DE102016211939B4

DE102016211939B4 - Kameravorrichtung und Fahrzeugbordsystem

Info

Publication number: DE102016211939B4
Application number: DE102016211939.7A
Authority: DE
Inventors: Toshihisa Nakano; Yasuki Furutake; Daisuke Takama
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2015-06-30
Filing date: 2016-06-30
Publication date: 2022-10-20
Anticipated expiration: 2036-07-01
Also published as: CN106331446A; US20170001565A1; DE102016211939A1; JP6519355B2; US10331963B2; CN106331446B; JP2017017480A

Abstract

Kameravorrichtung, welche in ein Fahrzeug einbaubar ist, das eine Windschutzscheibe und eine eingebaute elektronische Vorrichtung hat, wobei die Kameravorrichtung aufweist:ein Kameramodul mit einem bestimmten Gesichtsfeld, welches ein Bild vorderhalb des Fahrzeugs durch einen bestimmten Wischbereich der Windschutzscheibe des Fahrzeugs aufzunehmen vermag;eine erste Verarbeitungseinheit, welche auf der Grundlage des vom Kameramodul aufgenommenen Bilds zumindest einen Teil einer Erkennungsaufgabe durchzuführen vermag, welche Situationen vorderhalb des Fahrzeugs erkennt;eine zweite Verarbeitungseinheit, welche auf der Grundlage eines Ergebnisses von der Erkennungsaufgabe, die von der ersten Verarbeitungseinheit durchgeführt worden ist, zumindest einen Teil einer Fahrzeugsteueraufgabe durchzuführen vermag,wobei die Fahrzeugsteueraufgabe wenigstens zwei aufweist aus:einer Fahrspurabweichungswarnaufgabe zur Bestimmung, ob es eine unbeabsichtigte Abweichung des Fahrzeugs von einer Fahrspur gibt, auf der das Fahrzeug fährt;einer Scheinwerfersteueraufgabe zur Steuerung eines Scheinwerfers des Fahrzeugs; undeiner Aufgabe zur Verhinderung von Frontalzusammenstößen des Fahrzeugs;eine Kommunikationsschnittstelle, die ermöglicht, dass die ersten und zweiten Verarbeitungseinheiten mit der im Fahrzeug eingebauten elektronischen Vorrichtung kommunizieren;eine Energieversorgung, welche elektrische Energie an das Kameramodul, die erste Verarbeitungseinheit und die zweite Verarbeitungseinheit liefert;ein Gehäuse, welches wenigstens einen Teil von wenigstens entweder dem Kameramodul oder der ersten Verarbeitungseinheit oder der zweiten Verarbeitungseinheit oder der Kommunikationsschnittstelle oder der Energieversorgung aufzunehmen vermag;eine Abdeckung, welche wenigstens einen Teil von wenigstens entweder dem Kameramodul oder der ersten Verarbeitungseinheit oder der zweiten Verarbeitungseinheit oder der Kommunikationsschnittstelle oder der Energieversorgung oder dem Gehäuse abzudecken vermag; undein Anordnungsbauteil, welches das Kameramodul an der Windschutzscheibe des Fahrzeugs fest derart anzuordnen vermag, dass das Gesichtsfeld des Kameramoduls in Richtung Fahrzeugvorderseite gerichtet ist,wobei das Kameramodul aufweist:eine Linseneinheit, aufweisend eine Mehrzahl von Linsen;einen Tubus, der zur Aufnahme der Linseneinheit ausgelegt ist; undeinen Abbilder mit einer Abbildungsoberfläche, der bezüglich der Linseneinheit so angeordnet ist, dass durch die Mehrzahl von Linsen der Linseneinheit laufendes Licht ein Bild auf der Abbildungsoberfläche formt, wobei der Abbilder wenigstens einen Teil einer Belichtungssteuerung aufweist, welche eine Belichtung der Abbildungsoberfläche steuert, wobei die Abbildungsoberfläche bezüglich der Linseneinheit konkav gekrümmt ist, wobeider Abbilder aus einem Fotosensorarray besteht, das die Abbildungsoberfläche aufweist, wobei die Abbildungsoberfläche des Fotosensorarrays die folgende Gleichung erfüllt:3/π<R/Y<18/π,wobei R einen Krümmungsradius der Abbildungsoberfläche des Fotosensorarrays repräsentiert; undY eine Länge eines Bogens der Abbildungsoberfläche des Fotosensorarrays repräsentiert.

Description

QUERVERWEIS AUF ZUGEHÖRIGE ANMELDUNG
Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung JP 2015 -131 311 A vom 30. Juni 2015 und beansprucht deren Priorität; auf den dortigen Offenbarungsgehalt wird vollinhaltlich Bezug genommen.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft Kameravorrichtungen für Fahrzeuge, welche entweder in Fahrzeuge einbaubar sind oder bereits eingebaut sind, sowie Fahrzeugbordsysteme, welche in Fahrzeuge eingebaut sind und jeweils mit einer derartigen Kameravorrichtung ausgestattet sind.
HINTERGRUND
Um die Sicherheit von Fahrzeugen zu verbessern, werden Kameravorrichtungen in Fahrzeuge eingebaut. Eine solche Kameravorrichtung nimmt beispielsweise Bilder vorderhalb des Eigenfahrzeugs auf, das heißt, erfasst diese. Sodann benutzt eine im Eigenfahrzeug eingebaute Erkennungsvorrichtung verschiedene sich hierin befindliche Anwendungsprogramme unter Verwendung der aufgenommenen Bilder, um Objekte, beispielsweise Fußgänger und andere Fahrzeuge, vorderhalb des Eigenfahrzeugs zu erkennen. Die japanische Patentanmeldungsveröffentlichung JP 2014 - 164 461 A beschreibt Verfahren und Vorrichtungen zu Erkennung von Fußgängern auf der Grundlage von Bildern, die von einer solchen Kameravorrichtung erhalten werden.
Es wird ferner auf die US 7 881 496 B2 und die JP 2012 - 237 966 A verwiesen, die als Stand der Technik ermittelt wurden.
ZUSAMMENFASSUNG
Benutzer von Fahrzeugen stellen Anforderungen an Kameravorrichtungen, welche in der Lage sind, Bilder höherer Qualität aufzunehmen, um die Genauigkeit dieser Anwendungsprogramme auf einen höheren Pegel zu bringen.
Mit Blick auf diese Anforderungen will ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung Kameravorrichtungen schaffen, welche in Fahrzeuge einbaubar sind und welche diese Anforderungen erfüllen. Insbesondere will ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung solche Kameravorrichtungen schaffen, welche in Fahrzeuge einbaubar sind und welche jeweils in der Lage sind, Bilder höherer Qualität aufzunehmen. Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung will Fahrzeugbordsysteme schaffen, von denen jedes eine solche Kameravorrichtung enthält.
Gemäß einem ersten exemplarischen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Kameravorrichtung geschaffen, die in ein Fahrzeug einbaubar ist, welches eine Windschutzscheibe und eine hierin eingebaute elektronische Vorrichtung enthält. Die Kameravorrichtung enthält ein Kameramodul, eine erste Verarbeitungseinheit, eine zweite Verarbeitungseinheit, eine Kommunikationsschnittstelle, eine Energieversorgung, ein Gehäuse, eine Abdeckung und ein Anordnungsbauteil.
Das Kameramodul hat ein bestimmtes Gesichtsfeld und kann ein Bild vorderhalb des Fahrzeugs innerhalb eines bestimmten Wischbereichs der Windschutzscheibe des Fahrzeugs aufnehmen. Die erste Verarbeitungseinheit kann auf der Grundlage eines vom Kameramodul aufgenommenen Bilds wenigstens einen Teil einer Erkennungsaufgabe durchführen, welche Situationen vorderhalb des Fahrzeugs erkennt. Die zweite Verarbeitungseinheit kann auf der Grundlage eines Ergebnisses der Erkennungsaufgabe seitens der ersten Verarbeitungseinheit wenigstens einen Teil einer Fahrzeugsteueraufgabe durchführen. Die Fahrzeugsteueraufgabe enthält wenigstens zwei von: einer Fahrspurabweichungswarnaufgabe zur Bestimmung, ob eine unbeabsichtigte Abweichung des Fahrzeugs von einer Fahrspur vorliegt, auf der sich das Fahrzeug bewegt; einer Scheinwerfersteueraufgabe zur Steuerung eines Scheinwerfers des Fahrzeugs; und einer Aufgabe zur Verhinderung von Frontalzusammenstößen des Fahrzeugs.
Die Kommunikationsschnittstelle ermöglicht es den ersten und zweiten Verarbeitungseinheiten, mit der elektronischen Vorrichtung zu kommunizieren, welche im Fahrzeug eingebaut ist. Die Energieversorgung liefert elektrische Energie an das Kameramodul, die erste Verarbeitungseinheit und die zweite Verarbeitungseinheit. Das Gehäuse kann wenigstens einen Teil von wenigstens entweder dem Kameramodul oder der ersten Verarbeitungseinheit oder der zweiten Verarbeitungseinheit oder der Kommunikationsschnittstelle oder der Energieversorgung aufnehmen. Die Abdeckung kann wenigstens einen Teil von wenigstens entweder dem Kameramodul oder der ersten Verarbeitungseinheit oder der zweiten Verarbeitungseinheit oder der Kommunikationsschnittstelle oder der Energieversorgung oder dem Gehäuse abdecken. Das Anordnungsbauteil kann das Kameramodul an der Windschutzscheibe des Fahrzeugs derart festlegen, dass das Gesichtsfeld des Kameramoduls in Richtung Fahrzeugvorderseite weist.
Das Kameramodul enthält eine Linseneinheit mit einer Mehrzahl von Linsen und einen Tubus, der zur Aufnahme der Linseneinheit dient. Das Kameramodul enthält einen Abbilder mit einer Abbildungsoberfläche, der bezüglich der Linseneinheit so angeordnet ist, dass durch die Mehrzahl von Linsen der Linseneinheit verlaufendes Licht auf der Abbildungsoberfläche ein Bild formt. Der Abbilder enthält wenigstens einen Teil einer Belichtungssteuerung, welche eine Belichtung der Abbildungsoberfläche steuert. Die Abbildungsoberfläche ist bezüglich der Linseneinheit konkav gekrümmt, wobei der Abbilder aus einem Fotosensorarray besteht, das die Abbildungsober-fläche aufweist, wobei die Abbildungsoberfläche des Fotosensorarrays die folgende Gleichung erfüllt: 3/π < R/Y < 18/π, wobei R einen Krümmungsradius der Abbildungsoberfläche des Fotosensorarrays repräsentiert, und Y eine Länge eines Bogens der Abbildungsoberfläche des Fotosensorarrays repräsentiert.
Die Kameravorrichtung gemäß dem ersten exemplarischen Aspekt mit obigem Aufbau, welche das Kameramodul mit dem Abbilder enthält, der die konkav gekrümmte Abbildungsoberfläche hat, ermöglicht die Aufnahme von Bildern höherer Qualität von vorderhalb des Fahrzeugs. Dies ermöglicht es dem zweiten Prozessor der Kameravorrichtung, die Fahrzeugsteueraufgabe mit höherer Genauigkeit durchzuführen.
Gemäß einem zweiten exemplarischen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeugbordsystem geschaffen mit einer Kameravorrichtung, welche in ein Fahrzeug einbaubar ist, wobei das Fahrzeug eine Windschutzscheibe, einen Rückspiegel und eine hierin eingebaute elektronische Vorrichtung hat, wobei eine Steuerung in dem Rückspiegel eingebaut ist. Die Kameravorrichtung enthält ein Kameramodul, eine erste Kommunikationsschnittstelle, eine Energieversorgung, ein Gehäuse, eine Abdeckung und ein Anordnungsbauteil.
Das Kameramodul hat ein bestimmtes Gesichtsfeld und kann ein Bild von vorderhalb des Fahrzeugs durch einen bestimmten Wischerbereich der Windschutzscheibe des Fahrzeugs aufnehmen. Die erste Kommunikationsschnittstelle ermöglicht es dem Kameramodul, mit der Steuerung zu kommunizieren. Die Energieversorgung liefert elektrische Energie an das Kameramodul. Das Gehäuse kann wenigstens einen Teil von wenigstens entweder dem Kameramodul oder der ersten Kommunikationsschnittstelle oder der Energieversorgung aufnehmen. Die Abdeckung kann wenigstens einen Teil von wenigstens entweder dem Kameramodul oder der ersten Kommunikationsschnittstelle oder der Energieversorgung oder dem Gehäuse abdecken. Das Anordnungsbauteil kann das Kameramodul an der Windschutzscheibe des Fahrzeugs so festlegen, dass das Gesichtsfeld des Kameramoduls in Richtung Vorderseite des Fahrzeugs gerichtet ist. Das Kameramodul enthält eine Linseneinheit mit einer Mehrzahl von Linsen und einen Tubus, der die Linseneinheit aufzunehmen vermag. Das Kameramodul enthält einen Abbilder mit einer Abbildungsoberfläche, der bezüglich der Linseneinheit so angeordnet ist, dass das durch die Mehrzahl von Linsen der Linseneinheit verlaufende Licht auf der Abbildungsoberfläche ein Bild ausformt. Der Abbilder enthält wenigstens einen Teil einer Belichtungssteuerung, welche eine Belichtung der Abbildungsoberfläche steuert. Die Abbildungsoberfläche ist bezüglich der Linseneinheit konkav gekrümmt, wobei der Abbilder aus einem Fotosensorarray besteht, das die Abbildungsober-fläche aufweist, wobei die Abbildungsoberfläche des Fotosensorarrays die folgende Gleichung erfüllt: 3/π < R/Y< 18/π, wobei R einen Krümmungsradius der Abbildungsoberfläche des Fotosensorarrays repräsentiert, und Y eine Länge eines Bogens der Abbildungsoberfläche des Fotosensorarrays repräsentiert.
Die Steuerung enthält eine zweite Kommunikationsschnittstelle, eine erste Verarbeitungseinheit, eine zweite Verarbeitungseinheit, eine dritte Kommunikationsschnittstelle und eine Energieversorgung. Die zweite Kommunikationsschnittstelle erlaubt eine Kommunikation der Steuerung mit dem Kameramodul. Die erste Verarbeitungseinheit kann auf der Grundlage eines Bilds von dem Kameramodul wenigstens einen Teil einer Erkennungsaufgabe durchführen, welche Situationen vorderhalb des Fahrzeugs erkennt. Die zweite Verarbeitungseinheit kann auf der Grundlage eines Ergebnisses der Erkennungsaufgabe seitens der ersten Verarbeitungseinheit wenigstens einen Teil der Fahrzeugsteueraufgabe durchführen. Die Fahrzeugsteueraufgabe enthält wenigstens zwei von: einer Fahrspurabweichungswarnaufgabe zur Bestimmung, ob es eine unbeabsichtigte Abweichung des Fahrzeugs von einer Fahrspur gibt, auf der das Fahrzeug fährt, einer Scheinwerfersteueraufgabe zur Steuerung eines Scheinwerfers des Fahrzeugs und einer Aufgabe zur Verhinderung von Frontalzusammenstößen des Fahrzeugs.
Die dritte Kommunikationsschnittstelle ermöglicht es den ersten und zweiten Verarbeitungseinheiten, mit der elektronischen Vorrichtung zu kommunizieren, die im Fahrzeug eingebaut ist. Die Energieversorgung liefert elektrische Energie an die erste Verarbeitungseinheit und die zweite Verarbeitungseinheit.
Die Kameravorrichtung mit obigem Aufbau gemäß dem zweiten exemplarischen Aspekt, welche das Kameramodul mit dem Abbilder enthält, der die konkav gekrümmte Abbildungsoberfläche hat, ermöglicht die Aufnahme von Bildern höherer Qualität von vorderhalb des Fahrzeugs. Die oben genannte Kameravorrichtung gemäß dem zweiten exemplarischen Aspekt ermöglicht eine Verkleinerung des Kameramoduls, da die ersten und zweiten Verarbeitungseinheiten in der Steuerung angeordnet sind, welche im Rückspiegel eingebaut ist.
Gemäß einem dritten exemplarischen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Kameravorrichtung vorgesehen, die in ein Fahrzeug einbaubar ist, welches eine Windschutzscheibe und eine hierin eingebaute elektronische Vorrichtung hat. Die Kameravorrichtung enthält ein Kameramodul, eine Kommunikationsschnittstelle, eine Energieversorgung, ein Gehäuse, eine Abdeckung und ein Anordnungsbauteil. Das Kameramodul hat ein bestimmtes Gesichtsfeld und kann ein Bild vorderhalb des Fahrzeugs durch einen bestimmten Wischerbereich der Windschutzscheibe des Fahrzeugs aufzunehmen. Die Kommunikationsschnittstelle ermöglicht es dem Kameramodul, mit der elektronischen Vorrichtung zu kommunizieren, die in das Fahrzeug eingebaut ist. Die Energieversorgung liefert elektrische Energie an das Kameramodul. Das Gehäuse kann wenigstens einen Teil von wenigstens entweder dem Kameramodul oder der Kommunikationsschnittstelle oder der Energieversorgung aufnehmen. Die Abdeckung kann wenigstens einen Teil von wenigstens entweder dem Kameramodul oder der Kommunikationsschnittstelle oder der Energieversorgung oder dem Gehäuse abdecken. Das Anordnungsbauteil kann das Kameramodul fest an der Windschutzscheibe des Fahrzeugs so anordnen, dass das Gesichtsfeld des Kameramoduls in Richtung Fahrzeugvorderseite gerichtet ist. Das Kameramodul enthält eine Linseneinheit mit einer Mehrzahl von Linsen und einen Tubus, der die Linseneinheit aufnehmen kann. Das Kameramodul enthält einen Abbilder mit einer Abbildungsoberfläche, der bezüglich der Linseneinheit so angeordnet ist, dass das durch die Mehrzahl von Linsen der Linseneinheit hindurchlaufende Licht auf der Abbildungsoberfläche ein Bild ausformt. Der Abbilder enthält wenigstens einen Teil einer Belichtungssteuerung, welche eine Beleuchtung der Abbildungsoberfläche steuert. Die Abbildungsoberfläche ist bezüglich der Linseneinheit konkav gekrümmt, wobei der Abbilder aus einem Fotosensorarray besteht, das die Abbildungsober-fläche aufweist, wobei die Abbildungsoberfläche des Fotosensorarrays die folgende Gleichung erfüllt: 3/π < R/Y < 18/π, wobei R einen Krümmungsradius der Abbildungsoberfläche des Fotosensorarrays repräsentiert, und Y eine Länge eines Bogens der Abbildungsoberfläche des Fotosensorarrays repräsentiert.
Die Kameravorrichtung mit obigem Aufbau gemäß dem dritten exemplarischen Aspekt, welche das Kameramodul mit dem Abbilder enthält, der die konkav gekrümmte Abbildungsoberfläche hat, ermöglicht die Aufnahme von Bildern höherer Qualität von vorderhalb des Fahrzeugs.
Die obigen und/oder weitere Einzelheiten und/oder Vorteile verschiedener Aspekte der vorliegenden Erfindung ergeben sich besser aus der nachfolgenden Beschreibung in Zusammenschau mit der beigefügten Zeichnung. Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung können verschiedene Merkmale und/oder Vorteile je nach Fall enthalten und/oder nicht enthalten. Zusätzlich können verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung bei Bedarf eines oder mehrere Merkmale anderer Ausführungsformen kombinieren. Die Beschreibung von Merkmalen und/oder Vorteilen bestimmter Ausführungsformen soll andere Ausführungsformen oder die Ansprüche nicht einschränken.
Figurenliste
Weitere Aspekte der vorliegenden Erfindung ergeben sich besser aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung, in der:

1 eine perspektivische Darstellung ist, welche schematisch ein Beispiel des Erscheinungsbilds eines Fahrzeugs zeigt, in welches eine Kameravorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingebaut ist;
2 eine Schnittansicht ist, welche schematisch die Kameravorrichtung zeigt, die an der Windschutzscheibe des Fahrzeugs angebracht ist;
3 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht ist, welche schematisch die Kameravorrichtung von 2 zeigt;
4 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung ist, welche ein Beispiel des Aufbaus eines Bildsensors in der Kameravorrichtung von 3 zeigt;
5 eine vergrößerte Ansicht ist, die schematisch eine Linseneinheit eines Kameramoduls im Bildsensor von 4 zeigt;
6 ein Blockdiagramm ist, welches schematisch ein Beispiel des Aufbaus einer Abbildungskarte des Kameramoduls von 4 zeigt;
7 ein Blockdiagramm ist, das schematisch ein Beispiel der funktionellen Struktur des Bildsensors von 3 zeigt;
8 eine vergrößerte Ansicht ist, die schematisch ein Beispiel der Anordnungsbeziehungen zwischen der Linseneinheit und einem Fotosensorarray der Abbildung bei der ersten Ausführungsform zeigt;
9 ein Blockdiagramm ist, das schematisch ein Beispiel der funktionellen Struktur eines Fahrzeugbordsystems gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
10 eine Schnittansicht ist, die schematisch ein Fahrzeugbordsystem mit einer Kameravorrichtung und einer Steuerung zeigt, die an der Windschutzscheibe eines Fahrzeugs bei einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angeordnet sind;
11 ein Blockdiagramm ist, das schematisch ein Beispiel des Aufbaus einer Abbildungskarte in der Kameravorrichtung von 10 zeigt; und
12 ein Blockdiagramm ist, das schematisch ein Beispiel der funktionellen Struktur der Steuerung von 10 zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend werden erste und zweite Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Nachfolgend werden Beschreibungen gleicher Teile zwischen den Ausführungsformen weggelassen oder vereinfacht und es werden identische oder ähnliche Bezugszeichen zugeordnet, so dass es eine redundante Beschreibung nicht erfolgt. Verschiedene Kombinationen der Ausführungsformen können durchgeführt werden, solange es keinerlei Widersprüchlichkeiten in jeder dieser Kombinationen gibt. Eines oder mehrere Bestandteile in einer der Ausführungsformen können mit einem oder mehreren Bestandteilen einer anderen Ausführungsform kombiniert werden.
Erste Ausführungsform
ANORDNUNG DER KAMERA VORRICHTUNG
Bezug nehmend auf 1 ist eine Kameravorrichtung 1 beispielsweise an einer Windschutzscheibe, d. h. einer Frontscheibe, 2 eines Fahrzeugs 101 angeordnet. Die Kameravorrichtung 1 bildet ein Fahrzeugbordsystem, d. h. ein Fahrzeugbordsteuersystem, 100 (siehe 9), welches in das Fahrzeug 101 eingebaut ist, um Funktionen des Fahrzeugs 101 zu steuern.
Insbesondere befindet sich die Kameravorrichtung 1 oben mittig an der Innenfläche der Windschutzscheibe 2 in Horizontalrichtung gesehen, d. h. der Breitenrichtung des Fahrzeugs 101. Mit anderen Worten, die Kameravorrichtung 1 liegt an der Rückseite eines bestimmten Wischerbereichs 107 an der Außenfläche der Windschutzscheibe 2 benachbart einem Rückspiegel 105 des Fahrzeugs 101. Der Wischerbereich 106 stellt einen Bereich an der Außenfläche der Windschutzscheibe 2 dar, den ein Scheinwerfer (Bezugszeichen 77 in 9) wischt.
Die Kameravorrichtung 1 ist bei der ersten Ausführungsform beispielsweise als eine einlinsige Kameravorrichtung ausgestaltet. Die Kameravorrichtung 1 hat ein bestimmtes Gesichtsfeld, d. h. einen bestimmten Abbildungsbereich, der sich in Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs 101 erstreckt und der beispielsweise in Fahrzeugbreitenrichtung gesehen eine Sektorform hat. 1 zeigt schematisch einen Teil des Gesichtsfelds der Kameravorrichtung 1.
Das heißt, die Kameravorrichtung 1 nimmt Bilder eines Bereichs vorderhalb des Fahrzeugs 101 im Gesichtsfeld durch beispielsweise einen Teil der Windschutzscheibe 2 auf; der Teil der Windschutzscheibe 2 entspricht dem Wischerbereich 107. Der Teil der Windschutzscheibe 2, der dem Wischerbereich 107 entspricht, wird auch einfach als Wischerbereich 107 der Windschutzscheibe 2 bezeichnet. Nachfolgend wird das Fahrzeug 101 auch als Eigenfahrzeug 101 bezeichnet.
AUFBAU DER KAMERA VORRICHTUNG
Nachfolgend wird ein Beispiel des Aufbaus der Kameravorrichtung 1 unter Bezugnahme auf die 2 bis 7 beschrieben. Bezug nehmend auf die 2 und 3 enthält die Kameravorrichtung 1 beispielsweise einen Bildsensor 11, eine plattenförmige Halterung 12, eine Haube 13 und eine Abdeckung 16.
Bezug nehmend auf 4 enthält der Bildsensor 11 beispielsweise ein Kameramodul 111, einen elektrischen Verbindungskabelbaum 112, eine Steuerplatine 113, ein Gehäuse 114 und eine Bodenabdeckung 115.
Das Kameramodul 111 nimmt Bilder vorderhalb des Eigenfahrzeugs 101 durch den Wischerbereich 107 der Windschutzscheibe 2 auf. Insbesondere weist das Kameramodul 111 eine Linseneinheit 111a, einen Linsentubus 111b und eine Abbildungsplatine 111c auf.
Bezug nehmend auf 5 enthält die Linseneinheit 111a vier Linsen 121, 122, 123 und 124, welche miteinander als Beispiel eines Zusammenbaus einer Mehrzahl von Linsen kombiniert sind. Die Linsen 121 bis 124 sind in koaxialer Ausrichtung mit bestimmten Abständen dazwischen in dieser Reihenfolge von der Vorderseite zur Rückseite des Eigenfahrzeugs 101 angeordnet. Der Linsentubus 111b hat im Wesentlichen Rohrform und nimmt die Anordnung der Linsen 121 bis 124 auf. Insbesondere ist die Anordnung von Linsen 121 bis 124 koaxial in dem Linsentubus 111b eingebaut, wobei die Außenumfänge der Linsen 121 bis 124 vom Linsentubus 111b gelagert werden. Das heißt, eine optische Achse des Linsentubus 111b fällt mit einer optischen Achse der Anordnung von Linsen 121 bis 124 zusammen.
Die erste Ausführungsform verwendet beispielsweise als Linse 121 eine plankonvexe Linse, als Linse 122 eine bikonkave Linse, als Linse 123 eine erste Meniskuslinse und als Linse 124 eine zweite Meniskuslinse. Die plankonvexe Linse 121 hat eine konvexe Oberfläche an einer ersten Hauptseite, die zur Richtung Vorderseite des Eigenfahrzeugs 101 zeigt, und eine ebene Fläche an einer zweiten Hauptseite entgegengesetzt zur ersten Hauptseite. Die bikonkave Linse 122 hat eine konkave Fläche an jeder Hauptseite; eine der Hauptseiten der bikonkaven Linse 122 weist zur plankonvexen Linse 121.
Die erste Meniskuslinse 123 hat eine konkave Oberfläche an einer ersten Hauptseite und eine konvexe Oberfläche an einer zweiten Hauptseite entgegengesetzt zur ersten Hauptseite; die konkave Oberfläche der ersten Meniskuslinse 123 zeigt zu der anderen Hauptseite der bikonkaven Linse 122.
Die zweite Meniskuslinse 124 hat eine konvexe Fläche an einer ersten Hauptseite und eine konkave Fläche an einer zweiten Hauptseite entgegengesetzt zur ersten Hauptseite; die konvexe Fläche der zweiten Meniskuslinse 124 zeigt zur konvexen Fläche der ersten Meniskuslinse 123 und die konkave Fläche hiervon zeigt zur Abbildungsplatine 111c.
Es sei festzuhalten, dass die Linseneinheit 111a aus wenigstens zwei Linsen gebildet sein kann.
Der elektrische Verbindungskabelbaum 112 verbindet elektrisch elektrische Bauteile der Abbildungsplatine 111c gemäß nachfolgender Beschreibung und die Steuerplatine 113.
Die Abbildungsplatine 111c enthält einen Abbilder 131 und eine Steuerschaltung 133. Die Abbildungsplatine 111c hat eine Hauptoberfläche, d. h. eine Vorderfläche, auf der der Abbilder 131 (siehe 5 und 6) angeordnet ist. Der Abbilder 131 hat eine äußere Hauptoberfläche, welche als lichtempfangende Oberfläche 131a dient, und enthält ein Fotosensorarray 132, das auf der lichtempfangenden Oberfläche 131a angeordnet ist. Das Fotosensorarray 132 besteht aus Fotosensoren, d. h. Halbleiterfotodioden, welche zweidimensional in Reihen und Spalten angeordnet sind oder welche eindimensional in einer Reihe angeordnet sind. Jeder der Fotosensoren hat einen lichtempfangenden Bereich, so dass das Fotosensorarray 132 eine Abbildungsoberfläche 132a hat, welche aus den lichtempfangenden Bereichen der Fotosensoren zusammengesetzt ist.
Die Abbildungsplatine 111c ist an dem Linsentubus 111b so angeordnet, dass die Mitte des Fotosensorarrays 132 koaxial zu der Linse 121 bis 124 liegt. Dies ermöglicht, dass Licht, welches in die Linseneinheit 111a, d. h. die Linse 121, einfällt, durch die Linsen 121 bis 124 läuft, um als ein Bild auf dem Fotosensorarray ausgebildet zu werden, so dass das Bild aufgenommen wird.
Das Fotosensorarray 132 wandelt das aufgenommene Bild, das auf dem einfallenden Licht L basiert, in ein Bildsignal, das Pixel enthält, welche von den Fotosensoren gemessen worden sind, und gibt das Bildsignal, das auf dem aufgenommenen Bild basiert, an die Steuerschaltung 133 aus. Es sei festzuhalten, dass die Anordnung der Linsen 121 bis 124 dahingehend arbeitet, ein Bild auf dem Fotosensorarray auszubilden, während verschiedene Aberrationen in dem ausgebildeten Bild verringert werden. Mit anderen Worten, Anzahl und Ausgestaltungen der Linsen, welche die Linseneinheit 111a bilden, werden beispielsweise so bestimmt, dass ein Bild auf dem Fotosensorarray 132 ausgeformt wird, wobei Aberrationen in dem ausgeformten Bild verringert werden.
Insbesondere ist der Abbilder 131 so konfiguriert, dass die lichtempfangende Oberfläche 131a und das Fotosensorarray 132 bezüglich der Linseneinheit 111a konkav gekrümmt sind. Mit anderen Worten, der Abbilder 131 ist so gebildet, dass die Abbildungsoberfläche 132a des Fotosensorarrays 132, welches in der lichtempfangenden Oberfläche 131a enthalten ist, bezüglich der Linseneinheit 111a konkav gekrümmt ist.
Die erste Ausführungsform beschreibt den genaueren Aufbau des Abbilders 131 später.
Bezug nehmend auf 6 enthält der Abbilder 131 zusätzlich zu dem Fotosensorarray 132 eine Belichtungssteuerung 135 in Verbindung mit dem Fotosensorarray 132. Die Steuerschaltung 133 enthält eine Energieversorgung 136, eine Bildsignalschnittstelle, welche als Bildsignal-I/F 137 bezeichnet wird, und eine Steuersignalschnittstelle, welche als Steuersignal-I/F 138 bezeichnet wird.
Die Belichtungssteuerung 135 ist in der Lage, die Belichtung der Abbildungsoberfläche 132a, d. h. des Fotosensorarrays 132, zu steuern. Genauer gesagt, die Belichtungssteuerung 135 empfängt das Bildsignal, welches vom Abbilder 131 ausgegeben wird, und misst beispielsweise die Intensitäten aller Pixel im aufgenommenen Bild. Dann stellt die Belichtungssteuerung 135 die Belichtung, d. h. die Länge der Belichtung oder die Belichtungszeit, des Fotosensorarrays 132 auf der Grundlage der gemessenen Intensitäten aller Pixel im aufgenommenen Bild ein.
Die Energieversorgung 136 liefert Betriebsenergie an jedes elektrische Bestandteil, welche die Abbildungsplatine 111c bilden.
Die Steuerschaltung 133 ist mit der Steuerplatine 113 verbunden. Die Bildsignal-I/F 137 empfängt das Bildsignal vom Abbilder 131 und gibt das Bildsignal an die Steuerplatine 113 aus.
Die Steuersignal-I/F 138 empfängt Steuersignale, welche von der nachfolgend zu beschreibenden Steuerplatine 113 gesendet werden, wobei die Steuersignale dahingehen wirken, zu steuern, wie der Abbilder 131 arbeitet. Das heißt, die Steuersignal-I/F 138 ermöglicht, dass die von der Steuerplatine 113 gesendeten Steuersignale das Fotosensorarray 132 und die Belichtungssteuerung 135 des Abbilders 113 steuern.
Nachfolgend werden elektrische Funktionen des Bildsensors 11 unter Bezugnahme auf 7 beschrieben. Die Steuerplatine 113 des Bildsensors 11 enthält einen Signalprozessor 141, einen Kommunikationsschnittstelle, die als Kommunikations-I/F 143 bezeichnet wird, und eine Energieversorgung 145.
Der Signalprozessor 141 umfasst im Wesentlichen beispielsweise eine CPU, einen Speicher, beispielsweise ein ROM und/oder RAM, ein I/O und eine Busverbindung zwischen CPU, Speicher und I/O. Der Signalprozessor 141 ist mit dem Abbilder 131, der Energieversorgung 145 und der Kommunikations-I/F 143 verbunden. Der Signalprozessor 141 enthält funktionell eine erste Verarbeitungseinheit 141a und eine zweite Verarbeitungseinheit 141b. Mit anderen Worten, der Signalprozessor 141 dient sowohl als erste als auch zweite Verarbeitungseinheit 141a und 141b.
Die erste Verarbeitungseinheit 141a führt auf der Grundlage von einem oder mehreren Bildern vom Kameramodul 111 eine Erkennungsaufgabe durch, welche die Situationen um das Eigenfahrzeug 101 herum erkennt.
Die zweite Verarbeitungseinheit 141b, die betrieblich mit der ersten Verarbeitungseinheit 141a verbunden ist, führt basierend auf den erkannten Situationen um das Eigenfahrzeug 101 herum eine Fahrzeugsteueraufgabe durch, welche wenigstens ein Stellglied oder ähnliche Vorrichtungen im Eigenfahrzeug 101 steuert. Nachfolgend werden einige Ziele beschrieben, welche von der Erkennungsaufgabe erkannt werden, und es werden später die Details der Fahrzeugsteueraufgabe beschrieben.
Die Kommunikations-I/F 143 dient als Schnittstelle, welche eine Kommunikation der ersten und zweiten Verarbeitungseinheiten 141a und 141b mit elektronischen Vorrichtungen 151 im Eigenfahrzeug 101 erlaubt. Beispielsweise enthält die Kommunikations-I/F 143 Verbinder und eine elektrische oder elektronische Schaltung, wenn der Bildsensor 11 mit den elektronischen Vorrichtungen 151 über Kommunikationsleitungen CL verbunden wird. Die Verbinder sind individuell mit den Kommunikationsleitungen verbunden, und die elektronische Schaltung stellt Verbindungen zwischen den elektronischen Vorrichtungen 151 und jeder der ersten und zweiten Verarbeitungseinheiten 141a und 141b her. Nachfolgend wird ein Interface als ein Modul definiert, welches wenigstens einen Verbinder und eine elektronische Schaltung hat, damit eine Kommunikation mit einem oder mehreren Bestandteilen gebildet werden kann, welche mit dem wenigstens einen Verbinder verbunden sind.
Die Energieversorgung 145 kann elektrische Energie von einer Hilfsenergiequelle und/oder einer Batterie im Eigenfahrzeug 101 empfangen. Dann liefert die Energieversorgung 145 elektrische Energie an das Kameramodul 111 mit dem Abbilder 131 und an die Steuerplatine 113 mit der Signalverarbeitung 141.
Bezug nehmend auf 4 hat das Gehäuse 114 eine im Wesentlichen rechteckförmig/flächenparallele Form mit einer oberen Wand 114a, einer Öffnungsbodenwand und einem inneren hohlen Aufnahmeraum. Das Gehäuse 114 deckt die Anordnung aus Kameramodul 111 und Steuerplatine 113 von oben her ab, um die Anordnung aufzunehmen.
Die Bodenabdeckung 115 ist an einer Unterseite der Steuerplatine 113 angeordnet, um den offenen Boden des Gehäuses 114 zu verschließen. Das heißt, das Kameramodul 111, die Steuerplatine 113, die Energieversorgung 145 und der elektrische Verbindungskabelbaum 112 sind in der Anordnung von Gehäuse 114 und Bodenabdeckung 115 aufgenommen, so dass die Kameravorrichtung 1 gebildet ist.
Die obere Wand 114a des Gehäuses 114 ist in Richtung Vorderseite des Eigenfahrzeugs 101 geneigt. Ein rechteckförmiger Teil eines hinteren Abschnitts der oberen Wand 114a steht nach oben vor, um eine vorstehende Wand 1141 zu bilden. Die vorstehende Wand 1141 dient als Anbringwand an beispielsweise der Windschutzscheibe 2 des Eigenfahrzeugs 101 (siehe 2). Nachfolgend wird die vorstehende Wand 1141 als Befestigungswand 1141 bezeichnet.
Die Befestigungswand 1141 hat eine im Wesentlichen U-förmige konkave Vertiefung 1141a, welche in einer Vorderfläche hiervon im Wesentlichen mittig der Befestigungswand 1141 ausgebildet ist, so dass eine obere Oberfläche der Befestigungswand 1141 im Wesentlichen konkave Form hat. Mit anderen Worten, die Befestigungswand 1141 besteht aus einem linksseitigen Ende und einem rechtsseitigen Ende, welche die U-förmige konkave Vertiefung 1141a zwischen sich einschließen.
Das Gehäuse 114 hat eine trapezförmige konkave Vertiefung 114b, die eine vertikale Wand 114c nahe der Vorderfläche der Befestigungswand 1141 hat. Die vertikale Wand 114c hat eine obere Fläche, welche sich mit der Vorderfläche der Befestigungswand 1141 schneidet, so dass die vertikale Wand 114c und die Befestigungswand 1141 einen nach unten abgestuften Abschnitt bilden. Die vertikale Wand 114c hat eine konkave Vertiefung 114d in der oberen Oberfläche der vertikalen Wand 114c und in Verbindung mit der U-förmigen konkaven Vertiefung 1141a. Die U-förmige konkave Vertiefung 1141a und die konkave Vertiefung 114d bilden eine Öffnung 1142, durch welche die Linseneinheit 111a und der Linsentubus 111b in Vorwärtsrichtung des Eigenfahrzeugs 101 und der Windschutzscheibe 2 freiliegen.
Wenn das Gehäuse 114 an der Windschutzscheibe 2 mit der Halterung 12 durch nachfolgend zu beschreibendes Verfahren angebracht wird, um an der Windschutzscheibe 2 befestigt zu werden, liegt die Befestigungswand 1141 näher an der Windschutzscheibe 2 als das Kameramodul 111.
Bezug nehmend auf die 2 und 3 ist die Halterung 12 dafür ausgelegt, das Gehäuse 114 des Bildsensors 11 an der Windschutzscheibe 2 fest anzubringen. Die Halterung 12, die beispielsweise aus einem Kunststoff oder Metall ist, enthält einen rechteckförmigen plattenartigen Abschnitt 12a, der entlang der Windschutzscheibe 2 verläuft; der plattenartige Abschnitt 12a hat eine erste Fläche, welche zur Windschutzscheibe 2 weist, und eine zweite Fläche, die entgegengesetzt zur ersten Fläche ist. Die Halterung 12 enthält auch ein Paar von Seitenwänden 12b, welche jeweils senkrecht zu einer entsprechenden Längskante der zweiten Fläche des plattenartigen Abschnitts verlaufen.
Der plattenartige Abschnitt 12a hat eine im Wesentlichen rechteckförmige Öffnung 12c, welche diesen durchtritt. Der plattenartige Abschnitt 12a hat ein erstes seitliches Ende entsprechend einer Rückseite des Eigenfahrzeugs 101 und ein zweites seitliches Ende entgegengesetzt zum ersten seitlichen Ende und entsprechend der Vorderseite des Eigenfahrzeugs 101. Der plattenartige Abschnitt 12a hat auch eine im Wesentlichen trapezförmige Vertiefung, mit anderen Worten Auskerbung 12d, die sich von dem zweiten seitlichen Ende zu der Öffnung erstreckt und mit der Öffnung 12c in Verbindung steht. Die Öffnung 12a und die trapezförmige Vertiefung 12d führen dazu, dass der plattenartige Abschnitt 12a im Wesentlichen U-Form hat.
Die Seitenwände 12b liegen an beiden Seiten der Öffnung 12c und der trapezförmigen Vertiefung 12d. Die obige Halterung 12 ist so ausgestaltet, dass die Haube 13 in die trapezförmige Vertiefung 12d zwischen den Seitenwänden 12b passt.
Genauer gesagt, die obere Fläche 12a der Halterung 12 wird beispielsweise durch eine Klebung fest an der Innenfläche der Windschutzscheibe 2 angebracht. Das Gehäuse 114 wird an der Halterung 12 angeordnet, welche fest an der Innenfläche der Windschutzscheibe 2 liegt, so dass die Befestigungswand 1141 des Gehäuses 114 zur Windschutzscheibe 2 weist.
Wenn das Gehäuse 114 an der Windschutzscheibe 2 über die Halterung 12 angebracht ist, ermöglicht die Öffnung 12c der Halterung 12, dass das Gehäuse 114 zur Windschutzscheibe 2 zeigt. Die Situation, bei der das Gehäuse 114 zur Windschutzscheibe 2 zeigt, bedeutet, dass das Gehäuse 114 der Windschutzscheibe 2 gegenüberliegt, ohne dass irgendwelche störenden Bauteile dazwischen sind.
Wenn das Gehäuse 114 an der Windschutzscheibe 2 über die Halterung 12 befestigt ist, liegt die trapezförmige Vertiefung 12d vorderhalb des Kameramoduls 111. Die trapezförmige Vertiefung 12d hat eine im Wesentlichen trapezförmige Form derart, dass sie in Richtung Vorderseite des Kameramoduls 111 in der Breite zunimmt. Die Vertiefung 12d ist in Übereinstimmung mit einem horizontalen sektorförmigen Abbildungsbereich, d. h. einem horizontalen Sichtwinkelbereich, der Linseneinheit 111a des Kameramoduls 111 vorderhalb der Linseneinheit 111a. Dies ermöglicht, dass das Gesichtsfeld der Linseneinheit 111a, d. h. des Kameramoduls 111, ausreichend sichergestellt ist.
Wie oben beschrieben, ist die Halterung 12 so ausgelegt, dass sie das Kameramodul 111 an der Windschutzscheibe 2 so anbringen kann, dass das Gesichtsfeld des Kameramoduls 111 vorderhalb des Eigenfahrzeugs 101 geschaffen ist. Die Halterung 12 dient als ein Beispiel eines Anordnungsbauteils gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die Haube 13 ist beispielsweise aus einem Kunststoff und hat eine im Wesentlichen trapezförmige Bodenfläche und ein Paar von gegenüberliegenden Seitenflächen senkrecht zu den jeweiligen schrägen Seiten der trapezförmigen Bodenfläche. Die Haube 13 ist zwischen den Seitenwänden 12b der Halterung 12 angeordnet, wobei die trapezförmige Bodebfläche zu der Vertiefung 12d zeigt. Insbesondere dann, wenn das Gehäuse 114 an der Halterung 12 angebracht ist, ist die Haube 13 auf oder oberhalb der Bodenfläche der trapezförmigen konkaven Vertiefung 114b so angeordnet, dass die Bodenfläche und die gegenüberliegenden Seitenflächen der Haube 113 den sektorförmigen Abbildungsbereich (horizontalen Sichtwinkelbereich) im Wesentlichen einfassen. Der Abbildungsbereich entspricht im Wesentlichen dem Gesichtsfeld der Linsenanordnung 111a, d. h. des Kameramoduls 111. Insbesondere ist die Haube 113 an der trapezförmigen konkaven Vertiefung 114b so angeordnet, dass die Bodenfläche der Haube 113 niedriger liegt als der Linsentubus 111b des Kameramoduls 111.
Die obige Anordnung der Haube 13 verringert die Wahrscheinlichkeit, dass Objekte, die außerhalb des sektorförmigen Abbildungsbereichs des Kameramoduls 111 liegen, vom Kameramodul 111 aufgenommen werden.
Beispielsweise ist die Halterung 12 bei der ersten Ausführungsform an der Windschutzscheibe 2 angebracht. Insbesondere ist die Halterung 12 an einer Schicht 3 einer Schwarzkeramik angebracht. Danach wird die Schicht 3 aus Schwarzkeramik eng mit der Innenfläche der vorderen Windschutzscheibe 102 in Verbindung gebracht. Die Schicht 3 aus Schwarzkeramik hat eine transparente Öffnung 3a, die der trapezförmigen Vertiefung 12d der Halterung 12 gegenüberliegt. Die transparente Öffnung 3a verhindert, dass die Schicht 3 aus Schwarzkeramik den sektorförmigen Abbildungsbereich des Kameramoduls 111 blockiert.
Die Abdeckung 16 hat eine im Wesentlichen rechteckförmige flächenparallele Form mit einer offenen oberen Wand, einer Bodenwand und einem inneren hohlen Aufnahmeraum. Die Abdeckung 16 bedeckt den Abbildungssensor 11, die Halterung 12 und die Haube 13 von unten her, um die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass die Halterung 12 und die Haube 13 vom Inneren des Eigenfahrzeugs 101 her sichtbar sind.
AUFBAU DES ABBILDERS
Der Abbilder 131 der Abbildungsplatine 111c hat die lichtempfangende Oberfläche 131a, welche bezüglich der Linseneinheit 111a die konkav gekrümmte Form hat. Mit anderen Worten, der Abbilder 131 ist als ein gekrümmter Abbilder ausgestaltet, d. h. als ein gekrümmter Bildsensor. Nachfolgend wird die Form des Abbilders 131 unter Bezugnahme auf 8 beschrieben. 8 zeigt exemplarisch und schematisch die Linseneinheit 111a als einzelne bikonvexe Linse und zeigt schematisch nur das Fotosensorarray 132, welches auf der lichtempfangenden Oberfläche 131a als Abbilder 131 angeordnet ist.
Beispielsweise hat sowohl die lichtempfangende Oberfläche 131a als auch das Fotosensorarray 132, d. h. dessen Abbildungsoberfläche 132a, einen Krümmungsradius R an jedem Punkt hiervon. Das Fotosensorarray 132 des Abbilders 131 ist bezüglich der Linseneinheit 111a so angeordnet, dass durch die Linseneinheit 111a verlaufendes Licht ein Bild auf der Abbildungsoberfläche 132a des Fotosensorarrays 132 bildet. Genauer gesagt, die Linseneinheit 111a und das Fotosensorarray 132 sind so angeordnet, dass, wenn der Winkel zwischen einem Hauptstrahl von einer Lichtquelle, d. h. einem Zielobjekt, und der optischen Achse X null Grad wird, die Lichtsammelleistung des Fotosensorarrays 132 bezüglich Lichtstrahlen von einer entsprechenden Lichtquelle die maximale Effizienz erreicht. Es sei festzuhalten, dass ein Hauptstrahl als ein ausgewählter Strahl von Strahlen ausgehend von einem gegebenen Punkt, beispielsweise einer Lichtquelle, definiert ist; der ausgewählte Strahl verläuft durch die Mitte einer Blende oder Apertur der Linseneinheit 111a bestehend aus den Linsen 121 bis 124.
Die Bedingung, die notwendig ist, dass der Randabschnitt der Abbildungsoberfläche 132a des Fotosensorarrays 132 eine gleich hohe Empfindlichkeit wie der mittige Abschnitt hiervon hat, ist durch folgende Gleichung (1) definiert: $R = Y / (2 θ)$
wobei R den Krümmungsradius an jedem Punkt der Abbildungsoberfläche 132a bezeichnet, Y die Bogenlänge bezeichnet, welche diagonale Punkte eines Paars auf der Abbildungsoberfläche 132a bezeichnet, und θ einen Winkel in rad bezeichnet, der zwischen einem Hauptstrahl, der auf die Abbildungsoberfläche 132a fällt, und einer optischen Achse X der Linseneinheit 111a gebildet ist.
Das Kameramodul 111, welches an dem oberen Abschnitt der Innenfläche der Windschutzscheibe 2 des Eigenfahrzeugs 101 angeordnet ist, führt zu einem Winkel θ, der zwischen einem Hauptstrahl von einer Lichtquelle, der auf die Abbildungsoberfläche 132a fällt, und der optischen Achse X gebildet ist und innerhalb eines Bereichs liegt, der durch die folgende Gleichung (2) definiert ist: $π / 36 < θ < π / 6$
Der Bereich des Winkels θ, der durch Gleichung (2) definiert ist, wird beispielsweise empirisch aus einer Anzahl von Produktdesigns ermittelt, welche von den Erfindern durchgeführt worden sind.
Die Gleichungen (1) und (2) führen zu der Einschränkung, dass der Krümmungsradius R an jedem Punkt der Abbildungsoberfläche 132a bevorzugt innerhalb eines Bereichs zu setzen ist, der durch die folgende Gleichung (3) definiert ist, um die Gleichungen (1) und (2) zu erfüllen: $3 / π < R / Y < 18 / π$
Eine Bestimmung des Aufbaus des Fotosensorarrays 132, um Gleichung (3) zu erfüllen, hindert den Einfallswinkel von einer Lichtquelle auf die Abbildungsoberfläche 132a des Fotosensorarrays 132 an einem Anstieg, so dass der Grad einer Randabschattung des Fotosensorarrays 132a verringert wird.
Y bezeichnet die Länge eines Bogens entlang jeglichen Durchmessers der Abbildungsoberfläche 132a, wenn die Abbildungsoberfläche 132a eine Kreisform hat.
ELEKTRISCHER AUFBAU DES FAHRZEUGSTEUERSYSTEMS UNTER VERWENDUNG DER KAMERA VORRICHTUNG
Nachfolgend wird ein Beispiel des elektrischen Aufbaus des Fahrzeugbordsystems 100 mit der Kameravorrichtung 1 unter Bezugnahme auf 9 beschrieben. 9 zeigt schematisch ein Beispiel des Fahrzeugbordsystems 100 als Teil eines Gesamtsteuersystems im Eigenfahrzeug 101.
Bezug nehmend auf 9 enthält das Fahrzeugbordsystem 100 ein Überwachungsmodul 5, ein Sensormodul 6, ein Stellgliedmodul 7, ein Mensch/Maschinen-Schnittstellenmodul 8 (HMI) und einen gemeinsamen Bus 4, über welchen die Module 5 bis 8 in Verbindung stehen.
Das Überwachungsmodul 5 enthält ein fahrzeugseitiges Kamerasystem 51 und eine Radarvorrichtung 52, die als Vorrichtungen zur Überwachung der Umgebungsbedingungen um das Eigenfahrzeug 101 herum dienen.
Das fahrzeugseitige Kamerasystem 51 enthält beispielsweise zusätzlich zu dem Kameramodul 111, d. h. zu der Kameravorrichtung 1, eine rechtsseitige Kamera 511, eine linksseitige Kamera 512 und eine Heckkamera 513. Die rechtsseitige Kamera 511 ist beispielsweise im rechten Außenspiegel des Eigenfahrzeugs 101 eingebaut, um Bilder rechter Hand des Eigenfahrzeugs 101 aufzunehmen. Die linksseitige Kamera 512 ist beispielsweise im linken Außenspiegel eingebaut, um Bilder linker Hand des Eigenfahrzeugs 101 aufzunehmen. Die Heckkamera 513 ist beispielsweise in einem Heckabschnitt, beispielsweise der Heckklappe des Eigenfahrzeugs 101, zur Aufnahme von Ansichten hinterhalb des Eigenfahrzeugs 101 angebracht.
Die Radarvorrichtung 52 arbeitet dahingehend, Tastwellen, beispielsweise Radarwellen in einem Millimeterwellenband oder Laserwellen, in einen bestimmten Abtastbereich abzugeben und Echos von wenigstens einem Objekt auf der Grundlage der übertragenen Abtastwellen zu empfangen. Auf der Grundlage der empfangenen Echos kann die Radarvorrichtung 52 Objektinformationen erzeugen, welche wenigstens beinhalten:

(1) den Abstand des wenigstens einen Objekts relativ zum Eigenfahrzeug 101
(2) die Relativgeschwindigkeit des wenigstens einen Objekts bezüglich des Eigenfahrzeugs 101, wenn das wenigstens eine Objekt ein sich bewegendes Objekt ist
(3) die Seitenposition des wenigstens einen Objekts relativ zum Eigenfahrzeug 101 in Querrichtung des Eigenfahrzeugs 101

Die Radarvorrichtung 52 kann auch die Objektinformationen an die erste Verarbeitungseinheit 141a des Signalprozessors 141 ausgeben.
Die Radarvorrichtung 52 kann ein Sonar enthalten, um Ultraschallwellen als Abtastwellen zu senden und um Echos auf der Grundlage der Ultraschallwellen von wenigstens einem Objekt zu empfangen.
Das Sensormodul 6 arbeitet dahingehend, die Betriebsbedingungen, d. h. Fahrbedingungen, des Eigenfahrzeugs 101 oder von Vorrichtungen im Eigenfahrzeug 101 zu erfassen. Beispielsweise enthält das Sensormodul 6 einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 61, der die Geschwindigkeit, d. h. die Fahrgeschwindigkeit, des Eigenfahrzeugs 101 misst und an den Bus 4 ein Sensorsignal ausgibt, das die gemessene Geschwindigkeit des Eigenfahrzeugs 101 angibt. Das vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 61 ausgegebene Sensorsignal wird über den Bus 4 an den Signalprozessor 141 ausgegeben. Das Sensorsignal kann an ECUs im Eigenfahrzeug 101, beispielsweise an eine Motor-ECU, gegeben werden. Die ECUs können dahingehend arbeiten, verschiedene Aufgaben auf der Grundlage des eingegebenen Sensorsignals durchzuführen und die Durchführungsergebnisse der verschiedenen Aufgaben an den Bus 4 auszugeben. Hierbei kann der Signalprozessor 141 die Ausführungsergebnisse der verschiedenen Aufgaben über den Bus 4 empfangen.
Das Stellgliedmodul 7 enthält Stellglieder, die im Eigenfahrzeug 101 eingebaut sind; die Stellglieder sind beispielsweise vom Signalprozessor 141 steuerbar.
Die Stellglieder können vom Signalprozessor 141 gesteuert werden und umfassen wenigstens drei Typen von Stellgliedern:

Der erste Stellgliedtyp wird zur Steuerung eines Karosseriesystems des Eigenfahrzeugs 101 verwendet.
Der zweite Stellgliedtyp wird zur Steuerung eines Antriebszugssystems des Eigenfahrzeugs 101 verwendet.
Der dritte Stellgliedtyp wird zur Steuerung eines Aufhängungssystems des Eigenfahrzeugs 101 verwendet.

Die Stellglieder, mit anderen Worten die Zielvorrichtungen, welche vom Signalprozessor 141 zu steuern sind, umfassen beispielsweise eine Lenkvorrichtung 71, eine Bremse 72, einen Antriebskraftgenerator 73, ein Automatikgetriebe 74, Scheinwerfer 75, Fahrtrichtungsanzeiger 76 und Scheibenwischer 77.
Das Lenksystem 71 kann das Betätigen des Lenkrads des Eigenfahrzeugs 101 durch den Fahrer unterstützen. Die Bremse 72 kann das Eigenfahrzeug 101 verzögern. Der Antriebskraftgenerator 73 besteht beispielsweise aus einem Brennkraftmotor und/oder Elektromotor und kann die Antriebskraft zum Antreiben des Eigenfahrzeugs 101 erzeugen. Das Automatikgetriebe, welches einfach als Getriebe 74 bezeichnet wird, kann eine Drehzahl und ein Drehmoment als Antriebskraft von dem Antriebskraftgenerator 73 in eine eingestellte Drehzahl und ein eingestelltes Drehmoment umwandeln und die eingestellte Drehzahl und das eingestellte Drehmoment an Antriebsräder des Eigenfahrzeugs 101 liefern.
Die Scheinwerfer 75 können eine Straße ausleuchten, auf der das Eigenfahrzeug 101 fährt. Jeder der Fahrtrichtungsanzeiger 76 kann blinken, wenn das Eigenfahrzeug 101 in eine entsprechende Richtung, d. h. nach rechts oder links, abbiegt oder einen entsprechenden Fahrspurwechsel macht. Die Scheibenwischer 77 können die vordere Windschutzscheibe 2 und die Heckscheibe von Regen, Schnee oder anderem Niederschlag reinigen.
Das HMI-Modul 8 kann Schnittstellen zwischen Insassen des Eigenfahrzeugs 101 und dem Fahrzeugbordsystem 100 schaffen. Beispielsweise enthält das HMI-Modul 8 einen Summer 81, einen Lautsprecher 82, wenigstens eine Anzeige 83, wenigstens ein Display 84 und Betätigungsmittel für die jeweiligen Vorrichtungen 81 bis 84 im Eigenfahrzeug 101.
Der Summer 81 kann einen Warnton ausgeben und der Lautsprecher 82 kann eine hörbare Information ausgeben. Die wenigstens eine Anzeige 83 kann ein Lichtsignal erzeugen und das wenigstens eine Display 84 umfasst ein Navigationsdisplay und/oder ein Head-up-Display in der Mittelkonsole des Eigenfahrzeugs 101.
Weiterhin kann das HMI-Modul 8 wenigstens eine Vibrationsvorrichtung und wenigstens einen Rückstellkraftgenerator (nicht gezeigt) enthalten. Die wenigstens eine Vibrationsvorrichtung besteht aus einem Motor zur Vibrationserzeugung von wenigstens entweder dem Lenkrad des Eigenfahrzeugs 101 oder den Sitzen des Eigenfahrzeugs 101. Der wenigstens eine Rückstellkraftgenerator kann eine Rückstellkraft zur Aufbringung auf wenigstens entweder das Lenkrad des Eigenfahrzeugs 101 oder das Bremspedal des Eigenfahrzeugs 101 enthalten.
Insbesondere arbeitet das HMI-Modul 8 dahingehend, wenigstens eine dieser Vorrichtungen zu aktivieren, die hierin enthalten sind, um den Insassen des Eigenfahrzeugs 101 Informationen zu liefern.
Das HMI-Modul 8 kann eine Einstelleinheit enthalten, die es einem Insassen erlaubt, einen gewünschten Erkennungsgrad für eine Erkennungsaufgabe gemäß nachfolgender Beschreibung und/oder einen Zeitpunkt zum Beginn einer Bestimmungsaufgabe gemäß nachfolgender Beschreibung einzugeben, so dass diese Information vom Insassen an das Eigenfahrzeug 101 übertragen wird.
Die erste Verarbeitungseinheit 141a des Signalprozessors 141 kann eine Erkennungsaufgabe durchführen, um die Umgebungsbedingungen um das Eigenfahrzeug 101 herum zu erkennen, insbesondere vorderhalb des Eigenfahrzeugs 101, und zwar auf der Grundlage von Bildern, welche von dem fahrzeugseitigen Kamerasystem 51 aufgenommen wurden, und/oder der Objektinformationen, gemessen von und gesendet durch die Radarvorrichtung 52.
Die Erkennungsaufgabe, die auf Bildern basiert, welche von dem Kameramodul 111 des fahrzeugseitigen Kamerasystems 51 aufgenommen wurden und die Objektinformationen von der Radarvorrichtung 52 nicht enthalten, wird als erste Erkennungsaufgabe bezeichnet. Die Erkennungsaufgabe auf der Grundlage der Objektinformationen, welche von der Radarvorrichtung 52 gemessen wurden, wird als zweite Erkennungsaufgabe bezeichnet.
Die erste Verarbeitungseinheit 141a nimmt sukzessive, d. h. zyklisch, Bilder auf, welche sukzessive vom Kameramodul 111 aufgenommen worden sind, und führt auf der Grundlage der aufgenommenen Bilder eine Erkennungsaufgabe durch, um wenigstens einen von folgenden Punkten zu erkennen:

(1) die Fahrspuren vorderhalb des Eigenfahrzeugs 101 einschließlich einer Fahrspur, auf der das Eigenfahrzeug 101 momentan fährt, bezeichnet als Fahrspurinformation
(2) die Form einer Straße vorderhalb des fahrenden Eigenfahrzeugs 101, bezeichnet als Straßenforminformation
(3) die Zustände einer Straßenoberfläche vorderhalb des fahrenden Eigenfahrzeugs 101, bezeichnet als Straßenoberflächeninformation
(4) eine oder mehrere Lichtquellen vorderhalb des Eigenfahrzeugs 101, bezeichnet als Lichtquelleninformation
(5) eines oder mehrere vorausfahrende Fahrzeuge einschließlich Fahrzeugen, welche vorderhalb des Eigenfahrzeugs 101 fahren, bezeichnet als Vorausfahrzeuginformation
(6) eines oder mehrere entgegenkommende Fahrzeuge, bezeichnet als Gegenfahrzeuginformation
(7) eines oder mehrere gestoppte Fahrzeuge um das Eigenfahrzeug 101 herum, bezeichnet als Stoppfahrzeuginformation
(8) einen oder mehrere vorausgehende Fußgänger um das Eigenfahrzeug 101 herum, bezeichnet als Vorausfußgängerinformation
(9) einen oder mehrere entgegenkommende Fußgänger um das Eigenfahrzeug 101 herum, bezeichnet als Gegenfußgängerinformation
(10) eine oder mehrere stehende Personen um das Eigenfahrzeug 101 herum, bezeichnet als Stehende-Personen-Information
(11) eines oder mehrere Motorräder um das Eigenfahrzeug 101 herum, bezeichnet als Motorradinformation
(12) eines oder mehrere Fahrzeuge um das Eigenfahrzeug 101 herum, bezeichnet als Fahrradinformation
(13) eines oder mehrere Hindernisse um das Eigenfahrzeug 101 herum, bezeichnet als Hindernisinformation
(14) eines oder mehrere straßenrandseitige Objekte um das Eigenfahrzeug 101 herum, bezeichnet als Straßenrandobjektinformation
(15) eines oder mehrere Verkehrszeichen um das Eigenfahrzeug 101 herum, bezeichnet als Verkehrszeicheninformation
(16) eines oder mehrere Verkehrssignale um das Eigenfahrzeug 101 herum, bezeichnet als Verkehrssignalinformation
(17) eine oder mehrere Verkehrsmarkierungen um das Eigenfahrzeug 101 herum, bezeichnet als Verkehrsmarkierungsinformation
(18) eine oder mehrere Werbeanzeigen um das Eigenfahrzeug 101 herum, bezeichnet als Werbeanzeigeninformation
(19) einen Tunnel, durch welchen das Eigenfahrzeug 101 fahren wird, bezeichnet als Tunnelinformation
(20) eine oder mehrere Notparkbuchten, bezeichnet als Notparkbuchtinformation
(21) etwas, was die Sicht des Kameramoduls 111 blockiert, bezeichnet als Kamerasichtblockierinformation
(22) meteorologische Umstände um das Eigenfahrzeug 101 herum, bezeichnet als Umgebungswetterinformation
(23) Gebäudestrukturen um das Eigenfahrzeug 101 herum, bezeichnet als Gebäudeinformation

Beispielsweise erkennt die erste Verarbeitungseinheit 141a die Fahrspurmarkierungen vorderhalb des Eigenfahrzeugs 101 beispielsweise auf der Grundlage der aufgenommenen Bilder, erkennt somit die Fahrspuren vorderhalb des Eigenfahrzeugs 101 einschließlich der Fahrspur, auf der das Eigenfahrzeug 101 momentan fährt, auf der Grundlage der erkannten Fahrspurmarkierungen.
Die Form einer Straße stellt die Krümmung oder Steigung der Straße dar, und die Zustände einer Straße umfassen den Reflexionsgrad der Straßenoberfläche, insbesondere wenn es regnet oder schneit.
Die Lichtquellen umfassen die Heckleuchten eines vorausfahrenden Fahrzeugs und die Scheinwerfer eines entgegenkommenden Fahrzeugs und können von der obigen Lichtquellenerkennungsaufgabe 40b erkannt werden.
Vorausgehende Fußgänger sind Fußgänger, welche vorderhalb des Eigenfahrzeugs 101 in einer Richtung gleich der Fahrtrichtung des Eigenfahrzeugs 101 gehen, und entgegenkommende Fußgänger sind Fußgänger, welche vorderhalb des Eigenfahrzeugs 101 in einer Richtung entgegengesetzt zur Fahrtrichtung des Eigenfahrzeugs 101 gehen. Stehende Personen sind Personen, die um das Eigenfahrzeug 101 herum stehen, und Hindernisse umfassen beispielsweise Steine oder dergleichen.
Die Straßenrandobjekte umfassen beispielsweise straßenseitige Randsteine, straßenseitige Leitplanken, straßenseitige Pfosten, straßenseitige Bäume, straßenseitige Zäune, straßenseitige Wände, straßenseitige Gebäude, straßenseitig geparkte Fahrzeuge, straßenseitig geparkte Fahrräder, straßenseitige Laternenpfosten etc. Eine Notparkbucht ist ein Ort an der Straßenseite, um aus dem Verkehrsfluss ausscheren zu können. Etwas, was das Gesichtsfeld des Kameramoduls 111 behindert, enthält Schmutzablagerungen an einem Abschnitt der Windschutzscheibe 2, der vorderhalb der Linseneinheit 111a liegt, oder an wenigstens einer der Linsen 121 bis 124. Etwas, was das Gesichtsfeld des Kameramoduls 111 behindert, beinhaltet auch Blätter oder dergleichen, die an einem Abschnitt der Windschutzscheibe 2 haften, der vorderhalb der Linseneinheit 111a liegt. Meteorologische Bedingungen um das Eigenfahrzeug 101 herum stellen Wetterinformationen um das Eigenfahrzeug 101 herum dar, beispielsweise Regen, Schnee, Nebel, Blendlicht oder dergleichen.
Die erste Verarbeitungseinheit 141a führt auch eine Fahrspurmarkierungserkennungsaufgabe an jedem der aufgenommenen Bilder durch. Beispielsweise erkennt die erste Verarbeitungseinheit 141a in jedem der aufgenommenen Bilder die Lagen der Fahrbahnmarkierungen, welche auf die Straße vorderhalb des Eigenfahrzeugs 101 aufgebracht sind, auf der das Eigenfahrzeug 101 fährt, indem beispielsweise ein Binärisierungsprozess eines entsprechenden der aufgenommenen Bilder und ein Hough-Transformationsprozess durchgeführt werden
Die erste Verarbeitungseinheit 141a führt weiterhin eine Lichtquellenerkennungsaufgabe durch, welche bestimmt, ob es wenigstens eine Lichtquelle eines Fahrzeugs gibt, die in jedem der aufgenommenen Bilder erscheint. Genauer gesagt, die erste Verarbeitungseinheit 141a bestimmt, dass es wenigstens eine Lichtquelle eines Fahrzeugs in einem momentan aufgenommenen Bild gibt, wenn die wenigstens eine Lichtquelle wenigstens einen der Punkte erfüllt:

(1) einen durchschnittlichen Pixelwert gleich oder höher als ein Pixelschwellenwert
(2) eine Form ähnlich einem von vorher erstellten Formmustern
(3) eine durchschnittliche Farbe ähnlich einem von vorher erstellten Farbmustern

Wenn bestimmt wird, dass es wenigstens eine Lichtquelle in einem momentan aufgenommenen Bild gibt, identifiziert die erste Verarbeitungseinheit 141a eine Position der wenigstens einen Lichtquelle in dem momentan aufgenommenen Bild als Koordinaten in dem momentan aufgenommenen Bild.
Nachfolgend bestimmt die erste Verarbeitungseinheit 141a, ob die wenigstens eine Lichtquelle eine Lichtquelle, d. h. Hecklampe, eines vorausfahrenden Fahrzeugs oder eine Lichtquelle, d. h. ein Scheinwerfer, eines entgegenkommenden Fahrzeugs ist, indem beispielsweise eines von bekannten Verfahren verwendet wird. Beispielsweise bestimmt die erste Verarbeitungseinheit 141a, dass die wenigstens eine Lichtquelle eine Lichtquelle eines entgegenkommenden Fahrzeugs ist, wenn die durchschnittliche Farbe der wenigstens einen Lichtquelle innerhalb eines bestimmten Farbbereichs ähnlich zu Weiß ist. Ansonsten bestimmt die Verarbeitungseinheit 141a, dass die wenigstens eine Lichtquelle eine Lichtquelle eines vorausfahrenden Fahrzeugs ist, wenn die durchschnittliche Farbe der wenigstens einen Lichtquelle innerhalb eines bestimmten Farbbereichs ähnlich zu Rot ist. Somit erhält die erste Verarbeitungseinheit 141a Informationen, die angeben, ob die wenigstens eine Lichtquelle eine Lichtquelle eines vorausfahrenden Fahrzeugs oder eines entgegenkommenden Fahrzeugs ist.
Die erste Verarbeitungseinheit 141a gibt an die zweite Verarbeitungseinheit 141b die Ergebnisse der Erkennungsaufgabe aus.
Die zweite Verarbeitungseinheit 141b kann auf der Grundlage der Ergebnisse der Erkennungsaufgabe wenigstens eine der nachfolgenden Fahrzeugsteueraufgaben durchführen:

(1) eine Fahrspurabweichungswarnaufgabe
(2) eine Fahrspurhalteaufgabe
(3) eine Scheinwerfersteueraufgabe
(4) eine Aufgabe zur Verhinderung von Seitenzusammenstößen
(5) eine Aufgabe zur Verhinderung von Zusammenstößen an Kreuzungen
(6) eine Aufgabe zur Verhinderung von Frontalzusammenstößen
(7) eine Zeichenanzeigeaufgabe
(8) eine Geschwindigkeitsbegrenzungsanzeigeaufgabe
(9) eine Geschwindigkeitsüberschreitungswarnaufgabe
(10) eine automatische Scheibenwischeraufgabe
(11) eine Aufgabe zur Unterstützung von Fahrspurwechsel
(12) eine Umgebungsblickanzeigeaufgabe
(13) eine automatische Einparkaufgabe
(14) eine adaptive Fahrsteuerungsaufgabe
(15) eine Totwinkelwarnaufgabe
(16) eine Heckquerverkehrswarnaufgabe
(17) eine Frontquerverkehrswarnaufgabe
(18) eine Fahrzeugzwischenabstandswarnaufgabe
(19) eine Auffahrwarnaufgabe
(20) eine Fehlstartverhinderungsaufgabe

Die Fahrspurabweichungswarnaufgabe dient zur Bestimmung, ob es eine unbeabsichtigte Abweichung des Eigenfahrzeugs 101 von einer Fahrspur gibt, auf der das Eigenfahrzeug fährt.
Insbesondere dient die Fahrspurabweichungswarnaufgabe dazu, auf der Grundlage der Fahrspurinformation und der Straßenforminformation, erkannt durch die erste Verarbeitungseinheit 141a, zu bestimmen, ob

(1) eine Wahrscheinlichkeit, dass das Eigenfahrzeug 101 unbeabsichtigt die Fahrspur, auf der das Eigenfahrzeug 101 fährt, verlässt, d. h. hiervon abweicht, höher als eine Schwellenwertwahrscheinlichkeit ist, oder
(2) das Eigenfahrzeug 101 unbeabsichtigt die Fahrspur verlassen hat, auf der das Eigenfahrzeug 101 gefahren ist.

Die Fahrspurabweichungswarnaufgabe dient auch dazu, ein entsprechendes Stellglied von wenigstens einer der Warnvorrichtungen 81 bis 84 zu aktivieren, wenn bestimmt wird, dass

(1) die Wahrscheinlichkeit, dass das Eigenfahrzeug 101 unbeabsichtigt die Fahrspur verlässt, auf der das Eigenfahrzeug 101 fährt, höher als die Schwellenwertwahrscheinlichkeit ist, oder
(2) das Eigenfahrzeug 101 unbeabsichtigt die Fahrspur verlassen hat, auf der das Eigenfahrzeug 101 gefahren ist.

Die wenigstens eine der Warnvorrichtungen 81 bis 84 wird aktiviert, um eine Warninformation an die Insassen des Eigenfahrzeugs 101 auszugeben.
Beispielsweise werden sowohl der Summer 101 als auch der Lautsprecher 82 aktiviert, um einen Warnton an die Insassen des Eigenfahrzeugs 101 auszugeben.
Die Fahrspurabweichungswarnaufgabe kann ein Steuersignal an das Stellglied der Lenkvorrichtung 71 senden, um den Lenkwinkel des Lenkrads einzustellen, wenn bestimmt wird, dass

Die Fahrspurhalteaufgabe dient dazu, auf der Grundlage der Fahrspurinformation und der Straßenforminformation ein Steuersignal an das Stellglied der Lenkvorrichtung 71 zu senden, um den Lenkwinkel der Lenkung einzustellen, so dass das Eigenfahrzeug 101 innerhalb der Fahrspur verbleibt, auf der das Eigenfahrzeug 101 fährt.
Die Scheinwerfersteueraufgabe, d. h. die Auf- und Abblendaufgabe und die Schwenkaufgabe, dient dazu, auf der Grundlage der Fahrspurinformation, der Stra-ßeninformation, der Straßenoberflächeninformation und der Lichtquelleninformation

(1) Steuersignale an erste Stellglieder der Scheinwerfer 75 zur Änderung der Lichtstrahlen von den Scheinwerfern 75 zwischen Aufblendlicht und Abblendlicht zu senden,
(2) Steuersignale an zweite Stellglieder der Scheinwerfer 75 zum Schwenken der Achsen der Lichtstrahlen von den Scheinwerfern 75 in Seitenrichtung des Eigenfahrzeugs 101 zu senden.

Die Aufgabe zur Verhinderung von Seitenzusammenstößen ist dafür ausgelegt, um

(1) zu bestimmen, ob eine Wahrscheinlichkeit, dass das Eigenfahrzeug 101 mit wenigstens einem sich bewegenden Objekt, beispielsweise einem Fahrzeug, einem Motorrad, einem Fahrrad oder dergleichen, zusammenstoßen wird, welches vor einer Kreuzung vorderhalb des Eigenfahrzeugs 101 kreuzt, höher als ein bestimmter Schwellenwert ist,
(2) ein Steuersignal an ein Zielstellglied, beispielsweise das Stellglied von wenigstens entweder der Lenkvorrichtung 71 oder der Bremse 72, zu senden, um das Zielstellglied zu steuern, wenn bestimmt wird, dass die Wahrscheinlichkeit höher als der Schwellenwert ist, damit der Zusammenstoß vermieden wird.

Die Aufgabe zur Verhinderung von Zusammenstößen an Kreuzungen ist dafür ausgelegt, um

(1) zu bestimmen, wenn das Eigenfahrzeug 101 an einer Kreuzung abbiegt, ob eine Wahrscheinlichkeit, dass das Eigenfahrzeug 101 mit wenigstens einem Objekt, beispielsweise einem Fahrzeug, einem Motorrad, einem Fahrrad, einem Fußgänger oder dergleichen, um das Eigenfahrzeug 101 herum zusammenstößt, höher als ein bestimmter Schwellenwert ist,
(2) ein Steuersignal an ein Sollstellglied zu senden, beispielsweise an das Stellglied für wenigstens entweder die Lenkvorrichtung 71 oder die Bremse 72, um das Zielstellglied zu steuern, wenn bestimmt wird, dass die Wahrscheinlichkeit höher als der Schwellenwert ist, damit der Zusammenstoß vermieden wird.

Die Aufgabe zur Verhinderung von Frontalzusammenstößen ist dafür ausgelegt, um

(1) zu bestimmen, ob die Wahrscheinlichkeit, dass das Eigenfahrzeug 101 mit wenigstens einem Objekt, beispielsweise einem vorausfahrenden Fahrzeug, einem Motorrad, einem Fahrrad, einem Fußgänger oder dergleichen, vorderhalb des Eigenfahrzeugs 101 zusammenstößt, höher als ein bestimmter Schwellenwert ist,
(2) ein Steuersignal an ein Zielstellglied, beispielsweise das Stellglied von wenigstens entweder der Lenkvorrichtung 71 oder der Bremse 72, zu senden, um das Zielstellglied zu steuern, wenn bestimmt wird, dass die höher als der Schwellenwert ist, damit der Zusammenstoß vermieden wird.

Es sei festzuhalten, dass jede der Aufgaben zur Verhinderung von Seitenzusammenstößen, zur Verhinderung von Zusammenstößen an Kreuzungen und zur Verhinderung von Frontalzusammenstößen eine Aufgabe enthält, um

(1) zu bestimmen, ob das Eigenfahrzeug 101 durch einen Tunnel oder unter einer Werbetafel hindurchfahren kann, wenn der Tunnel oder die Werbetafel vorderhalb des Eigenfahrzeugs 101 erkannt wird,
(2) ein Steuersignal an ein Zielstellglied, beispielsweise das Stellglied von wenigstens entweder dem Summer 81 oder dem Lautsprecher 82 zu senden, um das Zielstellglied zu steuern, wenn bestimmt wird, dass das Eigenfahrzeug 101 nicht durch den erkannten Tunnel oder unter der erkannten Werbetafel hindurchfahren kann, so das ein Zusammenstoß mit dem erkannten Tunnel oder der erkannten Werbetafel vermieden wird.

Jede der Aufgaben zur Verhinderung von Seitenzusammenstößen und zur Verhinderung von Zusammenstößen an Kreuzungen wird beispielsweise auf der Grundlage der Ergebnisse der Erkennungsaufgabe durchgeführt, welche zugeordnet ist:

1. der Straßenoberflächeninformation
2. der Vorausfahrzeuginformation und der Gegenfahrzeuginformation
3. der Stoppfahrzeuginformation
4. der Vorausfußgängerinformation und der Gegenfußgängerinformation
5. der Stehende-Personen-Information
6. der Motorrad- und Fahrradinformation
7. der Hindernis- und Straßenrandobjektinformation
8. der Werbeanzeigeninformation
9. der Tunnelinformation

Die Zeichenanzeigeaufgabe ist dafür ausgelegt, auf der Grundlage von wenigstens entweder Verkehrszeicheninformation oder Verkehrssignalinformation oder Verkehrsmarkierungsinformation oder Werbeanzeigeninformation ein Steuersignal an das Stellglied des Displays 84 zu senden. Dies ermöglicht dem Display 84, wenigstens entweder die Verkehrszeicheninformation oder die Verkehrssignalinformation oder die Verkehrsmarkierungsinformation oder die Werbeanzeigeninformation darzustellen.
Die Geschwindigkeitsbegrenzungsanzeigeaufgabe dient dazu, auf der Grundlage der Verkehrszeicheninformation ein Steuersignal an das Stellglied des Displays 84 zu senden, so dass das Display 84 eine Geschwindigkeitsbegrenzung anzeigt, wenn die Geschwindigkeitsbegrenzung von der Verkehrszeicheninformation angegeben wird.
Die Geschwindigkeitsüberschreitungswarnanzeige ist dafür ausgelegt,

1. zu bestimmen, ob die Geschwindigkeit des Eigenfahrzeugs 101 die von der Verkehrszeicheninformation angegebene Höchstgeschwindigkeit übersteigt,
2. ein Steuersignal an das Stellglied von wenigstens entweder dem Summer 81 oder dem Lautsprecher 82 zu senden, wenn bestimmt wird, dass die Geschwindigkeit des Eigenfahrzeugs 101 die Höchstgeschwindigkeit übersteigt, welche von der Verkehrszeicheninformation angegeben wird.

Das Steuersignal steuert das Stellglied von entweder dem Summer 81 oder dem Lautsprecher 82, so dass wenigstens entweder der Summer 81 oder der Lautsprecher 82 hörbar eine Warnung an die Insassen des Eigenfahrzeugs 101 ausgeben; diese Warnung gibt an, dass das Eigenfahrzeug 101 zu schnell fährt.
Die automatische Scheibenwischeraufgabe dient dazu,

(1) zu bestimmen, ob die Sichtverhältnisse für den Fahrer unter einem bestimmten Schwellenwert sind, basierend auf der Straßenoberflächeninformation und der Umgebungswetterinformation,
(2) ein Steuersignal an das Stellglied von wenigstens einem der Scheibenwischer 77 zu senden, so dass der wenigstens eine Scheibenwischer 77 aktiviert wird, um wenigstens entweder die vordere Windschutzscheibe 2 oder die Heckschreibe von Regen, Schnee oder anderem Niederschlag zu reinigen.

Die Aufgabe zur Unterstützung von Fahrspurwechsel dient beispielsweise dazu, ein anderes Fahrzeug zu erkennen, das auf einer Fahrspur benachbart der Fahrspur fährt, auf der Eigenfahrzeug 101 fährt, basierend auf der Vorausfahrzeuginformation. Sodann ist die Aufgabe zur Unterstützung des Fahrspurwechsels dafür ausgelegt, Steuersignale an die Stellglieder von Lenkvorrichtung 71, Bremse 72, Getriebe 74 und Fahrtrichtungsanzeiger 76 zu senden, um die Vorrichtungen 71, 72, 74 und 76 zu steuern, damit der Vorgang seitens des Fahrers für einen Fahrspurwechsel auf die Zielfahrspur entsprechend dem erkannten benachbarten Fahrzeug unterstützt wird.
Die Umgebungsblickanzeigeaufgabe dient dazu, an das Stellglied des Displays 84 ein Steuersignal zu senden, so dass das Display 84 ein Umgebungssichtbild anzeigt, welches die Umgebung um das Eigenfahrzeug 101 herum abdeckt. Die automatische Parkaufgabe dient dazu, Steuersignale an die Stellglieder der entsprechenden Lenkvorrichtung 71 und Bremse 72 zu senden, um das Eigenfahrzeug 101 automatisch an einem gewünschten Ort zu parken. Die adaptive Fahrsteuerungsaufgabe dient dazu, Steuersignale an die Stellglieder von Bremse 72, Antriebskraftgenerator 73 und Getriebe 74 zu senden, um die Geschwindigkeit des Eigenfahrzeugs 101 zu steuern, damit dieses einem vorausfahrenden Zielfahrzug folgt.
Jede von Aufgabe zur Unterstützung von Fahrspurwechsel, Umgebungsblickanzeigeaufgabe, automatischer Einparkaufgabe sowie adaptiver Fahrsteuerungsaufgabe wird beispielsweise auf der Grundlage der Ergebnisse der Erkennungsaufgabe gesteuert, welche zugeordnet sind:

1. der Fahrspur- und Straßenforminformation
2. der Vorausfahrzeuginformation und der Gegenfahrzeuginformation
3. der Stoppfahrzeuginformation
4. der Vorausfußgängerinformation und der Gegenfußgängerinformation
5. der Stehende-Personen-Information
6. der Motorrad- und Fahrradinformation
7. der Hindernis- und Straßenrandobjektinformation
8. der Werbeanzeigen- und Verkehrssignalinformation
9. der Verkehrsmarkierungsinformation

Die Totwinkelwarnaufgabe dient dazu,

(1) zu bestimmen, ob ein anderes Fahrzeug in einen toten Winkel in der hinteren Ecke des fahrenden Eigenfahrzeugs 101 eintritt,
(2) ein Steuersignal an das Stellglied von wenigstens entweder dem Summer 81 oder dem Lautsprecher zu senden, wenn bestimmt wird, dass ein anderes Fahrzeug in einen toten Winkel in der hinteren Ecke des fahrenden Eigenfahrzeugs 101 eintritt.

Das Steuersignal steuert das Stellglied von wenigstens entweder dem Summer 81 oder dem Lautsprecher 82, so dass wenigstens entweder der Summer 81 oder der Lautsprecher 82 hörbar eine Warnung an Insassen des Eigenfahrzeugs 101 ausgibt. Die Warnung zeigt an, dass ein anderes Fahrzeug in einen toten Winkel um das Eigenfahrzeug 101 herum eintritt.
Die Heckquerverkehrswarnaufgabe dient dazu,

(1) zu bestimmen, ob ein anderes Fahrzeug in einen toten Winkel um das hintere Ende des Eigenfahrzeugs 101 herum eintritt, wenn das Eigenfahrzeug 101 rückwärts fährt,
(2) ein Steuersignal an das Stellglied von entweder dem Summer 81 oder dem Lautsprecher zu senden, wenn bestimmt wird, dass ein anderes Fahrzeug in den toten Winkel um das hintere Ende des Eigenfahrzeugs 101 herum eintritt.

Das Steuersignal steuert das Stellglied von wenigstens entweder dem Summer 81 oder dem Lautsprecher 82, so dass wenigstens entweder der Summer 81 oder der Lautsprecher 82 eine hörbare Warnung an die Insassen des Eigenfahrzeugs 101 ausgeben. Die Warnung zeigt den Eintritt eines anderen Fahrzeugs in den toten Winkel um das hintere Ende des Eigenfahrzeugs 101 herum an.
Die Frontquerverkehrswarnaufgabe dient dazu,

(1) zu bestimmen, ob ein anderes Fahrzeug in einem toten Winkel um das vordere Ende des Eigenfahrzeugs 101 herum vorhanden ist, wenn das Eigenfahrzeug 101 an einer nicht einsehbaren Kreuzung steht,
(2) ein Steuersignal an das Stellglied von wenigstens entweder dem Summer 81 oder dem Lautsprecher 82 zu senden, wenn bestimmt wird, dass sich ein anderes Fahrzeug im toten Winkel um das vordere Ende des Eigenfahrzeugs 101 herum befindet.

Das Steuersignal steuert das Stellglied von wenigstens entweder dem Summer 81 oder dem Lautsprecher 82, so dass wenigstens entweder der Summer 81 oder der Lautsprecher 82 eine hörbare Warnung an Insassen des Eigenfahrzeugs 101 ausgeben. Die Warnung zeigt an, dass sich ein anderes Fahrzeug im toten Winkel um das vordere Ende des Eigenfahrzeugs 101 herum befindet.
Jede von Totwinkelwarnaufgabe, Heckquerverkehrswarnaufgabe sowie Frontquerverkehrswarnaufgabe wird auf der Grundlage von beispielsweise den Ergebnissen der Bilderkennungsaufgabe durchgeführt, welche zugeordnet ist:

1. der Vorausfahrzeuginformation und der Gegenfahrzeuginformation
2. der Stoppfahrzeuginformation
3. der Vorausfußgängerinformation und der Gegenfußgängerinformation
4. der Stehende-Personen-Information
5. der Motorrad- und Fahrradinformation
6. der Hindernis- und Straßenrandobjektinformation
7. der Verkehrszeichen- und Verkehrssignalinformation
8. der Verkehrsmarkierungsinformation

Die Fahrzeugzwischenabstandswarnaufgabe dient dazu,

(1) einen Fahrzeugzwischenabstand zwischen dem Eigenfahrzeug 101 und einem vorausfahrenden Zielfahrzeug zu erkennen,
(2) zu bestimmen, ob der erkannte Fahrzeugzwischenabstand kürzer als ein bestimmter Schwellenwertabstand ist, und
(3) ein Steuersignal an das Stellglied von wenigstens entweder dem Summer 81 oder dem Lautsprecher 82 zu senden, wenn bestimmt wird, dass der erkannte Fahrzeugzwischenabstand kürzer als der Schwellenwertabstand ist.

Das Steuersignal steuert das Stellglied von wenigstens entweder dem Summer 81 oder dem Lautsprecher 82, so dass wenigstens entweder der Summer 81 oder der Lautsprecher 82 eine hörbare Warnung an die Insassen des Eigenfahrzeugs 101 ausgeben. Die Warnung zeigt an, dass der Fahrzeugzwischenabstand kürzer als der Schwellenwertabstand ist.
Die Auffahrwarnaufgabe dient dazu,

(1) zu bestimmen, ob eine Wahrscheinlichkeit, dass das Eigenfahrzeug 101 mit dem Heck eines vorausfahrenden Fahrzeugs zusammenstößt, gleich oder größer als ein bestimmter Schwellenwert ist,
(2) ein Steuersignal an das Stellglied von wenigstens entweder dem Summer 81 oder dem Lautsprecher 82 zu senden, wenn bestimmt wird, dass die Wahrscheinlichkeit, dass das Eigenfahrzeug 101 mit dem Heck eines vorausfahrenden Fahrzeugs zusammenstößt, gleich oder höher als der Schwellenwert ist.

Das Steuersignal steuert das Stellglied von wenigstens entweder dem Summer 81 oder dem Lautsprecher 82, so dass wenigstens entweder der Summer 81 oder der Lautsprecher 82 eine hörbare Warnung an die Insassen des Eigenfahrzeugs 101 ausgeben. Die Warnung zeigt die Gefahr eines Zusammenstoßes des Eigenfahrzeugs 101 mit dem Heck eines vorausfahrenden Fahrzeugs. Die Fahrzeugzwischenabstandswarnaufgabe und die Auffahrwarnaufgabe werden beispielsweise auf der Grundlage einer Bilderkennungsaufgabe durchgeführt, welche der Vorausfahrzeuginformation zugeordnet ist.
Die Fehlstartverhinderungsaufgabe dient dazu, zu bestimmen, ob ein Gaspedal des Eigenfahrzeugs 101 von einem Fahrer des Eigenfahrzeugs 101, das geparkt ist, betätigt wird, obgleich sich ein Gebäude oder eine Struktur vorderhalb des Eigenfahrzeugs 101 befindet. Die Betätigung des Gaspedals vom Eigenfahrzeug 101 durch den Fahrer des Eigenfahrzeugs 101 kann durch einen Gaspedalsensor gemessen werden, der im Sensormodul 6 enthalten ist. Die Fehlstartverhinderungsaufgabe dient auch dazu, ein Steuersignal an das Stellglied der Bremse 72 zu senden, wenn bestimmt wird, dass das Gaspedal des Eigenfahrzeugs 101 vom Fahrer des Eigenfahrzeugs 101 betätigt wird, das geparkt ist, obgleich sich ein Gebäude oder eine Struktur vorderhalb des Eigenfahrzeugs 101 befindet. Das Steuersignal steuert das Stellglied der Bremse 72, um das Anfahren des Eigenfahrzeugs 101 auf der Grundlage der fehlerhaften Gaspedalbetätigung seitens des Fahrers zu verhindern. Die Fehlstartverhinderungsaufgabe wird beispielsweise auf der Grundlage der Ergebnisse einer Bilderkennungsaufgabe durchgeführt, die mit der Gebäudeinformation in Verbindung ist.
Es sei festzuhalten, dass die zweite Verarbeitungseinheit 141b so gestaltet sein kann, dass sie eine oder mehrere der obigen Fahrzeugsteueraufgaben auf der Grundlage der Stellglieder von Zielvorrichtungen stoppt, welche der Bewegung des Eigenfahrzeugs 101 zugeordnet sind, beispielsweise der Lenkvorrichtung 71 und der Bremse 72, wenn bestimmt wird, dass etwas das Gesichtsfeld des Kameramoduls 111blockiert (basierend auf der Kamerasichtblockierinformation). Die zweite Verarbeitungseinheit 141b kann so aufgebaut sein, dass sie eine oder mehrere Fahrzeugsteueraufgaben stoppt, wenn auf der Grundlage der Umgebungswetterinformation bestimmt wird, dass es schwierig ist, die Bilderkennungsaufgabe entsprechend den von dem Kameramodul 111 aufgenommenen Bildern durchzuführen, da beispielsweise schlechte Wetterbedingungen vorliegen, zum Beispiel extrem starke Niederschläge.
Es sei weiterhin festzuhalten, dass das Kameramodul 111 einen Temperatursensor zur Messung der Temperatur im Kameramodul 111 enthält. Der Temperatursensor kann an die erste Verarbeitungseinheit 141a ein Temperatursignal senden, das die in dem Kameramodul 111 gemessene Temperatur angibt.
Die erste Verarbeitungseinheit 141a empfängt das Temperatursignal vom Temperatursensor und bestimmt auf der Grundlage des empfangenen Temperatursignals, ob die Temperatur im Kameramodul 111 gleich oder höher als eine bestimmte Schwellenwerttemperatur ist. Zusätzlich bestimmt die erste Verarbeitungseinheit 141a, ob etwas vorhanden ist, was das Gesichtsfeld des Kameramoduls 111 blockiert.
Wenn auf der Grundlage des empfangenen Temperatursignals bestimmt wird, dass die Temperatur im Kameramodul 111 gleich oder höher als die Schwellenwerttemperatur ist, führt die erste Verarbeitungseinheit 141a als Erkennungsaufgabe die zweite Erkennungsaufgabe durch, die auf der Objektinformation basiert, welche von der Radarvorrichtung 52 gemessen wird, also in Priorität vor der ersten Erkennungsaufgabe. Wenn auf ähnliche Weise bestimmt wird, dass etwas das Gesichtsfeld des Kameramoduls 111 blockiert, führt die erste Verarbeitungseinheit 141a als Erkennungsaufgabe die zweite Erkennungsaufgabe in Priorität zur ersten Erkennungsaufgabe auf der Grundlage einer Objektinformation, gemessen von der Radarvorrichtung 52, durch.
Wenn andererseits auf der Grundlage des empfangenen Temperatursignals bestimmt wird, dass weder die Temperatur im Kameramodul 111 gleich oder höher als die Schwellenwerttemperatur ist noch dass es etwas gibt, was das Gesichtsfeld des Kameramoduls 111 blockiert, führt die erste Verarbeitungseinheit 141a als Erkennungsaufgabe die erste Erkennungsaufgabe auf der Grundlage der Bilder durch, welche vom Kameramodul 111 aufgenommen werden.
Die erste Verarbeitungseinheit 141a kann als obige Erkennungsaufgabe wenigstens entweder die erste Erkennungsaufgabe oder die zweite Erkennungsaufgabe durchführen. Beispielsweise kann die erste Verarbeitungseinheit 141a nur die erste Erkennungsaufgabe als die obige Erkennungsaufgabe durchführen, ohne die zweite Erkennungsaufgabe durchzuführen. Die erste Verarbeitungseinheit 141a kann auch als obige Erkennungsaufgabe eine kombinierte Erkennungsaufgabe durchführen, basierend auf einer Kombination von Bildern, welche vom Kameramodul 111 aufgenommen worden sind, und den Objektinformationen, die durch die Radarvorrichtung 52 gemessen werden.
VORTEILHAFTE EFFEKTE
Die Kameravorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform ist dafür ausgelegt, auf der Grundlage von Bildern, die vom Kameramodul 111 aufgenommen werden, Situationen um das Eigenfahrzeug 101 herum zu erkennen und auf der Grundlage der Erkennungsergebnisse verschiedene Fahrzeugsteueraufgaben durchzuführen, wie oben ausgeführt. Das Kameramodul 111 mit obigem Aufbau in der Kameravorrichtung 1 ermöglicht, dass Bilder höherer Qualität vorderhalb des Eigenfahrzeugs 101 aufgenommen werden. Dies ermöglicht es der Kameravorrichtung 1, die verschiedenen Fahrzeugsteueraufgaben mit noch höherer Genauigkeit durchzuführen.
Der Hauptgrund, warum das Kameramodul 111 Bilder höherer Qualität als ein herkömmliches Kameramodul aufnimmt, ist, dass der Abbilder 131 des Kameramoduls 111 als ein gekrümmter Abbilder derart gestaltet ist, dass das Fotosensorarray 132 des Abbilders 131 bezüglich der Linseneinheit 111a konkav gekrümmt ist.
Der gekrümmte Abbilder 131 hat eine höhere Empfindlichkeit am Randabschnitt der Abbildungsoberfläche 132a, d. h. des Fotosensorarrays 132, im Vergleich zu einem flachen Abbilder, dessen Abbildungsoberfläche flach ist. Dies ermöglicht es dem gekrümmten Abbilder 131, im Vergleich zu einem flachen Abbilder Bilder höherer Qualität aufzunehmen. Weiterhin nimmt der gekrümmte Abbilder 131 auf, welche jeweils geringere Aberrationen am Randabschnitt haben als ein flacher Abbilder. Der gekrümmte Abbilder 131 hat im Vergleich zu einem flachen Abbilder auch einen geringeren Dunkelstrom, da die gekrümmten Halbleiterfotodioden den Dunkelstrom niedriger halten als den Dunkelstrom eines flachen Abbilders. Dies verringert den Rauschpegel, der im gekrümmten Abbilder 131 erhalten wird, so dass dieser geringer als der Rauschpegel bei einem flachen Abbilder ist, was dazu führt, dass der gekrümmte Abbilder 131 einen größeren Dynamikbereich als ein flacher Abbilder hat.
Eine Fahrzeugsteuerung höherer Genauigkeit macht Bildsensoren notwendig, welche jeweils ein größeres effektives Gesichtsfeld haben, mit anderen Worten, macht Bildsensoren notwendig, die jeweils höhere Empfindlichkeit am Randabschnitt der Abbildungsoberfläche des entsprechenden Bildsensors haben. Beispielsweise macht eine Erkennung mit höherer Genauigkeit von Situationen an einer Kreuzung vorderhalb eines fahrenden Fahrzeugs oder eine Erkennung, ob ein Fußgänger vor einem fahrenden Fahrzeug auf die Straße tritt, Bilder notwendig, welche von Kameravorrichtungen aufgenommen werden, wobei jedes der Bilder eine Auflösung im Randabschnitt hat, die so hoch ist wie die Auflösung im mittigen Abschnitt. Dies deshalb, als die aufgenommenen Bilder, von denen jedes eine Auflösung am Randabschnitt gleich hoch wie die Auflösung im mittigen Abschnitt hat, es möglich machen, Fahrzeuge oder Fußgänger am Randabschnitt eines jeden aufgenommenen Bilds genau zu erkennen.
Die Kameravorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform mit dem Kameramodul 111 gemäß obigem Aufbau erzielt Bildaufnahmen mit jeweils höherer Qualität. Dies führt bei der Kameravorrichtung 1 dazu, dass die Objekterkennungsleistung am Randabschnitt eines jeden aufgenommenen Bilds verbessert wird und die Objekterkennungsleistung für jedes aufgenommene Bild während der Nacht verbessert ist.
Die Kameravorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform mit dem Kameramodul 111 gemäß obigem Aufbau erzielt Bildaufnahmen mit jeweils geringeren Aberrationen im Randabschnitt. Dies führt zu einer Verringerung der Anzahl von Linsen in der Linseneinheit 111a, die zur Aufnahme von Bildern höherer Qualität notwendig sind, im Vergleich zu dem Fall, bei dem das Kameramodul 111 einen flachen Abbilder verwendet.
Die Verringerung der Anzahl von Linsen in der Linseneinheit 111a verringert Streuungen und Geisterbilder in jedem der von dem Bildsensor 11 aufgenommenen Bilder, was zu einer Kameravorrichtung 1 mit verbesserter Zielerkennungsleistung führt. Die Verringerung der Anzahl von Linsen in der Linseneinheit 111a verkleinert die Linseneinheit 111a, was zu einer Kameravorrichtung 1 geringerer Größe führt. Eine Verringerung der Größe der Kameravorrichtung 1 führt zu einer Verbesserung der Sichtverhältnisse für den Fahrer in Vorwärtsrichtung des Eigenfahrzeugs 101, zu einer Verbesserung des Erscheinungsbilds des Fahrgastraums vom Eigenfahrzeug 101 und zu einer Verringerung von Herstellungs- und Transportkosten für die Kameravorrichtung 1.
Die Kameravorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform mit dem Kameramodul 111 gemäß obigem Aufbau erreicht einen größeren Hochtemperaturbetriebsbereich im Vergleich zu einem flachen Abbilder, da die gekrümmten Halbleiterfotodioden des Kameramoduls 111 eine Erhöhung des Hochtemperaturbetriebsbereichs über den Hochtemperaturbetriebsbereich eines flachen Abbilders ermöglichen. Dies verringert nachteilige Effekte aufgrund einer Wärmeerzeugung in der Kameravorrichtung 1, so dass die Betriebsstabilität der Kameravorrichtung 1 verbessert ist; die Wärmemenge hängt von den Temperaturumgebungen um das Eigenfahrzeug 101 und/oder von einer höheren Funktionalität des Kameramoduls 111 ab, beispielsweise einer höheren Auflösung und einer höheren Bildrate hiervon.
Zweite Ausführungsform
Nachfolgend wird ein Fahrzeugbordsystem 200 beschrieben, welches eine Kameravorrichtung 203 gemäß der zweiten Ausführungsform enthält.
Aufbau und Funktionen des Fahrzeugbordsystems 200 gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheiden sich im Wesentlichen von denjenigen des Fahrzeugbordsystems 100 gemäß der ersten Ausführungsform in dem folgenden Punkt.
AUFBAU DES FAHRZEUGBORDSYSTEMS
Bezug nehmend auf 10 enthält das Fahrzeugbordsystem 200 die Kameravorrichtung 203 und eine Steuerung 205 in einem Rückspiegel 105 des Eigenfahrzeugs 101.
AUFBAU DER KAMERA VORRICHTUNG
Bezug nehmend auf 10 enthält die Kameravorrichtung 203, welche beispielsweise als einlinsige Kameravorrichtung ausgebildet ist, beispielsweise einen Bildsensor 207, eine plattenförmige Halterung 12A und eine Abdeckung 223. Bezugszeichen 105a bezeichnet ein Trägerteil an der Innenfläche der Windschutzscheibe 2 zum Tragen des Rückspiegels 105.
Der Bildsensor 207 gemäß der zweiten Ausführungsform ist im Aufbau im Wesentlichen identisch zum Bildsensor 11 gemäß der ersten Ausführungsform mit der Ausnahme, dass der Abbilder 131 keine Steuerplatine 113 enthält. Insbesondere enthält der Bildsensor 207 beispielsweise ein Kameramodul 211, ein Gehäuse 114A und eine Bodenabdeckung 115. Das Kameramodul 211 enthält beispielsweise eine Abbildungsplatine 211c (siehe 11) anstelle der Abbildungsplatine 111c der ersten Ausführungsform. Das Kameramodul 211 ist in dem Zusammenbau aus Gehäuse 14A und Bodenabdeckung 115 wie bei der ersten Ausführungsform aufgenommen.
Die Abbildungsplatine 211c enthält den Abbilder 131, eine Steuerschaltung 203 und einen Verbinder 218.
Die Steuerschaltung 213 enthält eine Energieversorgung 214, eine Bildsignal-I/F 215 und eine Steuersignal-I/F 216. Die Steuerschaltung 213 ist mit der Steuerung 205 über den Verbinder 218 und eine Kommunikationsleitung 221 verbunden.
Die Energieversorgung 214 liefert Betriebsenergie an die elektrischen Bestandteile, welche die Abbildungsplatine 211c bilden. Die Bildsignal-I/F 215 empfängt das Bildsignal, das vom Abbilder 131 ausgegeben wird, und gibt das Bildsignal über den Verbinder 218 und die Kommunikationsleitung 221 an die Steuerung 205. Die Steuersignal-I/F 216 empfängt Steuersignale von der Steuerung 205 über den Verbinder 218 und die Kommunikationsleitung 221; die Steuersignale dienen zur Steuerung dafür, wie der Abbilder 131 arbeitet. Das heißt, die Steuersignal-I/F 216 ermöglicht, dass die von der Steuerung 205 gesendeten Steuersignale das Fotosensorarray 132 und die Belichtungssteuerung 135 des Abbilders 131 steuern.
Wie bei der ersten Ausführungsform ist das Gehäuse 114A so aufgebaut, dass die Linseneinheit 111a und der Linsentubus 111b zur Vorwärtsrichtung des Eigenfahrzeugs 101 frei sind. Wie bei der ersten Ausführungsform ist das Gehäuse 114a des Bildsensors 207 an der Innenfläche der Windschutzscheibe 2 mit der Halterung 12A angebracht.
Bezug nehmend auf 10, so verläuft die Kommunikationsleitung 221 in dem Trägerteil 104a und dem Rückspiegel 105, um mit der Steuerung 205 im Rückspiegel 105 verbunden zu sein. Dies ermöglicht, dass die Kommunikationsleitung 221 sicher zwischen dem Verbinder 218 und der Steuerung 205 im Rückspiegel 105 verlaufen kann.
Die Abdeckung 223 ist an der Bodenabdeckung 115 und an dem Trägerteil 105a angebracht, um den Bildsensor 207 und die Kommunikationsleitung 221 abzudecken. Das heißt, die Abdeckung 223 erstreckt sich von der Bodenabdeckung 115 zum Trägerteil 105a. Dies ermöglicht, dass die Kommunikationsleitung 221 nicht zur Innenseite des Fahrgastinnenraums des Eigenfahrzeugs 101 hin freiliegt.
AUFBAU DER STEUERVORRICHTUNG
Bezug nehmend auf 12 enthält die Steuerung 205 den Signalprozessor 141, eine Kameraschnittstelle (I/F) 231, eine Vorrichtungsschnittstelle 233 und eine Energieversorgung 235.
Die Kamera-I/F 231 ist mit dem Signalprozessor 141 und einem Ende der Kommunikationsleitung 221 verbunden, deren anderes Ende mit dem Kameramodul 211 über den Verbinder 218 verbunden ist. Die Kamera-I/F 231 dient als Schnittstelle, welche ermöglicht, dass sowohl die erste als auch die zweite Verarbeitungseinheit 141a und 141b über die Kommunikationsleitung 221 mit dem Kameramodul 211 kommunizieren.
Die Vorrichtungs-I/F 233 dient als Schnittstelle, die ermöglicht, dass jede der ersten und zweiten Verarbeitungseinheiten 141a und 141b mit den elektronischen Vorrichtungen 151 im Eigenfahrzeug 101 kommunizieren kann. Beispielsweise enthält die Vorrichtungs-I/F 233 Verbinder und eine elektrische oder elektronische Schaltung, wenn der Bildsensor 207 mit den elektronischen Vorrichtungen 151 über Kommunikationsleitungen CL verbunden ist. Die Verbinder sind mit den jeweiligen Kommunikationsleitungen CL verbunden, und die elektronische Schaltung stellt eine Verbindung zwischen den elektronischen Vorrichtungen 151 und den ersten und zweiten Verarbeitungseinheiten 141a und 141b her.
Die Energieversorgung 235 empfängt elektrische Energie von einer Hilfsenergiequelle und/oder einer Batterie im Eigenfahrzeug 101. Dann liefert die Energieversorgung 235 elektrische Energie an die einzelnen Bestandteile der Steuerung 205.
Wie oben beschrieben, ist die Kameravorrichtung 203 gemäß der zweiten Ausführungsform so aufgebaut, dass ein Teil der Kameravorrichtung 203, d. h. die Steuerung 205, im Rückspiegel 105 separat vom Bildsensor 207 angeordnet ist. Dies ermöglicht, dass der Bildsensor 207 der Kameravorrichtung 203 verkleinert werden kann. Diese Verkleinerung des Bildsensors 207 führt zu einer Verbesserung der Sichtverhältnisse für den Fahrer in Vorwärtsrichtung des Eigenfahrzeugs 101, zu einer Verbesserung des Erscheinungsbilds des Fahrgastraums vom Eigenfahrzeug 101 und zu einer Verringerung der Herstellungs- und Transportkosten der Kameravorrichtung 203.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt. Elemente der jeweiligen Kameravorrichtungen 1 und 203 sind nicht wesentlich für Kameravorrichtungen im Rahmen der vorliegenden Erfindung mit Ausnahme dann, wenn diese Elemente klar als wesentliche Elemente beschrieben sind oder diese Elemente offensichtlich wesentlich sind. Auch wenn die Anzahl von Elementen, die Werte von Elementen, die Mengen von Elementen und die Bereiche von Elementen in der Beschreibung angegeben sind, ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt, außer es erfolgt eine eindeutige Beschreibung als wesentlich oder sie können grundsätzlich als wesentlich angenommen werden. Auch wenn Formen, Lagen und Lagebeziehungen von Elementen in der Beschreibung offenbart sind, ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt, außer es erfolgt eine klare Beschreibung als wesentlich oder sie können grundsätzlich als wesentlich erkannt werden.
Insbesondere können die nachfolgenden Abwandlungen im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden, und diese Abwandlungen können wahlweise bei der ersten oder der zweiten Ausführungsform in Kombination oder alleine angewendet werden. Das heißt, wenigstens einige der Abwandlungen können frei bei der ersten und der zweiten Ausführungsform angewendet werden.
Die in den ersten und zweiten Ausführungsformen dargelegten Einzelheiten können frei miteinander im Rahmen der vorliegenden Erfindung kombiniert werden.
Die Steuerung 205 gemäß der zweiten Ausführungsform kann an einem anderen Ort im Eigenfahrzeug 105 unterschiedlich zum Rückspiegel 105 angeordnet werden. Die Bildsignal-I/F 215 und die Steuersignal-I/F 216 gemäß dieser Abwandlung können als Kommunikationsmodule ausgelegt werden, welche drahtlos mit der Steuerung 205 kommunizieren.
Die erste Verarbeitungseinheit 141a gemäß den ersten und zweiten Ausführungsformen dient zur Durchführung der Erkennungsaufgabe, welche die Situation um das Eigenfahrzeug 101 herum erkennt, kann jedoch auch ausgelegt werden, um einen Teil der Erkennungsaufgabe durchzuführen. Beispielsweise kann die erste Verarbeitungseinheit 141a und kann wenigstens eine der elektronischen Vorrichtungen 151 im Eigenfahrzeug 101 so gestaltet sein, dass sie in Kooperation die Erkennungsaufgabe durchführen, welche die Situationen um das Eigenfahrzeug 101 herum erkennt.
Die zweite Verarbeitungseinheit 141b gemäß den ersten und zweiten Ausführungsformen ist dafür ausgelegt, auf der Grundlage der erkannten Situationen um das Eigenfahrzeug 101 herum die Fahrzeugsteueraufgabe durchzuführen, welche wenigstens eines der Stellglieder oder andere ähnliche Vorrichtungen im Eigenfahrzeug 101 steuert. Beispielsweise kann die zweite Verarbeitungseinheit 141b und kann wenigstens eine der elektronischen Vorrichtungen 151 im Eigenfahrzeug 101 so gestaltet sein, dass sie in Kooperation die Fahrzeugsteueraufgabe durchführen, welche wenigstens eines der Stellglieder oder eine andere ähnliche Vorrichtung im Eigenfahrzeug 101 steuert.
Die erste Verarbeitungseinheit 141a und die zweite Verarbeitungseinheit 141b gemäß der ersten Ausführungsform oder der zweiten Ausführungsform bilden funktionelle Module des Signalprozessors 141 in der Steuerplatine 113 (erste Ausführungsform) oder der Steuerung 205 (zweite Ausführungsform). Mit anderen Worten, die erste Verarbeitungseinheit 141a und die zweite Verarbeitungseinheit 141b gemäß sowohl der ersten als auch der zweiten Ausführungsform sind aus den gleichen elektronischen Bestandteilen des Signalprozessors 141 aufgebaut. Die erste Verarbeitungseinheit 141a und die zweite Verarbeitungseinheit 141b können jedoch aus unterschiedlichen elektronischen Bestandteilen aufgebaut sein, beispielsweise integrierten Schaltungen, Mikrocomputern oder Platinen.
Genauer gesagt, ein gemeinsamer Chip oder Mikrocomputer kann sowohl die erste Verarbeitungseinheit 141 als auch die zweite Verarbeitungseinheit 141b bilden, oder unterschiedliche Chips oder Mikrocomputer können die jeweiligen ersten und zweiten Verarbeitungseinheiten 141a und 141b bilden. Auf ähnliche Weise kann eine gemeinsame Steuerplatine sowohl die erste Verarbeitungseinheit 141a als auch die zweite Verarbeitungseinheit 141b bilden, oder unterschiedliche Platinen können die jeweiligen ersten und zweiten Verarbeitungseinheiten 141a und 141b bilden.
Der Zusammenbau aus Gehäuse 114 und Bodenabdeckung 115 gemäß der ersten Ausführungsform dient zur Aufnahme von Kameramodul 111, Steuerplatine 113, Energieversorgung 145 und elektrischem Verbindungskabelbaum 112. Der Zusammenbau aus Gehäuse 114 und Bodenabdeckung 115 kann so gestaltet sein, dass er zumindest entweder das Kameramodul 111 oder die Steuerplatine 113 oder die Energieversorgung 145 oder den elektrischen Verbindungskabelbaum 112 aufnimmt.
Der Zusammenbau aus Gehäuse 114 und Bodenabdeckung 115 kann wenigstens eines von unterschiedlichen elektronischen Bauteilen aufnehmen, wenn die unterschiedlichen elektronischen Bauteile den jeweiligen ersten Prozessor 114a oder zweiten Prozessor 114b bilden.
Die Abdeckung 16 deckt den Bildsensor 11, die Halterung 12 und die Haube 13 von unten her ab, kann jedoch so gestaltet sein, dass sie wenigstens einen Teil von Kameramodul 111, Signalprozessor 141, Kommunikations-I/F 143, Energieversorgung 145, Gehäuse 114 und Bodenabdeckung 115 bedeckt. Die Abdeckung 16 kann wenigstens eines von unterschiedlichen Bestandteilen abdecken, wenn die unterschiedlichen elektronischen Bestandteile den jeweiligen ersten Prozessor 114a und zweiten Prozessor 114b bilden.
Der Zusammenbau aus Gehäuse 114A und Bodenabdeckung 115 bei der zweiten Ausführungsform dient zur Aufnahme des Kameramoduls 211. Der Zusammenbau aus Gehäuse 114A und Bodenabdeckung 115 kann so gestaltet sein, dass er wenigstens entweder das Kameramodul 211 oder die Bildsignal-I/F 215 oder die Steuersignal-I/F 216 oder die Energieversorgung 214 aufnimmt.
Die Abdeckung 223 bedeckt den Bildsensor 207 und die Kommunikationsleitung 221, kann jedoch so aufgebaut sein, dass sie zumindest einen Teil von Kameramodul 211, Bildsignal-I/F 215, Steuersignal-I/F 216, Energieversorgung 214, Gehäuse 114A und Bodenabdeckung 115 abdeckt.
Jede der Kameravorrichtungen 1 und 203 gemäß der ersten und zweiten Ausführungsform ist als einlinsige Kameravorrichtung ausgelegt, kann jedoch auch als Stereokameravorrichtung ausgelegt sein.
Jede der Halterungen 12 und 12A gemäß der ersten und zweiten Ausführungsform kann unterschiedliche Strukturen und Formen haben, solange die entsprechende Halterung in der Lage ist, ein entsprechendes Kameramodul 111 oder 211 an der Windschutzscheibe 2 über ein entsprechendes Gehäuse 114 oder 114A fest anzuordnen. Das heißt, eines oder mehrere Elemente können zwischen jedes Kameramodul 111 oder 211 und eine entsprechende Halterung 114 oder 114A gesetzt werden, solange das entsprechende Kameramodul fest an der Windschutzscheibe 2 mit der entsprechenden Halterung angebracht ist. Auf ähnliche Weise kann eines oder können mehrere Elemente zwischen jedes Kameramodul 111 oder 114A und die Windschutzscheibe 2 gesetzt werden, solange das entsprechende Kameramodul mit der entsprechenden Halterung fest an der Windschutzscheibe 2 angebracht ist.
Die erste Verarbeitungseinheit 141a gemäß den ersten und zweiten Ausführungsformen kann so ausgestaltet sein, dass sie eine Erkennungsaufgabe durchführt, um wenigstens eine ausgewählte der folgenden Informationen zu erkennen:

(1) Fahrspurinformation
(2) Straßenforminformation
(3) Straßenoberflächeninformation
(4) Lichtquelleninformation
(5) Vorausfahrzeuginformation
(6) Gegenfahrzeuginformation
(7) Stoppfahrzeuginformation
(8) Vorausfußgängerinformation
(9) Gegenfußgängerinformation
(10) Stehende-Personen-Informationen
(11) Motorradinformation
(12) Fahrradinformation
(13) Hindernisinformation
(14) Straßenrandobjektinformation
(15) Verkehrszeicheninformation
(16) Verkehrssignalinformation
(17) Verkehrsmarkierungsinformation
(18) Werbeanzeigeinformation
(19) Tunnelinformation
(20) Notparkbuchtinformation
(21) Kamerasichtblockierinformation
(22) Umgebungswetterinformation
(23) Gebäudeinformation

Die zweite Verarbeitungseinheit 141b gemäß den ersten und zweiten Ausführungsformen kann so ausgestaltet werden, dass sie wenigstens zwei Aufgaben aus Fahrspurwarnaufgabe, Scheinwerfersteueraufgabe und Aufgabe zur Verhinderung von Frontalzusammenstößen auswählt und die ausgewählten wenigstens zwei Aufgaben durchführt. Die zweite Verarbeitungseinheit 141b gemäß den ersten und zweiten Ausführungsformen kann auch so ausgestaltet werden, dass sie zusätzlich zu den ausgewählten wenigstens zwei Aufgaben wenigstens eine der folgenden Aufgaben durchführt:

1. Fahrspurhalteaufgabe
2. Aufgabe zur Verhinderung von Seitenzusammenstößen
3. Aufgabe zur Verhinderung von Zusammenstößen an Kreuzungen
4. Zeichenanzeigeaufgabe
5. Geschwindigkeitsbegrenzungsanzeigeaufgabe‘
6. Geschwindigkeitsüberschreitungswarnanzeige
7. automatische Scheibenwischeraufgabe
8. Aufgabe zur Unterstützung bei Fahrspurwechsel
9. Umgebungsblickanzeigeaufgabe
10. automatische Parkaufgabe
11. adaptive Fahrsteuerungsaufgabe
12. Totwinkelwarnaufgabe
13. Heckquerverkehrswarnaufgabe
14. Frontquerverkehrswarnaufgabe
15. Fahrzeugzwischenabstandswarnaufgabe
16. Auffahrwarnaufgabe
17. Fehlstartverhinderungsaufgabe

Obgleich illustrative Ausführungsformen und deren Abwandlungen der vorliegenden Erfindung beschrieben worden sind, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Ausführungsformen und die hier beschriebenen Abwandlungen beschränkt. Insbesondere kann die vorliegende Erfindung jegliche und alle Ausführungsformen mit Abwandlungen, Weglassungen, Kombinationen (z. B. von Aspekten zwischen verschiedenen Ausführungsformen), Anpassungen und/oder Abänderungen beinhalten, wie dies anhand der vorliegenden Beschreibung durch den Fachmann möglich ist. Die Einschränkungen in den Ansprüchen sollen basierend auf der in den Ansprüchen verwendeten Formulierung breit interpretiert werden und nicht auf Beispiele beschränkt sein, wie sie in der vorliegenden Beschreibung dargelegt sind oder während der Ausführung der Anmeldung erhaltbar sind, da diese Beispiele als nicht ausschließlich zu betrachten sind.

Claims

Kameravorrichtung, welche in ein Fahrzeug einbaubar ist, das eine Windschutzscheibe und eine eingebaute elektronische Vorrichtung hat, wobei die Kameravorrichtung aufweist: ein Kameramodul mit einem bestimmten Gesichtsfeld, welches ein Bild vorderhalb des Fahrzeugs durch einen bestimmten Wischbereich der Windschutzscheibe des Fahrzeugs aufzunehmen vermag; eine erste Verarbeitungseinheit, welche auf der Grundlage des vom Kameramodul aufgenommenen Bilds zumindest einen Teil einer Erkennungsaufgabe durchzuführen vermag, welche Situationen vorderhalb des Fahrzeugs erkennt; eine zweite Verarbeitungseinheit, welche auf der Grundlage eines Ergebnisses von der Erkennungsaufgabe, die von der ersten Verarbeitungseinheit durchgeführt worden ist, zumindest einen Teil einer Fahrzeugsteueraufgabe durchzuführen vermag, wobei die Fahrzeugsteueraufgabe wenigstens zwei aufweist aus: einer Fahrspurabweichungswarnaufgabe zur Bestimmung, ob es eine unbeabsichtigte Abweichung des Fahrzeugs von einer Fahrspur gibt, auf der das Fahrzeug fährt; einer Scheinwerfersteueraufgabe zur Steuerung eines Scheinwerfers des Fahrzeugs; und einer Aufgabe zur Verhinderung von Frontalzusammenstößen des Fahrzeugs; eine Kommunikationsschnittstelle, die ermöglicht, dass die ersten und zweiten Verarbeitungseinheiten mit der im Fahrzeug eingebauten elektronischen Vorrichtung kommunizieren; eine Energieversorgung, welche elektrische Energie an das Kameramodul, die erste Verarbeitungseinheit und die zweite Verarbeitungseinheit liefert; ein Gehäuse, welches wenigstens einen Teil von wenigstens entweder dem Kameramodul oder der ersten Verarbeitungseinheit oder der zweiten Verarbeitungseinheit oder der Kommunikationsschnittstelle oder der Energieversorgung aufzunehmen vermag; eine Abdeckung, welche wenigstens einen Teil von wenigstens entweder dem Kameramodul oder der ersten Verarbeitungseinheit oder der zweiten Verarbeitungseinheit oder der Kommunikationsschnittstelle oder der Energieversorgung oder dem Gehäuse abzudecken vermag; und ein Anordnungsbauteil, welches das Kameramodul an der Windschutzscheibe des Fahrzeugs fest derart anzuordnen vermag, dass das Gesichtsfeld des Kameramoduls in Richtung Fahrzeugvorderseite gerichtet ist, wobei das Kameramodul aufweist: eine Linseneinheit, aufweisend eine Mehrzahl von Linsen; einen Tubus, der zur Aufnahme der Linseneinheit ausgelegt ist; und einen Abbilder mit einer Abbildungsoberfläche, der bezüglich der Linseneinheit so angeordnet ist, dass durch die Mehrzahl von Linsen der Linseneinheit laufendes Licht ein Bild auf der Abbildungsoberfläche formt, wobei der Abbilder wenigstens einen Teil einer Belichtungssteuerung aufweist, welche eine Belichtung der Abbildungsoberfläche steuert, wobei die Abbildungsoberfläche bezüglich der Linseneinheit konkav gekrümmt ist, wobei der Abbilder aus einem Fotosensorarray besteht, das die Abbildungsoberfläche aufweist, wobei die Abbildungsoberfläche des Fotosensorarrays die folgende Gleichung erfüllt: $3 / π < R / Y < 18 / π,$
wobei R einen Krümmungsradius der Abbildungsoberfläche des Fotosensorarrays repräsentiert; und Y eine Länge eines Bogens der Abbildungsoberfläche des Fotosensorarrays repräsentiert.
Kameravorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Erkennungsaufgabe wenigstens eine der folgenden Erkennungen enthält: (i) Fahrspuren vorderhalb des Fahrzeugs; (ii) eine Form einer Straße vorderhalb des Fahrzeugs; (iii) einen Zustand einer Straßenoberfläche vorderhalb des Fahrzeugs; (iv) wenigstens eine Lichtquelle vorderhalb des Fahrzeugs; (v) wenigstens ein vorausfahrendes Fahrzeug vorderhalb des Fahrzeugs; (vi) wenigstens ein entgegenkommendes Fahrzeug; (vii) wenigstens ein gestopptes Fahrzeug um das Fahrzeug herum; (viii) wenigstens einen vorausgehenden Fußgänger um das Fahrzeug herum; (ix) wenigstens einen entgegenkommenden Fußgänger vor dem Fahrzeug; (x) wenigstens eine stehende Person um das Fahrzeug herum; (xi) wenigstens ein Motorrad um das Fahrzeug herum; (xii) wenigstens ein Fahrrad um das Fahrzeug herum; (xiii) wenigstens ein Hindernis um das Fahrzeug herum; (xiv) wenigstens ein straßenrandseitiges Objekt um das Fahrzeug herum; (xv) wenigstens ein Verkehrszeichen um das Fahrzeug herum; (xvi) wenigstens ein Verkehrssignal um das Fahrzeug herum; (xvii) wenigstens eine Verkehrsmarkierung um das Fahrzeug herum; (xviii) wenigstens eine Werbeanzeige um das Fahrzeug herum; (xix) einen Tunnel, durch welchen das Fahrzeug fahren wird, (xx) wenigstens eine Notparkbucht; (xxi) etwas, was das Gesichtsfeld des Kameramoduls blockiert; (xxii) eine meteorologische Umgebung um das Fahrzeug herum; und (xxiii) wenigstens eine Gebäudestruktur um das Fahrzeug herum.
Kameravorrichtung nach Anspruch 1, wobei die zweite Verarbeitungseinheit zusätzlich zu den wenigstens zwei Aufgaben aus Fahrspurabweichungswarnaufgabe, Scheinwerfersteueraufgabe und Aufgabe zur Verhinderung von Frontalzusammenstößen des Fahrzeugs wenigstens eine der folgenden Aufgaben durchführt: (a) eine Fahrspurhalteaufgabe (b) eine Aufgabe zur Verhinderung von Seitenzusammenstößen (c) eine Aufgabe zur Verhinderung von Zusammenstößen an Kreuzungen (d) eine Zeichenanzeigeaufgabe (e) eine Geschwindigkeitsbegrenzungsanzeigeaufgabe‘ (f) eine Geschwindigkeitsüberschreitungswarnanzeige (g) eine automatische Scheibenwischeraufgabe (h) eine Aufgabe zur Unterstützung bei Fahrspurwechsel (i) eine Umgebungsblickanzeigeaufgabe (j) eine automatische Parkaufgabe (k) eine adaptive Fahrsteuerungsaufgabe (I) eine Totwinkelwarnaufgabe (m) eine Heckquerverkehrswarnaufgabe (n) eine Frontquerverkehrswarnaufgabe (o) eine Fahrzeugzwischenabstandswarnaufgabe (p) eine Auffahrwarnaufgabe (q) eine Fehlstartverhinderungsaufgabe
Kameravorrichtung nach Anspruch 2, wobei die zweite Verarbeitungseinheit zusätzlich zu den wenigstens zwei Aufgaben aus Fahrspurabweichungswarnaufgabe, Scheinwerfersteueraufgabe und Aufgabe zur Verhinderung von Frontalzusammenstößen des Fahrzeugs wenigstens eine der folgenden Aufgaben durchführt: (a) eine Fahrspurhalteaufgabe (b) eine Aufgabe zur Verhinderung von Seitenzusammenstößen (c) eine Aufgabe zur Verhinderung von Zusammenstößen an Kreuzungen (d) eine Zeichenanzeigeaufgabe (e) eine Geschwindigkeitsbegrenzungsanzeigeaufgabe‘ (f) eine Geschwindigkeitsüberschreitungswarnanzeige (g) eine automatische Scheibenwischeraufgabe (h) eine Aufgabe zur Unterstützung bei Fahrspurwechsel (i) eine Umgebungsblickanzeigeaufgabe (j) eine automatische Parkaufgabe (k) eine adaptive Fahrsteuerungsaufgabe (I) eine Totwinkelwarnaufgabe (m) eine Heckquerverkehrswarnaufgabe (n) eine Frontquerverkehrswarnaufgabe (o) eine Fahrzeugzwischenabstandswarnaufgabe (p) eine Auffahrwarnaufgabe (q) eine Fehlstartverhinderungsaufgabe
Kameravorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Verarbeitungseinheit und die zweite Verarbeitungseinheit funktionelle Bestandteile sind, welche von einem gemeinsamen elektronischen Bauteil gebildet werden.
Fahrzeugbordsystem, aufweisend: eine in ein Fahrzeug eingebaute Kameravorrichtung, wobei das Fahrzeug eine Windschutzscheibe, einen Rückspiegel und eine hierin eingebaute elektronische Vorrichtung enthält; und eine Steuerung, welche in den Rückspiegel eingebaut ist, wobei die Kameravorrichtung aufweist: ein Kameramodul mit einem bestimmten Gesichtsfeld, welches ein Bild vorderhalb des Fahrzeugs durch einen bestimmten Wischbereich der Windschutzscheibe des Fahrzeugs aufnehmen kann; eine erste Kommunikationsschnittstelle, welche ermöglicht, dass das Kameramodul mit der Steuerung kommuniziert; eine Energieversorgung, welche elektrische Energie an das Kameramodul liefert; ein Gehäuse, welches wenigstens einen Teil von wenigstens entweder dem Kameramodul oder der ersten Kommunikationsschnittstelle oder der Energiequelle aufzunehmen vermag; eine Abdeckung, welche wenigstens einen Teil von wenigstens entweder dem Kameramodul oder der ersten Kommunikationsschnittstelle oder der Energiequelle oder dem Gehäuse abzudecken vermag; und ein Anordnungsbauteil, welches das Kameramodul an der Windschutzscheibe des Fahrzeugs derart festzulegen vermag, dass das Gesichtsfeld des Kameramoduls in Richtung Fahrzeugvorderseite weist, wobei das Kameramodul aufweist: eine Linseneinheit mit einer Mehrzahl von Linsen; einen Tubus, der die Linseneinheit aufzunehmen vermag; und einen Abbilder mit einer Abbildungsoberfläche, der bezüglich der Linseneinheit so angeordnet ist, dass das durch die Mehrzahl von Linsen der Linseneinheit laufende Licht ein Bild auf der Abbildungsoberfläche formt, wobei der Abbilder wenigstens einen Teil einer Belichtungssteuerung aufweist, welche eine Belichtung der Abbildungsoberfläche steuert, wobei die Abbildungsoberfläche bezüglich der Linseneinheit konkav gekrümmt ist, wobei der Abbilder aus einem Fotosensorarray besteht, das die Abbildungsoberfläche aufweist, wobei die Abbildungsoberfläche des Fotosensorarrays die folgende Gleichung erfüllt: $3 / π < R / Y < 18 / π,$
wobei R einen Krümmungsradius der Abbildungsoberfläche des Fotosensorarrays repräsentiert; und Y eine Länge eines Bogens der Abbildungsoberfläche des Fotosensorarrays repräsentiert, wobei die Steuerung aufweist: eine zweite Kommunikationsschnittstelle, welche es der Steuerung ermöglicht, mit dem Kameramodul zu kommunizieren; eine erste Verarbeitungseinheit, welche auf der Grundlage des vom Kameramodul aufgenommenen Bilds wenigstens einen Teil einer Erkennungsaufgabe durchzuführen vermag, welche Situationen vorderhalb des Fahrzeugs erkennt; eine zweite Verarbeitungseinheit, welche auf einem Ergebnis der Erkennungsaufgabe, welche von der ersten Verarbeitungseinheit durchgeführt wird, wenigstens einen Teil einer Fahrzeugsteueraufgabe durchzuführen vermag, wobei die Fahrzeugsteueraufgabe wenigstens zwei Aufgaben aufweist aus: einer Fahrspurabweichungswarnaufgabe zur Bestimmung, ob es eine unbeabsichtigte Abweichung des Fahrzeugs von einer Fahrspur gibt, auf der das Fahrzeug fährt, einer Scheinwerfersteueraufgabe zur Steuerung eines Scheinwerfers des Fahrzeugs und einer Aufgabe zur Verhinderung von Frontalzusammenstößen des Fahrzeugs; eine dritte Kommunikationsschnittstelle, welche es den ersten und zweiten Verarbeitungseinheiten ermöglicht, mit der in das Fahrzeug eingebauten elektronischen Vorrichtung zu kommunizieren; und eine Energieversorgung, welche elektrische Energie an die erste Verarbeitungseinheit und die zweite Verarbeitungseinheit liefert.
Fahrzeugbordsystem nach Anspruch 6, wobei die Erkennungsaufgabe wenigstens eine der folgenden Erkennungen enthält: (i) Fahrspuren vorderhalb des Fahrzeugs; (ii) eine Form einer Straße vorderhalb des Fahrzeugs; (iii) einen Zustand einer Straßenoberfläche vorderhalb des Fahrzeugs; (iv) wenigstens eine Lichtquelle vorderhalb des Fahrzeugs; (v) wenigstens ein vorausfahrendes Fahrzeug vorderhalb des Fahrzeugs; (vi) wenigstens ein entgegenkommendes Fahrzeug; (vii) wenigstens ein gestopptes Fahrzeug um das Fahrzeug herum; (viii) wenigstens einen vorausgehenden Fußgänger um das Fahrzeug herum; (ix) wenigstens einen entgegenkommenden Fußgänger vor dem Fahrzeug; (x) wenigstens eine stehende Person um das Fahrzeug herum; (xi) wenigstens ein Motorrad um das Fahrzeug herum; (xii) wenigstens ein Fahrrad um das Fahrzeug herum; (xiii) wenigstens ein Hindernis um das Fahrzeug herum; (xiv) wenigstens ein straßenrandseitiges Objekt um das Fahrzeug herum; (xv) wenigstens ein Verkehrszeichen um das Fahrzeug herum; (xvi) wenigstens ein Verkehrssignal um das Fahrzeug herum; (xvii) wenigstens eine Verkehrsmarkierung um das Fahrzeug herum; (xviii) wenigstens eine Werbeanzeige um das Fahrzeug herum; (xix) einen Tunnel, durch welchen das Fahrzeug fahren wird, (xx) wenigstens eine Notparkbucht; (xxi) etwas, welches das Gesichtsfeld des Kameramoduls blockiert; (xxii) eine meteorologische Umgebung um das Fahrzeug herum; und (xxiii) wenigstens eine Gebäudestruktur um das Fahrzeug herum.
Kameravorrichtung nach Anspruch 6, wobei die zweite Verarbeitungseinheit zusätzlich zu den wenigstens zwei Aufgaben aus Fahrspurabweichungswarnaufgabe, Scheinwerfersteueraufgabe und Aufgabe zur Verhinderung von Frontalzusammenstößen des Fahrzeugs wenigstens eine der folgenden Aufgaben durchführt: (a) eine Fahrspurhalteaufgabe (b) eine Aufgabe zur Verhinderung von Seitenzusammenstößen (c) eine Aufgabe zur Verhinderung von Zusammenstößen an Kreuzungen (d) eine Zeichenanzeigeaufgabe (e) eine Geschwindigkeitsbegrenzungsanzeigeaufgabe‘ (f) eine Geschwindigkeitsüberschreitungswarnanzeige (g) eine automatische Scheibenwischeraufgabe (h) eine Aufgabe zur Unterstützung bei Fahrspurwechsel (i) eine Umgebungsblickanzeigeaufgabe (j) eine automatische Parkaufgabe (k) eine adaptive Fahrsteuerungsaufgabe (I) eine Totwinkelwarnaufgabe (m) eine Heckquerverkehrswarnaufgabe (n) eine Frontquerverkehrswarnaufgabe (o) eine Fahrzeugzwischenabstandswarnaufgabe (p) eine Auffahrwarnaufgabe (q) eine Fehlstartverhinderungsaufgabe
Kameravorrichtung nach Anspruch 7, wobei die zweite Verarbeitungseinheit zusätzlich zu den wenigstens zwei Aufgaben aus Fahrspurabweichungswarnaufgabe, Scheinwerfersteueraufgabe und Aufgabe zur Verhinderung von Frontalzusammenstößen des Fahrzeugs wenigstens eine der folgenden Aufgaben durchführt: (a) eine Fahrspurhalteaufgabe (b) eine Aufgabe zur Verhinderung von Seitenzusammenstößen (c) eine Aufgabe zur Verhinderung von Zusammenstößen an Kreuzungen (d) eine Zeichenanzeigeaufgabe (e) eine Geschwindigkeitsbegrenzungsanzeigeaufgabe‘ (f) eine Geschwindigkeitsüberschreitungswarnanzeige (g) eine automatische Scheibenwischeraufgabe (h) eine Aufgabe zur Unterstützung bei Fahrspurwechsel (i) eine Umgebungsblickanzeigeaufgabe (j) eine automatische Parkaufgabe (k) eine adaptive Fahrsteuerungsaufgabe (I) eine Totwinkelwarnaufgabe (m) eine Heckquerverkehrswarnaufgabe (n) eine Frontquerverkehrswarnaufgabe (o) eine Fahrzeugzwischenabstandswarnaufgabe (p) eine Auffahrwarnaufgabe (q) eine Fehlstartverhinderungsaufgabe
Kameravorrichtung nach Anspruch 6, wobei die erste Verarbeitungseinheit und die zweite Verarbeitungseinheit funktionelle Bestandteile sind, welche von einem gemeinsamen elektronischen Bauteil gebildet werden.
Kameravorrichtung, welche in ein Fahrzeug einbaubar ist, das eine Windschutzscheibe und eine eingebaute elektronische Vorrichtung hat, wobei die Kameravorrichtung aufweist: ein Kameramodul mit einem bestimmten Gesichtsfeld, welches ein Bild vorderhalb des Fahrzeugs durch einen bestimmten Wischbereich der Windschutzscheibe des Fahrzeugs aufnehmen kann; eine Kommunikationsschnittstelle, welche ermöglicht, dass das Kameramodul mit der im Fahrzeug eingebauten elektronischen Vorrichtung kommuniziert; eine Energieversorgung, welche elektrische Energie an das Kameramodul liefert; ein Gehäuse, welches wenigstens einen Teil von wenigstens entweder dem Kameramodul oder der Kommunikationsschnittstelle oder der Energiequelle aufzunehmen vermag; eine Abdeckung, welche wenigstens einen Teil von wenigstens entweder dem Kameramodul oder der Kommunikationsschnittstelle oder der Energiequelle oder dem Gehäuse abzudecken vermag; und ein Anordnungsbauteil, welches das Kameramodul an der Windschutzscheibe des Fahrzeugs derart festzulegen vermag, dass das Gesichtsfeld des Kameramoduls in Richtung Fahrzeugvorderseite weist, wobei das Kameramodul aufweist: eine Linseneinheit mit einer Mehrzahl von Linsen; einen Tubus, der die Linseneinheit aufzunehmen vermag; und einen Abbilder mit einer Abbildungsoberfläche, der bezüglich der Linseneinheit so angeordnet ist, dass das durch die Mehrzahl von Linsen der Linseneinheit laufende Licht ein Bild auf der Abbildungsoberfläche formt, wobei der Abbilder wenigstens einen Teil einer Belichtungssteuerung aufweist, welche eine Belichtung der Abbildungsoberfläche steuert, wobei die Abbildungsoberfläche bezüglich der Linseneinheit konkav gekrümmt ist, wobei der Abbilder aus einem Fotosensorarray besteht, das die Abbildungsoberfläche aufweist, wobei die Abbildungsoberfläche des Fotosensorarrays die folgende Gleichung erfüllt: $3 / π < R / Y < 18 / π,$
wobei R einen Krümmungsradius der Abbildungsoberfläche des Fotosensorarrays repräsentiert; und Y eine Länge eines Bogens der Abbildungsoberfläche des Fotosensorarrays repräsentiert.