DE102017005657A1

DE102017005657A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Umgebungserfassung für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102017005657A1
Application number: DE102017005657.9A
Authority: DE
Inventors: Florian Frey; Reinhard Janssen; Christopher Pangerl; Thomas Wohlgemuth
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2017-06-14
Filing date: 2017-06-14
Publication date: 2018-02-22

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Umgebungserfassung für ein Fahrzeug (1) mit zumindest einer Beleuchtungsvorrichtung (3) zur Erzeugung zumindest eines Lichtmusters (M) in einer Fahrzeugumgebung und zumindest einer Kamera (4) zur Erfassung des zumindest einen Lichtmusters (M). Erfindungsgemäß ist mit der zumindest einen Kamera (4) eine Bildauswerteeinheit (5) gekoppelt, wobei die Bildauswerteeinheit (5) ausgebildet ist, anhand von in Bildern (B) der Kamera (4) vorhandenen Verzerrungen und/oder Verschiebungen (V, V1, V2) des Lichtmusters (M) gegenüber einem Soll-Lichtmuster Objekte (O) in der Fahrzeugumgebung zu detektieren. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Umgebungserfassung für ein Fahrzeug (1) und ein Fahrzeug (1), umfassend eine Vorrichtung zur Umgebungserfassung.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Umgebungserfassung für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Umgebungserfassung für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 6 und ein Fahrzeug, umfassend eine Vorrichtung zur Umgebungserfassung.
Aus der DE 20 2016 105 624 U1 ist ein Fahrzeugbeleuchtungssystem bekannt, welches ein erstes elektronisches adaptives Fahrlichtsystem mit einem an einem Substrat angebrachten digitalen Lichtprozessor, eine Kamera, die zum Aufnehmen von Bildern nahe des Fahrzeugs konfiguriert ist, und eine Steuerung, die dazu konfiguriert ist, aus den aufgenommenen Bildern einen Zielparkplatz zu bestimmen und das erste elektronische adaptive Fahrlicht auszulösen, um eine Begrenzung des Platzes kontinuierlich zu umreißen, umfasst. Das erste elektronische adaptive Fahrlichtsystem beinhaltet eine Bildsteuerung, die Bilddaten aus der Kamera verwendet, um ein vordefiniertes kontinuierlich aktualisiertes projiziertes Lichtmuster vor dem Fahrzeug zu erzeugen, um einen Zielbereich vor dem Fahrzeug kontinuierlich zu umreißen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zur Umgebungserfassung für ein Fahrzeug sowie ein verbessertes Fahrzeug anzugeben.
Hinsichtlich der Vorrichtung wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegeben Merkmale, hinsichtlich des Verfahrens durch die im Anspruch 6 angegebenen Merkmale und hinsichtlich des Fahrzeugs durch die im Anspruch 8 angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Vorrichtung zur Umgebungserfassung für ein Fahrzeug umfasst zumindest eine Beleuchtungsvorrichtung zur Erzeugung zumindest eines Lichtmusters in einer Fahrzeugumgebung und zumindest eine Kamera zur Erfassung des zumindest einen Lichtmusters.
Erfindungsgemäß ist mit der zumindest einen Kamera eine Bildauswerteeinheit gekoppelt, wobei die Bildauswerteeinheit ausgebildet ist, anhand von in Bildern der Kamera vorhandenen Verzerrungen und/oder Verschiebungen des Lichtmusters gegenüber einem Soll-Lichtmuster Objekte in der Fahrzeugumgebung zu detektieren.
Die Vorrichtung ermöglicht eine sehr genaue Erfassung der Fahrzeugumgebung und in dieser befindlicher Objekte. Insbesondere wird eine Leistungsfähigkeit eines kamerabasierten Umgebungserfassungssystems für ein Fahrzeug bei Dunkelheit signifikant verbessert, da insbesondere in einer nahen Fahrzeugumgebung eine Dynamik von Objekten in der Fahrzeugumgebung und eine Zielposition sehr genau erfasst werden können. Hieraus resultiert insbesondere bei einer Verwendung der Vorrichtung zu einem autonomen oder teilautonomen Fahrbetrieb eine Erhöhung der Fahrsicherheit, insbesondere dann, wenn Objekte eine Trajektorie des Fahrzeugs schneiden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:
1 schematisch eine Draufsicht eines Fahrzeugs und einer vor diesem befindlichen Wand sowie ein Bild eines auf die Wand projizierten Lichtmusters,
2 schematisch eine Draufsicht eines Fahrzeugs, einer vor diesem befindlichen Wand und eines zwischen der Wand und dem Fahrzeug befindlichen Objekts sowie ein Bild eines auf die Wand projizierten Lichtmusters und
3 schematisch eine Draufsicht eines Fahrzeugs, einer vor diesem befindlichen Wand und eines sich zwischen der Wand und dem Fahrzeug bewegenden Objekts sowie ein Bild eines auf die Wand projizierten Lichtmusters.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In 1 ist eine Draufsicht eines Fahrzeugs 1 und einer vor diesem befindlichen Wand 2 sowie ein Bild B eines auf die Wand 2 projizierten Lichtmusters M dargestellt.
Das Fahrzeug 1 umfasst eine Beleuchtungsvorrichtung 3 mit zwei als Frontscheinwerfer ausgebildeten Fahrzeugscheinwerfern 3.1, 3.2, wobei die Fahrzeugscheinwerfer 3.1, 3.2 beispielsweise LED-Pixelscheinwerfer sind. Mittels dieser Fahrzeugscheinwerfer 3.1, 3.2 wird das Lichtmuster M auf der Wand 2 erzeugt. Das Lichtmuster M wird dabei beispielsweise als Lichtgitter erzeugt.
Das Fahrzeug 1 umfasst weiterhin eine Kamera 4, mittels welcher Bilder B einer Fahrzeugumgebung und des in dieser befindlichen Lichtmusters M erfasst werden. Bei der Kamera 4 handelt es sich beispielsweise um eine so genannte SVS-Kamera, eine Mehrzweckkamera, auch als Multi-Purpose-Kamera bezeichnet, eine Stereokamera und/oder eine so genannte AR-Kamera.
Insbesondere bei autonomen Fahrten des Fahrzeugs 1, beispielsweise bei automatisierten Fahrmanövern ohne Fahreranwesenheit in Garagen, Carports oder Parkhäusern, ist eine Erfassung eines Abstands zwischen dem Fahrzeug 1 und Hindernissen, beispielsweise der Wand 2, erforderlich, um Kollisionen mit der Wand zu vermeiden.
Anhand einer Auswertung des auf dem Bild B dargestellten Lichtmusters M hinsichtlich eines Abstands zwischen einzelnen Gitterlinien kann ein Abstand zwischen dem Fahrzeug 1 und dem Lichtmuster M und somit der Abstand zwischen dem Fahrzeug 1 und der Wand 2 ermittelt werden. Dabei verringert sich der Abstand zwischen den Gitterlinien mit sinkendem Abstand zwischen Wand 2 und Fahrzeug 1. Die Auswertung erfolgt mittels einer mit der Kamera 4 gekoppelten Bildauswerteauswerteeinheit 5.
2 zeigt eine Draufsicht des Fahrzeugs 1, der vor diesem befindlichen Wand 2 und eines zwischen der Wand 2 und dem Fahrzeug 1 befindlichen Objekts O sowie ein Bild B eines auf die Wand 2 projizierten Lichtmusters M.
Insbesondere bei autonomen Fahrten des Fahrzeugs 1, beispielsweise bei automatisierten Fahrmanövern ohne Fahreranwesenheit in Garagen, Carports oder Parkhäusern, ist zur Sicherstellung einer Befahrbarkeit einer gesamten Trajektorie eine frühzeitige Erkennung von Objekten O, welche die Trajektorie schneiden und somit potentiell gefährdet oder gefährdend sind, erforderlich, um Kollisionen zwischen dem Fahrzeug 1 und den Objekten O zu vermeiden.
Bei einer Projektion des als Lichtgitter ausgebildeten Lichtmusters M auf die vor dem Fahrzeug 1 befindliche Wand 2 und einem zwischen Wand 2 und Fahrzeug 1 befindlichen Objekt O entstehen Verzerrungen und/oder Verschiebungen V innerhalb des Lichtgitters.
Anhand einer Auswertung des auf dem Bild B dargestellten Lichtmusters M hinsichtlich solcher Verzerrungen und/oder Verschiebungen V können das Objekt O und ein Abstand desselben zum Fahrzeug 1 detektiert werden. Zusätzlich ist es ebenfalls möglich, gemäß der Beschreibung zu 1 den Abstand zwischen dem Fahrzeug 1 und dem Lichtmuster M und somit den Abstand zwischen dem Fahrzeug 1 und der Wand 2 zu ermitteln.
In 3 ist eine Draufsicht des Fahrzeugs 1, der vor diesem befindlichen Wand 2 und eines sich zwischen der Wand 2 und dem Fahrzeug 1 bewegenden Objekts O sowie ein Bild B eines auf die Wand 2 projizierten Lichtmusters M dargestellt.
Bei der Projektion des als Lichtgitter ausgebildeten Lichtmusters M auf die vor dem Fahrzeug 1 befindliche Wand 2 und dem zwischen Wand 2 und Fahrzeug 1 befindlichen Objekt O entstehen Verzerrungen und/oder Verschiebungen V1, V2 innerhalb des Lichtgitters, deren Positionen im Lichtmuster M sich aufgrund der Bewegung des Objekts O verändern.
Anhand einer Auswertung des auf dem Bild B dargestellten Lichtmusters M hinsichtlich solcher Verzerrungen und/oder Verschiebungen V1, V2 sowie deren Bewegung im Lichtmuster M können das Objekt O, ein Abstand desselben zum Fahrzeug 1 und eine Geschwindigkeit des Objekts O detektiert werden. Zusätzlich ist es ebenfalls möglich, gemäß der Beschreibung zu 1 den Abstand zwischen dem Fahrzeug 1 und dem Lichtmuster M und somit den Abstand zwischen dem Fahrzeug 1 und der Wand 2 zu ermitteln.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
2: Wand
3: Beleuchtungsvorrichtung
3.1: Fahrzeugscheinwerfer
3.2: Fahrzeugscheinwerfer
4: Kamera
5: Bildauswerteeinheit
B: Bild
M: Lichtmuster
O: Objekt
V: Verschiebung
V1: Verschiebung
V2: Verschiebung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 202016105624 U1 [0003]

Claims

Vorrichtung zur Umgebungserfassung für ein Fahrzeug (1) mit – zumindest einer Beleuchtungsvorrichtung (3) zur Erzeugung zumindest eines Lichtmusters (M) in einer Fahrzeugumgebung und – zumindest einer Kamera (4) zur Erfassung des zumindest einen Lichtmusters (M), dadurch gekennzeichnet, dass – mit der zumindest einen Kamera (4) eine Bildauswerteeinheit (5) gekoppelt ist, – wobei die Bildauswerteeinheit (5) ausgebildet ist, anhand von in Bildern (B) der Kamera (4) vorhandenen Verzerrungen und/oder Verschiebungen (V, V1, V2) des Lichtmusters (M) gegenüber einem Soll-Lichtmuster Objekte (O) in der Fahrzeugumgebung zu detektieren.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtmuster (M) ein Lichtgitter umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera (4) eine – SVS-Kamera, – Mehrzweckkamera, – Stereokamera und/oder – AR-Kamera ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsvorrichtung (3) zumindest einen Fahrzeugscheinwerfer (3.1, 3.2) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrzeugscheinwerfer (3.1, 3.2) ein LED-Pixelscheinwerfer ist.
Verfahren zur Umgebungserfassung für ein Fahrzeug (1), wobei – mittels zumindest einer Beleuchtungsvorrichtung (3) zumindest ein Lichtmuster (M) in einer Fahrzeugumgebung erzeugt wird und – mittels zumindest einer Kamera (4) das zumindest eine Lichtmuster (M) erfasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass – mittels einer mit der zumindest einen Kamera (4) gekoppelten Bildauswerteeinheit (5) anhand von in Bildern (B) der Kamera (4) vorhandenen Verzerrungen und/oder Verschiebungen (V, V1, V2) des Lichtmusters (M) gegenüber einem Soll-Lichtmuster Objekte (O) in der Fahrzeugumgebung detektiert werden.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtmuster (M) an eine in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug (1) befindliche Wand (2) projiziert wird.
Fahrzeug (1), umfassend eine Vorrichtung zur Umgebungserfassung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5.