Pixel der Kamera erfasst werden und für den Anteil ein Schwellwert festgelegt werden, ab welchem das Verdunklungselement aktiviert, also verdunkelt werden soll. Insbesondere kann auch in Abhängigkeit des Anteils eine graduelle Verdunklung oder Aktivierung festgelegt sein. Eine weitere Möglichkeit ist, nach der Bildung des Histogramms auch eine aktive Histogrammverschiebung, ein Active-Histogramm-Shifting, durchzuführen, und so den Anteil der übersättigten Pixel zu reduzieren. Die Positions- und/oder Fahrtrichtungsinformation kann auch mit einer Karteninformation kombiniert werden, so dass beispielsweise in obigem Beispiel eine bevorstehende Einfahrt in einen Tunnel und die daraus resultierende starke Veränderung der Lichtverhältnisse bei dem Einstellen der Transparenz berücksichtigt werden kann, beziehungsweise das Einstellen der Transparenz in Abhängigkeit dieser Information erfolgen kann. Die beschriebenen Informationen, insbesondere eine Helligkeits- oder Blendinformation kann dabei auch über die Schnittstelleneinrichtung von einem anderen Kraftfahrzeug, beispielsweise einem vorherfahrenden Kraftfahrzeug, welches eine Information über eine Helligkeit oder eventuelle Blendung des vorherfahrenden Kraftfahrzeugs bereitstellt, übertragen werden.With the histogram information, a portion of oversaturated pixels of the camera can be detected, for example, by means of a histogram analysis, and a threshold value can be defined for the proportion, from which the darkening element is to be activated, that is to be darkened. In particular, a gradual darkening or activation can also be established depending on the proportion. Another possibility is to perform an active histogram shift, after the formation of the histogram, and thus to reduce the proportion of supersaturated pixels. The position and / or direction information can also be combined with a map information, so that, for example, in the above example, an impending entry into a tunnel and the resulting strong change in the lighting conditions can be taken into account when setting the transparency, or setting the transparency in Dependence of this information can be done. The information described, in particular brightness or glare information, can also be transmitted via the interface device by another motor vehicle, for example a preceding motor vehicle, which provides information about a brightness or possible glare of the preceding motor vehicle.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung zum Kompensieren einer Verzögerung eines Abdunkelns und/oder eines Aufhellens Verdunkelungselements ausgebildet ist, das Steuersignal zum Einstellen der optischen Transparenz in Abhängigkeit einer Zeitkonstante, welche eine Geschwindigkeit und damit die Verzögerung des Abdunkelns und/oder des Aufhellens Verdunkelungselements charakterisiert, entsprechend der Zeitkonstante zeitlich vor einem Zeitpunkt zu erzeugen, zu welchem die optische Transparenz eingestellt sein soll. Die Steuereinrichtung kann also zu einem proaktiven Erzeugen des Steuersignals ausgelegt sein. So kann beispielsweise in Abhängigkeit einer Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs eine der Zeitkonstanten entsprechende Strecke vor der Einfahrt in den bereits erwähnten Tunnel, das Steuersignal zum Aufhellen des Verdunkelungselements bereitgestellt oder erzeugt werden, sodass bei Einfahrt in den Tunnel das Verdunkelungselement bereits an die dunklere Umgebung angepasst ist.In a further embodiment, it is provided that the control device is designed to compensate for a delay of darkening and / or lightening darkening element, the control signal for adjusting the optical transparency as a function of a time constant which a speed and thus the delay of the darkening and / or Brilliant darkening element characterized according to the time constant to generate time before a time at which the optical transparency should be set. The control device can thus be designed for a proactive generation of the control signal. For example, in Depending on a speed of the motor vehicle, a distance corresponding to the time constant before entering the tunnel already mentioned, the control signal for lightening the obscuring element is provided or generated, so that when entering the tunnel the obscuration element is already adapted to the darker environment.
Die Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeug mit einem Fahrerassistenzsystem nach einer oder mehrerer der beschriebenen Ausführungsformen.The invention also relates to a motor vehicle having a driver assistance system according to one or more of the described embodiments.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist dabei vorgesehen, dass die Kamera hinter einer Fahrzeugscheibe des Kraftfahrzeugs, insbesondere hinter einer Windschutzscheibe des Kraftfahrzeugs, angeordnet ist, also sich die Fahrzeugscheibe zwischen der Kamera und der Umgebung des Kraftfahrzeugs befindet, und das Verbindungselement innenseitig oder außenseitig an der Fahrzeugscheibe befestigt, beispielsweise verklebt, bevorzugt flächig verklebt, ist oder flächig in die Fahrzeugscheibe integriert ist. Bei der flächigen Integration des Verdunklungselementes in die Fahrzeugscheibe kann vorgesehen sein, dass das Verdunklungselement bündig oder eben, also ohne Stufe beziehungsweise nicht erhaben in die Fahrzeugscheibe übergeht. Dadurch, sowie durch die eingangsgenannten Halterung können auch bestehende Fahrassistenzsysteme mit wenig Aufwand mit einem Verdunklungselement nachgerüstet werden.In a preferred embodiment, it is provided that the camera is arranged behind a vehicle window of the motor vehicle, in particular behind a windscreen of the motor vehicle, that is, the vehicle window between the camera and the surroundings of the motor vehicle, and the connecting element on the inside or outside of the vehicle window attached, for example glued, preferably glued surface, is or is integrated flat in the vehicle window. In the planar integration of the darkening element in the vehicle window can be provided that the darkening element flush or even, so without level or not sublime merges into the vehicle window. As a result, as well as by the aforementioned holder existing driver assistance systems can be retrofitted with little effort with a blackout element.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems eines Kraftfahrzeugs, wobei das Fahrerassistenzsystem eine Kamera zum Erfassen einer Bildinformation aus einer Umgebung des Kraftfahrzeugs aufweist. Teil des Verfahrens ist dabei ein Einstellen einer optischen Transparenz eines Verdunkelungselementes, welches in einem optischen Weg, entlang dessen die Bildinformation aus der Umgebung in die Kamera gelangt, zwischen der Umgebung und der Kamera angeordnet ist, mittels eines elektrisches Steuersignals einer Steuereinrichtung des Fahrerassistenzsystems. Die Transparenz kann insbesondere in Abhängigkeit einer Umgebungshelligkeit oder einer der Steuereinrichtung bereitgestellten Information über die Helligkeit der Umgebung eingestellt werden.The invention also relates to a method for operating a driver assistance system of a motor vehicle, wherein the driver assistance system has a camera for acquiring image information from an environment of the motor vehicle. Part of the method is thereby setting an optical transparency of a darkening element, which is arranged in an optical path along which the image information from the environment into the camera, between the environment and the camera, by means of an electrical control signal of a control device of the driver assistance system. The transparency can be adjusted in particular depending on an ambient brightness or information about the brightness of the environment provided to the control device.
Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens entsprechen hier Vorteilen und vorteilhaften Ausführungsformen des Fahrerassistenzsystems.Advantages and advantageous embodiments of the method correspond here to advantages and advantageous embodiments of the driver assistance system.
Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen. Es sind darüber hinaus Ausführungen und Merkmalskombinationen, insbesondere durch die oben dargelegten Ausführungen, als offenbart anzusehen, die über die in den Rückbezügen der Ansprüche dargelegten Merkmalskombinationen hinausgehen oder von diesen abweichen.The features and feature combinations mentioned above in the description, as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures, can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations without the scope of the invention leave. Thus, embodiments of the invention are to be regarded as encompassed and disclosed, which are not explicitly shown and explained in the figures, however, emerge and can be produced by separated combinations of features from the embodiments explained. Embodiments and combinations of features are also to be regarded as disclosed, which thus do not have all the features of an originally formulated independent claim. Moreover, embodiments and combinations of features, in particular by the embodiments set out above, are to be regarded as disclosed which go beyond the feature combinations set out in the back references of the claims or deviate therefrom.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to schematic drawings.
Dabei zeigt:Showing:
In den Fig. werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, identical or functionally identical elements are provided with the same reference numerals.
In
Das Verdunklungselement
In alternativen Ausführungsformen kann das Verdunklungselement
Damit kann die Menge des durch das Verdunklungselement
In
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Kraftfahrzeugmotor vehicle
- 22
- FahrerassistenzsystemDriver assistance system
- 33
- Kameracamera
- 44
- UmgebungSurroundings
- 55
- Steuereinrichtungcontrol device
- 66
- Verdunklungselementblackout element
- 77
- Optischer WegOptical way
- 88th
- SonnenstandsensoreinrichtungSun sensor device
- 99
- PositionserfassungseinrichtungPosition detection device
- 1010
- Fahrzeugscheibevehicle window
- 1111
- Außenseiteoutside
- 1212
- Innenseiteinside
- 13, 13'13, 13 '
- Lichtstrahlenlight rays
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102009029742 A1 [0004] DE 102009029742 A1 [0004]
- DE 102008011086 A1 [0005] DE 102008011086 A1 [0005]
- DE 4000451 B4 [0013] DE 4000451 B4 [0013]
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|---|---|
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-
2016
- 2016-10-14 DE DE102016012341.9A patent/DE102016012341A1/en not_active Withdrawn
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