DE102016208771B4

DE102016208771B4 - Bordkameravorrichtung

Info

Publication number: DE102016208771B4
Application number: DE102016208771.1A
Authority: DE
Inventors: Toshikazu Murao
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2015-05-21
Filing date: 2016-05-20
Publication date: 2021-12-30
Anticipated expiration: 2036-05-21
Also published as: CN106170057B; CN106170057A; US10380432B2; DE102016208771A1; US20160344977A1; JP6390512B2; JP2016220057A

Abstract

Bordkameravorrichtung (1), aufweisend:ein Kameramodul (111), das in einem vorbestimmten Abbildungsmodus ein Bild eines Bereichs vor einem Eigenfahrzeug aufnimmt, als aufgenommene Bilder mehrere lineare Bilder erzeugt, in denen eine Beziehung zwischen Leuchtdichte und einem Ausgangspixelwert fest ist, und ferner basierend auf den linearen Bildern Bilder mit hohem dynamischen Bereich erzeugt, in denen sich eine Beziehung zwischen Leuchtdichte und einem Ausgangspixelwert abhängig von einer Leuchtdichteregion unterscheidet, wobei die Bilder mit hohem dynamischen Bereich zur Bilderkennung eines Beleuchtungszustands einer Lampe eines vorausfahrenden Fahrzeugs verwendet werden und die linearen Bilder zur Bilderkennung eines Fußgängers, eines anderen Fahrzeugs oder einer weißen Linie verwendet werden;eine Steuerschaltungsplatte (113), die mehreren Typen fahrbezogener Verarbeitungen basierend auf den aufgenommenen Bildern ermöglicht, ausgeführt zu werden, und die dem Kameramodul ermöglicht, entweder einen linearen Modus oder einen Modus mit hohem dynamischen Bereich in einer Einstellung auszuführen, in der mehrere Bilder mit mehreren Belichtungen aufgenommen werden, die zu einer einzelnen Abbildungszeit ausgeführt werden, wobei der lineare Modus ein Modus ist, in dem die linearen Bilder erzeugt werden, ohne die mehreren aufgenommenen Bilder zu kombinieren, wobei der Modus mit hohem dynamischen Bereich ein Modus ist, in dem die Bilder mit hohem dynamischen Bereich erzeugt werden, indem die mehreren aufgenommenen Bilder kombiniert werden;ein Gehäuse (114), das das Kameramodul und die Steuerschaltungsplatte aufnimmt;eine Klammer (12), die ein Bauteil zum Befestigen des Gehäuses an einer Windschutzscheibe (2) des Eigenfahrzeugs ist und in der eine Öffnung (12a) derart ausgebildet ist, dass das Gehäuse und die Windschutzscheibe einander in einem Zustand gegenüber liegen, in dem das Gehäuse an der Windschutzscheibe durch das Bauteil befestigt ist; undeine Haube (13), die angeordnet ist, um das Kameramodul abzudecken.

Description

HINTERGRUND
[Technisches Gebiet]
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Bordkameravorrichtung.
[Stand der Technik]
Eine Technik ist bekannt, in der eine Grauskalenkonversionsverarbeitung für ein lineares Bild (das heißt ein Bild, in dem eine Beziehung zwischen einem Ausgangspixelwert und Leuchtdichte für alle Leuchtdichteregionen fest ist) ausgeführt wird, das durch Abbilden erlangt wurde. Ein nicht lineares Bild, in dem die Helligkeit eines Subjekts optimiert ist, wird dabei erlangt (vgl. JP 2007 - 311 895 A ). Als ein Ergebnis daraus, dass ein aufgenommenes Bild, das in einer Verarbeitung verwendet wird, die durch eine Bordvorrichtung ausgeführt wird, in ein solches nichtlineares Bild konvertiert wird, ist angedacht, dass die Helligkeit eines Erkennungsziels optimiert werden kann und eine Genauigkeit der Verarbeitung verbessert werden kann.
Jedoch abhängig vom Inhalt der vorstehend beschriebenen Verarbeitung, die durch die Bordvorrichtung ausgeführt wird, der Umgebung und dergleichen ist eine Situation möglich, in der die Verwendung des linearen Bilds gegenüber der Verwendung des nichtlinearen Bilds bevorzugt ist. In diesem Fall kann eine Verzögerung bei der Bilderzeugung auftreten, wenn ein Wechsel zwischen einem Modus, in dem das lineare Bild erzeugt wird, und einem Modus ausgeführt wird, in dem das nichtlineare Bild erzeugt wird. Demzufolge kann das Echtzeitverhalten der Verarbeitung beeinträchtigt werden.
Es wird ferner auf die US 2014 / 0 078 361 A1 , die DE 10 2009 055 269 B4 und die US 2004 / 0 164 228 A1 verwiesen, die als Stand der Technik ermittelt wurden.
ÜBERBLICK
Es ist somit wünschenswert zu ermöglichen, dass eine Verarbeitung mit hoher Genauigkeit und in Echtzeit basierend auf einem aufgenommenen Bild eines Bereichs vor einem Eigenfahrzeug ausgeführt werden kann.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche.
Gemäß einer derartigen Konfiguration erzeugt die Bordkamera mehrere lineare Bilder, wenn Abbilden des Bereichs vor dem Eigenfahrzeug ausgeführt wird. Zusätzlich erzeugt in einem vorbestimmten Abbildungsmodus die Bordkamera ferner ein HDR-Bild basierend auf den linearen Bildern. Demnach, sogar wenn der Abbildungsmodus zwischen dem Modus, in dem das HDR-Bild erzeugt wird, und dem Modus, in dem das HDR-Bild nicht erzeugt wird, gewechselt wird, können die aufgenommenen Bilder ohne Verzögerung erzeugt werden. Die linearen Bilder und das HDR-Bild können selektiv verwendet werden, wodurch die Genauigkeit der fahrbezogenen Verarbeitung verbessert wird. Demzufolge kann eine Verarbeitung mit hoher Genauigkeit und in Echtzeit basierend auf einem aufgenommenen Bild der Umgebung des Eigenfahrzeugs ausgeführt werden.
Bezugszeichen innerhalb der Klammern in den Ansprüchen geben entsprechende Beziehungen zu spezifischen Mitteln, die gemäß einer Ausführungsform beschrieben sind und nachfolgend als ein Aspekt beschrieben sind, an und beschränken den technischen Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht.
Figurenliste
In den Zeichnungen:

1 ist eine Querschnittsansicht einer Kameravorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Kameravorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform;
3 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines Bildsensors gemäß der ersten Ausführungsform;
4 ist ein Blockschaltbild eines Kameramoduls und einer Steuerschaltungsplatte gemäß der ersten Ausführungsform;
5 ist ein erläuterndes Diagramm von Eigenschaften eines HDR-Bilds;
6 ist ein Ablaufdiagramm einer Abbildungsverarbeitung gemäß der ersten Ausführungsform; und
7 ist ein Ablaufdiagramm einer Abbildungsverarbeitung gemäß einer zweiten Ausführungsform.

BESCHREIBUNGEN DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ausführungsformen, auf die die vorliegende Offenbarung angewandt wird, werden Nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert.
[Erste Ausführungsform]
[Beschreibung der Konfiguration]
Eine Kameravorrichtung 1, die in 1 und 2 dargestellt ist, ist an einer Windschutzscheibe 2 eines Fahrzeugs auf der Innenseite (Fahrgastzellenseite) angebracht. Die Kameravorrichtung 1 ist in die Mitte (in der Nähe des Rückspiegels) eines oberen Abschnitts der Windschutzscheibe 2 gesetzt. Die Kameravorrichtung 1 beinhaltet einen Bildsensor 11, eine Klammer 12, eine Haube 13, ein erstes Wärmeleitelement 14, ein zweites Wärmeleitelement 15, eine Abdeckung 16, ein Belüftungsgebläse 17 und einen Heizdraht 18. 1 und 2 zeigen einen Abschnitt der Windschutzscheibe 2. Der Einfachheit halber sind das Belüftungsgebläse 17 und der Heizdraht 18, die in 1 dargestellt sind, in 2 weggelassen. Das Fahrzeug, an dem die Kameravorrichtung 1 angebracht ist, wird beispielsweise als ein Eigenfahrzeug bezeichnet.
Wie in 3 dargestellt ist, beinhaltet der Bildsensor 11 ein Kameramodul 111, eine elektrische Verbindungsleitung 112, eine Steuerschaltungsplatte 113, ein Gehäuse 114 und eine untere Abdeckung 115.
Das Kameramodul 111 ist eine Einrichtung, die zum Aufnehmen eines Bilds einer Szene vor dem Eigenfahrzeug oder seitlich des Fahrzeugs hin zur Front verwendet wird. Das Kameramodul 111 beinhaltet eine Linse 111a, einen Linsenfassabschnitt (ein sogenannter Objektivbus) 111b und einen Bildsensor (nicht dargestellt). Der Bildsensor ist auf einer optischen Achse der Linse 111a innerhalb des Linsenfassabschnitts 111b angeordnet. Der Linsenfassabschnitt 111b ist ein kreiszylindrischer Abschnitt, der darin die Linse 111a halt. Der Bildsensor besteht aus einem bekannten Array-Bildsensor und einem Rot-, Blau, Grün- und Zyan- (RGBC) Bayer-Filter.
In dem Array-Bildsensor sind lichtempfangende Elemente zum Erlangen eines optischen Bilds in einer Reihe angeordnet. Das lichtempfangende Element ist beispielsweise ein CMOS-Sensor (Sensor mit einem sich ergänzenden Metall-Oxid-Halbleiter) oder ein CCD-Sensor (Sensor mit einem ladungsgekoppelten Bauteil). Das RGBC-Bayer-Filter ist ein Satz optischer Filter mehrerer Typen, von denen jeder ein unterschiedliches Passband hat. Der Bildsensor ist derart konfiguriert, dass jedes lichtempfangende Element einfallendes Licht durch irgendeines der optischen Filter empfängt, die das RGBC-Bayer-Filter konfigurieren. Das Wellenlängenband von Licht, das durch das lichtempfangende Element empfangen wird, ist derart, dass Empfindlichkeit für mindestens Wellenlängen entsprechend sichtbarem Licht gewährleistet ist.
Die elektrische Verbindungsleitung 112 ist eine Komponente (wie beispielsweise eine flexible Leiterplatte), die zum elektrischen Verbinden des Kameramoduls 111 und der Steuerschaltungsplatte 113 verwendet wird.
Die Steuerschaltungsplatte 113 ist eine plattenförmige Komponente, die einen bekannten Mikrocomputer beinhaltet. Der Mikrocomputer besteht hauptsächlich aus seiner zentralen Verarbeitungseinheit (CPU), einem Nur-Lesespeicher (ROM) und einem Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM).
Das Gehäuse 114 ist ein containergleiches Bauteil, das am Boden offen ist und Seitenwände und eine obere Wand aufweist. Das Gehäuse 114 nimmt das Kameramodul 111, die elektrische Verbindungsleitung 112 und die Steuerschaltungsplatte 113 auf, um diese Komponenten von oben abzudecken. Zusätzlich ist ein Nutabschnitt 1142 in einem windschutzseitigen Wandabschnitt 1141 des Gehäuses 114 ausgebildet. Der Nutabschnitt 1142 ist vorgesehen, um zu ermöglichen, dass der Linsenfassabschnitt 111b des Kameramoduls 111 auf der Seite der Windschutzscheibe 2 freigelegt ist. Hierbei ist der windschutzseitige Wandabschnitt 1141 ein Abschnitt der oberen Wand des Gehäuses 114, der weiter in Richtung zur Seite der Windschutzscheibe 2 als das Kameramodul 111 innerhalb des Gehäuses 114 in einem Zustand positioniert ist, in dem das Gehäuse 114 an der Windschutzscheibe 2 durch die Klammer 12 durch ein nachfolgend beschriebenes Verfahren befestig ist.
Die untere Abdeckung 115 ist ein Element, das verwendet wird, um den Boden des Gehäuses 114 zu verschließen.
Die in 1 und 2 dargestellte Klammer ist ein im Wesentlichen plattenförmiges Element, das aus Harz besteht. In einem Mittelabschnitt der Klammer 12 ist ein Öffnungsabschnitt 12a ausgebildet und in einem Bereich der Klammer 12, der den Öffnungsabschnitt 12a umgibt, ist ein genuteter Abschnitt 12b derart ausgebildet, dass die Klammer 12 U-förmig ausgebildet ist. Die Klammer 12 wird verwendet, um das Gehäuse 114 des Bildsensors 11 an der Windschutzscheibe 2 zu fixieren. Das heißt eine Oberfläche der Klammer 12, die eine von zwei Flächen senkrecht zur Dickenrichtung ist, ist an der Windschutzscheibe 2 fixiert (in diesem Beispiel geklebt).
Das Gehäuse 114 ist an der fixierten Klammer 12 angebaut, um dabei das Gehäuse 114 an der Windschutzscheibe 2 zu fixieren. In einem Zustand, in dem das Gehäuse 114 an der Windschutzscheibe 2 durch die Klammer 12 auf diese Weise fixiert ist, liegen das Gehäuse 114 und die Windschutzscheibe 2 einander als ein Ergebnis daraus, dass der Öffnungsabschnitt 12a in der Klammer 12 ausgebildet ist, gegenüber. Der Ausdruck „gegenüber“ bezieht sich hierbei darauf, dass das Gehäuse 114 und die Windschutzscheibe 2 einander ohne dazwischen befindliche Komponenten zugewandt sind. Ferner ist der genutete Abschnitt 12b der Klammer 12 vor dem Kameramodul 111 positioniert, das von dem Gehäuse 114 freigelegt ist. Der genutete Abschnitt 12b ist trapezförmig ausgebildet, wobei sich die Breite des Trapezes hin zur Vorderseite in der Abbildungsrichtung des Kameramoduls 111 aufweitet, um dem Blickwinkelbereich beziehungsweise dem Sichtfeldbereich des Kameramoduls 111 zu entsprechen. Der Sichtfeldbereich des Kameramoduls 111 wird dabei sichergestellt.
Die Haube 13 ist ein Element, das aus Harz besteht. Die Haube 13 hat eine trapezförmige Bodenform und zwei Seitenflächen, die auf zwei Seiten der trapezförmigen Bodenfläche außer der Basisseite hervorstehen. Die Haube 13 wird verwendet, um in dem genuteten Abschnitt 12b der Klammer 12 eingepasst zu werden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist das Gehäuse 114 an der Klammer 12 angebaut, in die die Haube 13 eingepasst wurde. Demzufolge ist die Konfiguration derart, dass die Haube 12 den Linsentonnenabschnitt 111b des Kameramoduls 111 abdeckt. Hierbei ist die Haube 13 derart angeordnet, dass die Bodenfläche der Haube 13 unterhalb des Linsentonnenabschnitts 111b des Kameramoduls 111 positioniert ist. Als ein Ergebnis daraus, dass die Haube 13 auf diese Weise angeordnet ist, kann unterdrückt werden, dass die Linse 111 die Szenerie außerhalb des Blickfeldbereichs des Kameramoduls 111 aufnimmt.
Das erste Wärmeleitelement 14 ist ein silikonbasiertes Folienelement mit einem Koeffizienten thermischer Leitfähigkeit von 1 [W/m.K] oder mehr und 50 [W/m·K] oder weniger. Das erste Wärmeleitelement 14 hat eine Klebekraft und haftende Eigenschaft. Das heißt, das erste Wärmeleitelement 14 haftet an einem Objekt, mit dem das erste Wärmeleitelement 14 in Kontakt gekommen ist. Das erste Wärmeleitelement 14 ist vorgesehen, um mit dem Gehäuse 114 und der Windschutzscheibe 2 in den Öffnungsabschnitt 12a, der in der Klammer 12 ausgebildet ist, in Kontakt zu kommen.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird als erstes das erste Wärmeleitelement 14 durch Kleben an dem windschutzscheibenseitigen Wandabschnitt 1141 des Gehäuses 114 angebracht. Dann wird das Gehäuse 114 an der Windschutzscheibe 2 durch die Klammer 12 fixiert. Demzufolge kommt das erste Wärmeleitelement 14 in nahen Kontakt mit der Windschutzscheibe 2 und klebt daran. Hierbei sind die Größe und Form des ersten Wärmeleitelements 14 ähnlich denen der oberen Oberfläche des windschutzseitigen Wandabschnitts 1141 des Gehäuses 114. Demnach ist das erste Wärmeleitelement 14 in Kontakt mit einem Bereich 1141 a, der ferner hin zur Rückseite in der Abbildungsrichtung des Kameramoduls 111 als der genutete Abschnitt 1142 des windschutzseitigen Wandabschnitts 1141 positioniert ist. Zusätzlich ist das erste Wärmeleitelement 14 ebenso in Kontakt mit Bereichen 1141b des windschutzseitigen Wandabschnitts 1141, die den genuteten Abschnitt 1142 auf beiden Seiten einklemmen.
Das zweite Wärmeleitelement 15 ist ein Folienelement, das aus einem gleichen Material wie das erste Wärmeleitelement 14 besteht. Das zweite Wärmeleitelement 15 ist zwischen der Klammer 12 und der Windschutzscheibe 2 positioniert und vorgesehen, um in Kontakt mit der Klammer 12 und der Windschutzscheibe 2 zu sein. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind die Größe und Form des zweiten Wärmeleitelements 15 gleich zu denen der oberen Oberfläche der Klammer 12. Das zweite Wärmeleitelement 15 klebt an der gesamten oberen Oberfläche der Klammer 12. Das zweite Wärmeleitelement 15 ist an der Klammer 12 und der Windschutzscheibe 2 unter Verwendung eines Klebstoffs fixiert.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist das zweite Wärmeleitelement 15 an der Windschutzscheibe 2 mit einer schwarzen Keramikkomponente 3 dazwischen angebracht, um die Sichtbarkeit des Klebstoffs oder dergleichen, der verwendet wird, um das zweite Wärmeleitelement 15 an der Windschutzscheibe zu fixieren, von außerhalb des Eigenfahrzeugs zu unterdrücken. Hierbei ist ein trapezförmiger genuteter Abschnitt 3a in der schwarzen Keramikkomponente 3 ausgebildet, um das Sichtfeld des Kameramoduls 111 nicht zu blockieren. Die Trapezform des genuteten Abschnitts 3a entspricht dem Sichtfeld des Kameramoduls 111.
Die Abdeckung 16 ist ein containergleiches Element, das auf der Oberseite offen ist und zwei Seitenflächen und eine Bodenfläche aufweist. Die Abdeckung 16 deckt den Bildsensor 11, die Klammer 12 und die Haube 13 von unten ab. Die Abdeckung 16 dient dazu, diese Komponenten von innerhalb der Fahrgastzelle des Eigenfahrzeugs weniger sichtbar zu machen. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein Durchgangsloch 16a auf der Bodenfläche der Abdeckung 16 ausgebildet.
Das Belüftungsgebläse 17 ist eine Vorrichtung zum Austauschen von Luft innerhalb der Abdeckung 16. Das Belüftungsgebläse 17 ist an der Abdeckung 16 fixiert, um in das Durchgangsloch 16a, das in der Abdeckung 16 ausgebildet ist, eingepasst zu sein.
Der Wärmedraht 18 erwärmt einen Abschnitt der Windschutzscheibe 2, der zur Vorderseite der Linse 11 a des Kameramoduls 111 positioniert ist. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der Wärmedraht 18 ein Kupferdraht. Beide Enden des Wärmedrahts 18 sind mit einer nicht dargestellten Energieversorgung verbunden, die sich am Eigenfahrzeug befindet. Der Wärmedraht 18 erzeugt Wärme durch Leiten.
Eine detaillierte Struktur des Bildsensors ist in der Literatur des Stands der Technik wie beispielsweise in den japanischen Patentanmeldungen mit den Nummern 2013-199973 , 2014-215644 und 2014-260494 .
Als nächstes wird eine elektrische Konfiguration des Kameramoduls 111 und der Steuerschaltungsplatte 113 beschrieben (4).
Das Kameramodul 111 beinhaltet einen Bildwandler 30, eine Bildschnittstelle 31 und dergleichen.
Der Bildwandler 30 beinhaltet den vorstehend beschriebenen Bildsensor, eine Verstärkungseinheit, eine analog-digital (A/D)-Wandlungseinheit, eine Bildverarbeitungseinheit und dergleichen.
Wenn der Bildsensor ein Bild aufnimmt, verstärkt die Verstärkungseinheit ein analoges Signal (Bildsignal) mit einer vorbestimmten Verstärkung. Das analoge Signal gibt eine Leuchtdichte (Helligkeit) eines Pixels in dem aufgenommenen Bild an, das von dem Bildsensor ausgegeben wird. Zusätzlich konvertiert die A/D-Wandlungseinheit einen Analogwert, der das verstärkte Bildsignal angibt, in einen digitalen Wert (einen Ausgabe-Pixelwert eines Pixels, das das aufgenommene Bild konfiguriert). Demzufolge wird ein lineares Bild erzeugt. Das lineare Bild ist ein aufgenommenes Bild, in dem eine Beziehung zwischen Leuchtdichte und dem Ausgangspixelwert für alle Leuchtdichteregionen fest ist (das heißt, linear). In dem linearen Bild wird die Beziehung zwischen Leuchtdichte und dem Ausgangspixelwert durch eine lineare Funktion ausgedrückt, die unter allen Leuchtdichteregionen geteilt wird.
Zusätzlich kombiniert die Bildverarbeitungseinheit mehrere lineare Bilder, um dabei ein Bild mit einem hohen Dynamikbereich (High Dynamic Range, HDR) zu erzeugen, das ein aufgenommenes Bild mit einem erweiterten Dynamikbereich ist. In dem HDR-Bild unterscheidet sich die Beziehung zwischen Leuchtdichte und dem Ausgangspixelwert abhängig von der Leuchtdichteregion.
5 zeigt die Beziehung zwischen Leuchtdichte und dem Ausgangspixelwert in dem HDR-Bild. Die Beziehung wird durch eine polygone Linie mit mehreren geraden Liniensegmenten, die Steigungen aufweisen (oder Neigungen oder Gradienten), die sich zwischen einer Niedrigleuchtdichteregion, einer Medium-Leuchtdichteregion und einer Hochleuchtdichteregion unterscheiden (das heißt ein Graph, der drei Typen gerader Liniensegmente L1, L2 und L3 kombiniert, die unterschiedliche Steigungen bei diesen drei Regionen aufweisen). Zwischen diesen drei Regionen ist eine Auflösung in der Niedrigleuchtdichteregion die feinste, wobei eine Auflösung in der Hochleuchtdichteregion die gröbste ist. Demzufolge wird eine Ausgabe eines großen Leuchtdichtebereichs möglich. Die Beziehung zwischen Leuchtdichte und dem Ausgangspixel wird, wie in 5 dargestellt ist, ist ein Beispiel in der vorliegenden Ausführungsform. Beispielsweise kann die Beziehung durch einen Graph ausgedrückt werden, der zwei Typen oder vier oder mehr Typen von Strecken mit unterschiedlichen Steigungen kombiniert. Alternativ kann die Beziehung durch logarithmische Eigenschaften (gekrümmte Linie) ausgedrückt werden.
In dem Kameramodul 111 wird Belichtung X-mal (beispielsweise drei Mal) zu einer einzelnen Abbildungszeit ausgeführt. Der Bildwandler 30 erzeugt lineare Bilder mit unterschiedlichen Leuchtdichteauflösungen, basierend auf den analogen Signalen, die von dem Kameramodul 111 zu den jeweiligen Belichtungen ausgegeben werden. Das heißt, der Bildwandler 30 erzeugt X-lineare Bilder mit unterschiedlichen Leuchtdichteauflösungen bei der einzelnen Abbildungszeit.
Zusätzlich ist der Bildwandler 30 mit einem linearen Modus und einem HDR-Modus versehen. Im Linearmodus erzeugt der Bildwandler 30 die vorstehend beschriebenen X linearen Bilder zu jeder Abbildungszeit. Indessen erzeugt in dem HDR-Modus der Bildwandler 30 die X linearen Bilder und erzeugt ebenso ein HDR-Bild, das durch Kombinieren dieser linearen Bilder erlangt wird.
Die Bildschnittstelle 31 gibt die Bilddaten der aufgenommenen Bilder, die durch den Bildwandler 30 erzeugt werden, an die Steuerschaltungsplatte 113 aus.
Die Steuerschaltungsplatte 113 beinhaltet eine Steuereinheit 20, eine Kommunikationseinheit 21, einen Speicher 22 und dergleichen.
Die Steuereinheit 20 ist hauptsächlich durch einen bekannten Mikrocomputer konfiguriert. Der Mikrocomputer beinhaltet eine CPU, einen ROM, einen RAM, eine Busleitung, die diese Komponenten verbindet, und dergleichen. Die Steuereinheit 20 führt eine integrierte Steuerung der Kameravorrichtung 1 basierend auf einem in dem ROM gespeicherten Programm aus.
Die Kommunikationseinheit 21 führt eine Kommunikation mit einer weiteren elektronischen Steuereinheit (ECU) 6, die in dem Eigenfahrzeug montiert ist, mittels eines bordeigenen lokales Netzwerk (Local Area Networks, LAN) 5 wie beispielsweise einem sogenannten Controller Area Network (CAN) aus.
Der Speicher 22 ist ein Abschnitt, der Bilddaten der durch das Kameramodul 111 aufgenommenen Bilder und dergleichen speichert. Der Speicher 22 besteht aus einem RAM oder dergleichen.
[Verarbeitungen]
Die Kameravorrichtung 1 gemäß den ersten Ausführungsformen nimmt Bilder des Bereichs vor dem Eigenfahrzeug mit dem Kameramodul 111 zu einer Abbildungszeit auf, die periodisch eintritt. Dann basierend auf den aufgenommenen Bildern führt die Steuerschaltungsplatte 113 oder die andere ECU 6 mehrere Typen fahrbezogener Verarbeitungen aus. In jedem Typ der fahrbezogenen Verarbeitung wird Bilderkennung der aufgenommenen Bilder ausgeführt und dann wird basierend auf dem Ergebnis der Bilderkennung eine Verarbeitung bezüglich Fahren des Eigenfahrzeugs ausgeführt. Beispiele von Typen der fahrbezogenen Verarbeitungen können eine Fahrunterstützungsverarbeitung, eine Verarbeitung zum Ermöglichen automatischen Fahrens und dergleichen sein. Insbesondere kann beispielsweise eine Verarbeitung, in der ein anderes Fahrzeugs, ein Fußgänger oder dergleichen erfasst werden, und Abgeben einer Warnung, Fahrzeuggeschwindigkeitssteuerung, Lenkwinkelsteuerung oder dergleichen ausgeführt wird, um eine Kollision zu vermeiden, in Betracht gezogen werden. Ferner können eine Verarbeitung, in der eine Abweichung von einer Fahrspur erfasst wird, eine Verarbeitung, in der eine Scheinwerferrichtung oder dergleichen gesteuert wird, und dergleichen in Betracht gezogen werden.
Zusätzlich werden entweder die linearen Bilder oder wird das HDR-Bild in der fahrbezogenen Verarbeitung abhängig von dem Inhalt der Verarbeitung verwendet. Nachfolgend wird eine Abbildungsverarbeitung beschrieben, in der Bilder des Bereichs vor dem Eigenfahrzeug ausgehend eines Eintritts der periodischen Abbildungszeit aufgenommen werden und die aufgenommenen Bilder, die in der fahrbezogenen Verarbeitung zu verwenden sind, erzeugt werden (6).
Bei Schritt S200 aktualisiert die Steuereinheit 20 der Steuerschaltungsplatte 113 in der Kameravorrichtung 1 einen Rahmenzähler bzw. Einzelbildzähler und fährt mit Schritt S205 fort. Der Rahmenzähler gibt die fahrbezogene Verarbeitung an, in der die aufgenommenen Bilder zu verwenden sind. Beispielsweise ändert beziehungsweise wechselt der Rahmenzähler zyklisch zwischen 0 und n (n ist eine Ganzzahl größer gleich 1). Die Zahlen des Rahmenzählers sind jeweils mit den fahrbezogenen Verarbeitungen verknüpft.
Bei Schritt S205 bestimmt die Steuereinheit 20, ob oder nicht fahrbezogene Verarbeitung entsprechend dem Wert des aktualisierten Rahmenzählers eine Verarbeitung ist, die das HDR-Bild erfordert. Wird bei Schritt S205 JA bestimmt, fährt die Steuereinheit 20 mit Schritt S210 fort. Wird bei Schritt S205 NEIN bestimmt, fährt die Steuereinheit 20 mit Schritt S215 fort.
Bei S210 führt die Steuereinheit 20 Abbildend mit dem Kameramodul 111 im HDR-Modus aus und erzeugt das HDR-Bild. Die Steuereinheit 20 ermöglicht dann, dass die fahrbezogene Verarbeitung basierend auf dem HDR-Bild ausgeführt wird. Die Steuereinheit 20 beendet die vorliegende Verarbeitung. Insbesondere beispielsweise, wenn die Steuerschaltungsplatte 113 die fahrbezogene Verarbeitung ausführt, kann die Steuereinheit 20 das HDR-Bild dem Abschnitt bereitstellen, der die fahrbezogene Verarbeitung ausführt, und den Abschnitt veranlassen, die fahrbezogene Verarbeitung zu starten. Zusätzlich, beispielsweise, wenn die andere ECU 6 die fahrbezogene Verarbeitung ausführt, kann die Steuereinheit 20 das HDR-Bild an die ECU 6 mittels des Bord-LAN 5 übertragen und die ECU 6 veranlassen, die fahrbezogene Verarbeitung auszuführen.
Bei Schritt S215 führt die Steuereinheit 20 Abbilden mit dem Kameramodul 111 im linearen Modus aus und erzeugt die linearen Bilder. Die Steuereinheit 20 ermöglicht dann, dass die fahrbezogene Verarbeitung basierend auf den linearen Bildern ausgeführt wird, auf ähnliche Weise wie bei Schritt S210. Die Steuereinheit 20 beendet die vorliegende Verarbeitung.
Als die fahrbezogene Verarbeitung, die basierend auf dem HDR-Bild ausgeführt wird, kann beispielsweise eine Verarbeitung, die mit einer Verarbeitung einher geht, in der Bilderkennung eines Beleuchtungszustands einer Lampe eines vorausfahrenden Fahrzeugs von einem aufgenommenen Bild ausgeführt wird, in Betracht gezogen werden. Ferner kann als die fahrbezogene Verarbeitung, die basierend auf dem linearen Bild ausgeführt wird, beispielsweise eine Verarbeitung, die mit einer Verarbeitung einher geht, in der Bilderkennung einer weißen Linie, eines Fußgängers, eines Fahrzeugs oder dergleichen von dem aufgenommenen Bild ausgeführt wird, in Betracht gezogen werden.
[Wirkungen]
In einer Kameravorrichtung, wenn eine Verzögerung beim Erzeugen eines aufgenommenen Bilds auftritt, wenn ein Wechsel zwischen dem linearen Modus und dem HDR-Modus ausgeführt wird, kann ein Echtzeitverhalten der fahrbezogenen Verarbeitung verschlechtert werden.
In dieser Hinsicht erzeugt die Kameravorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform die X linearen Bilder zu der Abbildungszeit, die periodisch eintritt. Im HDR-Modus erzeugt die Kameravorrichtung 1 das HDR-Bild basierend auf den linearen Bildern. Demnach, sogar wenn der Abbildungsmodus umgeschaltet wird, können die linearen Bilder oder das HDR-Bild ohne Verzögerung erzeugt werden. Echtzeitverhalten der fahrbezogenen Verarbeitung wird nicht verschlechtert. Zusätzlich können diese aufgenommenen Bilder selektiv verwendet werden und eine Genauigkeit der fahrbezogenen Verarbeitung kann verbessert werden. Demnach kann eine fahrbezogene Verarbeitung mit hoher Genauigkeit und in Echtzeit basierend auf einem aufgenommenen Bild der Peripherie des Eigenfahrzeugs ausgeführt werden.
Zusätzlich sind die fahrbezogenen Verarbeitungen beispielsweise eine Verarbeitung, in der ein anderes Fahrzeug, ein Fußgänger oder dergleichen erfasst wird und Abgeben einer Warnung, Fahrzeuggeschwindigkeitssteuerung, Lenkwinkelsteuerung oder dergleichen ausgeführt wird, um eine Kollision zu vermeiden; eine Verarbeitung, in der eine Abweichung von einer Fahrspur erfasst wird; und eine Verarbeitung, in der Scheinwerferlichtrichtung oder dergleichen gesteuert wird.
Demnach können diese Verarbeitungen mit hoher Genauigkeit und in Echtzeit ausgeführt werden.
Zusätzlich wird der Abbildungsmodus der Kameravorrichtung 1 zwischen dem linearen Modus, in dem nur die linearen Bilder erzeugt werden, und dem HDR-Modus, in dem die linearen Bilder und das HDR-Bild erzeugt werden, abhängig vom Inhalt der fahrbezogenen Verarbeitung umgeschaltet. Demnach kann die fahrbezogene Verarbeitung unter Verwendung des angemessenen aufgenommen Bildes ausgeführt werden. Die fahrbezogene Verarbeitung kann mit hoher Genauigkeit ausgeführt werden.
[Zweite Ausführungsform]
Als nächstes wird die Kameravorrichtung 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform beschrieben. Die Kameravorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform ist auf ähnliche Weise wie die gemäß der ersten Ausführungsform konfiguriert. Jedoch unterscheidet sich der Inhalt der Abbildungsverarbeitung teilweise. Nachfolgend wird hauptsächlich der Unterschied beschrieben.
Insbesondere führt gemäß der ersten Ausführungsform die Kameravorrichtung 1 Abbilden im Abbildungsmodus basierend auf den nächsten auszuführenden beziehungsweise auf der als nächstes auszuführenden fahrbezogenen Verarbeitung aus. Die Kameravorrichtung 1 erzeugt dann das aufgenommene Bild, das für die fahrbezogene Verarbeitung geeignet ist. Im Gegensatz dazu führt gemäß der zweiten Ausführungsform die Kameravorrichtung 1 Abbilden in einem Abbildungsmodus basierend auf einem Pegelunterschied einer Helligkeit in dem Bereich vor dem Eigenfahrzeug aus und erzeugt ein aufgenommenes Bild. Die Abbildungsverarbeitung gemäß der zweiten Ausführungsform wird nachfolgend beschrieben.
Bei Schritt S300 führt die Steuereinheit 20 der Steuerschaltungsplatte 113 in der Kameravorrichtung 1 Abbilden des Bereichs vor dem Eigenfahrzeug mit dem Kameramodul 111 aus und erzeugt ein lineares Bild. Die Steuereinheit 20 misst dann einen dynamischen Bereich (ein Verhältnis eines Minimalwerts und eines Maximalwerts von Bildsignalen vom Bildsensor) des linearen Bilds basierend auf den Ausgangspixelwerten (Schritt S305) und fährt mit Schritt S310 fort.
Bei Schritt S315 bestimmt die Steuereinheit 20, ob oder nicht der dynamische Bereich einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet (ob oder nicht der Pegelunterschied der Helligkeit in den Bereich vor dem Eigenfahrzeug groß ist). Wird bei Schritt S315 JA bestimmt, fährt die Steuereinheit 20 mit Schritt S320 fort. Wird bei Schritt S315 NEIN bestimmt, fährt die Steuereinheit 20 mit Schritt S325 fort.
Bei Schritt S320 führt die Steuereinheit 20 Abbilden mit dem Kameramodul 111 in den HDR-Modus ähnlich wie bei Schritt S210 in der Abbildungsverarbeitung gemäß der ersten Ausführungsform aus. Die Steuereinheit 20 ermöglicht dann, dass die fahrbezogene Verarbeitung basierend auf dem HDR-Bild ausgeführt wird, und beendet die vorliegende Verarbeitung.
Indessen führt bei Schritt S325 die Steuereinheit Abbilden mit dem Kameramodul 111 im linearen Modus auf ähnliche Weise wie bei Schritt S215 in der Abbildungsverarbeitung gemäß der ersten Ausführungsform aus. Die Steuereinheit 20 ermöglicht dann, dass die fahrbezogene Verarbeitung basierend auf den linearen Bildern ausgeführt wird, und beendet die vorliegende Verarbeitung.
[Wirkungen]
Wenn die Pegeldifferenz der Helligkeit in dem Bereich vor dem Eigenfahrzeug groß ist, ist der Abbildungsmodus der Kameravorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform der HDR-Modus, in dem die linearen Bilder und das HDR-Bild erzeugt werden. Demnach kann verhindert werden, dass die fahrbezogene Verarbeitung, die basierend auf dem aufgenommenen Bild, dessen Gradation verschlechtert ist, verhindert werden. Die fahrbezogene Verarbeitung kann mit hoher Genauigkeit ausgeführt werden.
[Weitere Ausführungsformen]
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sind nachfolgend beschrieben. Jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Unterschiedliche weitere Ausführungsformen sind möglich.

(1) In der Kameravorrichtung 1 gemäß der ersten und zweiten Ausführungsform wird Abbilden zu einer periodischen Abbildungszeit ausgeführt. Jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt. Abbilden kann zu unterschiedlichen Zeiten (beispielsweise zu einer Zeit, die in einer fahrbezogenen Verarbeitung angefordert wird) ausgeführt werden. Ähnliche Effekte können sogar in derartigen Fällen erlangt werden.
(2) In der Kameravorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform wird der Abbildungsmodus zwischen dem linearen Modus und dem HDR-Modus abhängig von dem Inhalt der fahrbezogenen Verarbeitung gewechselt. In der Kameravorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform wird der Abbildungsmodus zwischen dem linearen Modus beziehungsweise zwischen dem Linearmodus und dem HDR-Modus basierend auf dem Pegelunterschied der Helligkeit in dem Bereich vor dem Eigenfahrzeug gewechselt. Jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt. Der Abbildungsmodus kann zwischen dem linearen Modus und dem HDR-Modus basierend auf unterschiedlichen Faktoren gewechselt werden. Ähnliche Effekte können sogar in derartigen Fällen erreicht werden.
(3) Die Kameravorrichtung 1 gemäß der ersten und zweiten Ausführungsform ist an der Windschutzscheibe 2 des Eigenfahrzeugs angebracht. Jedoch ist die Anbringungsposition nicht auf die Windschutzscheibe 2 beschränkt. Beispielsweise kann die Kameravorrichtung 1 an einer Heckscheibe, einer Seitenscheibe oder dergleichen des Eigenfahrzeugs unter Verwendung einer ähnlichen beziehungsweise der gleichen Konfiguration angebracht sein. Ähnliche Effekte können sogar in derartigen Fällen erreicht werden.
(4) Eine Funktion, die durch einen einzelnen Bestandteil gemäß der ersten oder zweiten Ausführungsform bereitgestellt wird, kann auf mehrere Bestandteile aufgeteilt werden. Funktionen, die durch mehrere Bestandteile bereitgestellt werden, können in einem einzelnen Bestandteil integriert sein. Zusätzlich kann mindestens ein Teil einer Konfiguration gemäß der ersten oder zweiten Ausführungsform mit einer allgemein bekannten Konfiguration ersetzt werden, die eine ähnliche Funktion bereitstellt. Ferner kann ein Teil einer Konfiguration gemäß der ersten oder zweiten Ausführungsform weggelassen werden. Ferner kann mindestens ein Teil einer Konfiguration gemäß der ersten oder zweiten Ausführungsform einer weiteren Konfiguration gemäß der ersten oder zweiten Ausführungsform hinzugefügt werden oder diese ersetzen. Irgendeine Ausführungsform, die im technischen Konzept beinhaltet ist, dass durch den Wortlaut in den Ansprüchen spezifiziert ist, ist eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
(5) Die vorliegende Offenbarung kann ebenso durch unterschiedliche Modi zusätzlich zur vorstehend beschriebenen Kameravorrichtung 1 wie beispielsweise als ein System, von dem die Kameravorrichtung 1 ein Bestandteil ist, ein Programm, das einem Computer ermöglicht, als die Kameravorrichtung 1 zu funktionieren, ein Aufzeichnungsmedium, in dem das Programm aufgezeichnet ist, und ein Verfahren entsprechend der Abbildungsverarbeitungen gemäß der ersten und zweiten Ausführungsform verwirklicht werden.

[Korrespondenz zu den Ansprüchen]
Eine Korrespondenz zwischen den Ausdrücken, die in der Beschreibung der ersten und zweiten Ausführungsform verwendet werden, und den Ausdrücken, die in den Ansprüchen verwendet werden, wird angegeben.
Schritt S305 in der Abbildungsverarbeitung gemäß der zweiten Ausführungsform entspricht einem Beispiel eines Erfassungsmittels.

Claims

Bordkameravorrichtung (1), aufweisend: ein Kameramodul (111), das in einem vorbestimmten Abbildungsmodus ein Bild eines Bereichs vor einem Eigenfahrzeug aufnimmt, als aufgenommene Bilder mehrere lineare Bilder erzeugt, in denen eine Beziehung zwischen Leuchtdichte und einem Ausgangspixelwert fest ist, und ferner basierend auf den linearen Bildern Bilder mit hohem dynamischen Bereich erzeugt, in denen sich eine Beziehung zwischen Leuchtdichte und einem Ausgangspixelwert abhängig von einer Leuchtdichteregion unterscheidet, wobei die Bilder mit hohem dynamischen Bereich zur Bilderkennung eines Beleuchtungszustands einer Lampe eines vorausfahrenden Fahrzeugs verwendet werden und die linearen Bilder zur Bilderkennung eines Fußgängers, eines anderen Fahrzeugs oder einer weißen Linie verwendet werden; eine Steuerschaltungsplatte (113), die mehreren Typen fahrbezogener Verarbeitungen basierend auf den aufgenommenen Bildern ermöglicht, ausgeführt zu werden, und die dem Kameramodul ermöglicht, entweder einen linearen Modus oder einen Modus mit hohem dynamischen Bereich in einer Einstellung auszuführen, in der mehrere Bilder mit mehreren Belichtungen aufgenommen werden, die zu einer einzelnen Abbildungszeit ausgeführt werden, wobei der lineare Modus ein Modus ist, in dem die linearen Bilder erzeugt werden, ohne die mehreren aufgenommenen Bilder zu kombinieren, wobei der Modus mit hohem dynamischen Bereich ein Modus ist, in dem die Bilder mit hohem dynamischen Bereich erzeugt werden, indem die mehreren aufgenommenen Bilder kombiniert werden; ein Gehäuse (114), das das Kameramodul und die Steuerschaltungsplatte aufnimmt; eine Klammer (12), die ein Bauteil zum Befestigen des Gehäuses an einer Windschutzscheibe (2) des Eigenfahrzeugs ist und in der eine Öffnung (12a) derart ausgebildet ist, dass das Gehäuse und die Windschutzscheibe einander in einem Zustand gegenüber liegen, in dem das Gehäuse an der Windschutzscheibe durch das Bauteil befestigt ist; und eine Haube (13), die angeordnet ist, um das Kameramodul abzudecken.
Bordkameravorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei: die Steuerschaltungsplatte als die Typen fahrbezogener Verarbeitungen mindestens einer einer Verarbeitung zum Erfassen einer Abweichung des Eigenfahrzeugs von einer Fahrspur, einer Verarbeitung zum Steuern von Scheinwerfern des Eigenfahrzeugs und einer Verarbeitung zum Vermeiden einer Kollision des Eigenfahrzeugs ermöglicht, ausgeführt zu werden.
Bordkameravorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei: die Steuerschaltungsplatte einem ersten Typ der Typen fahrbezogener Verarbeitungen ermöglicht, basierend auf den linearen Bildern ausgeführt zu werden, und einem zweiten Typ der Typen fahrbezogener Verarbeitungen ermöglicht, basierend auf den Bildern mit hohem Dynamikbereich ausgeführt zu werden.
Bordkameravorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, ferner aufweisend: ein Erfassungsmittel (20, S305) zum Erfassen einer Pegeldifferenz einer Helligkeit in dem Bereich vor dem Eigenfahrzeug, wobei die Steuerschaltungsplatte entweder die linearen Bilder oder die Bilder mit hohem Dynamikbereich basierend auf der Pegeldifferenz der Helligkeit, die durch das Erfassungsmittel erfasst wird, auswählt und der fahrbezogenen Verarbeitung ermöglicht, basierend auf dem ausgewählten Bild ausgeführt zu werden.
Bordkameravorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei: die Steuerschaltungsplatte dem Kameramodul ermöglicht, die aufgenommenen Bilder zu einer Zeit, die periodisch eintritt, zu erzeugen, und den Typen fahrbezogener Verarbeitungen ermöglicht, basierend auf den aufgenommenen Bildern ausgeführt werden.
Steuerverfahren für eine Bordkameravorrichtung (1), wobei die Bordkameravorrichtung aufweist: ein Kameramodul (111); eine Steuerschaltungsplatte (113); ein Gehäuse (114); eine Klammer (12), die ein Bauteil zum Befestigen des Gehäuses an einer Windschutzscheibe (2) des Eigenfahrzeugs ist und in der eine Öffnung (12a) derart ausgebildet ist, dass das Gehäuse und die Windschutzscheibe einander in einem Zustand gegenüber liegen, in dem das Gehäuse an der Windschutzscheibe durch das Bauteil befestigt ist; und eine Haube (13), die angeordnet ist, um das Kameramodul abzudecken, wobei das Steuerverfahren umfasst: Aufnehmen durch das Kameramodul eines Bilds eines Bereichs vor einem Eigenfahrzeug, Erzeugen als aufgenommene Bilder mehrerer linearer Bilder, in denen eine Beziehung zwischen Leuchtdichte und einem Ausgangspixelwert fest ist, und ferner Erzeugen basierend auf den linearen Bildern von Bildern mit hohem dynamischen Bereich, in denen sich eine Beziehung zwischen Leuchtdichte und einem Ausgangspixelwert abhängig von einer Leuchtdichteregion unterscheidet, in einem vorbestimmten Abbildungsmodus, wobei die Bilder mit hohem dynamischen Bereich zur Bilderkennung eines Beleuchtungszustands einer Lampe eines vorausfahrenden Fahrzeugs verwendet werden und die linearen Bilder zur Bilderkennung eines Fußgängers, eines anderen Fahrzeugs oder einer weißen Linie verwendet werden; und Ermöglichen durch die Steuerschaltungsplatte, dass mehrere Typen fahrbezogener Verarbeitungen basierend auf den aufgenommenen Bildern ausgeführt werden, Ermöglichen dem Kameramodul, entweder einen linearen Modus oder einen Modus mit hohem dynamischen Bereich in einer Einstellung auszuführen, in der mehrere Bilder mit mehreren Belichtungen aufgenommen werden, die zu einer einzelnen Abbildungszeit ausgeführt werden, wobei der lineare Modus ein Modus ist, in dem die linearen Bilder erzeugt werden, ohne die mehreren aufgenommenen Bilder zu kombinieren, wobei der Modus mit hohem dynamischen Bereich ein Modus ist, in dem die Bilder mit hohem dynamischen Bereich erzeugt werden, indem die mehreren aufgenommenen Bilder kombiniert werden.