DE102017212286A1

DE102017212286A1 - Kamera mit variablem Erfassungsbereich

Info

Publication number: DE102017212286A1
Application number: DE102017212286.2A
Authority: DE
Inventors: Günter Anton Fendt
Original assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Current assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Priority date: 2017-07-18
Filing date: 2017-07-18
Publication date: 2019-01-24

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Optisches Erfassungssystem, insbesondere für ein Fahrerassistenzsystem, mit einem Erfassungsbereich zum Aufnehmen eines Umgebungsausschnitts umfassend einen Bildempfänger-Chip, welcher eine bestimmte maximale Pixelanzahl aufweist, wobei bei der Aufnahme des Umgebungsbildes eine bestimmte Pixelanzahl in einem auszuwertenden Pixelbereich des Bildempfänger-Chips aktiv ist, wobei die maximale Pixelanzahl des Bildempfänger-Chips größer ist, als die Pixelanzahl des auszuwertenden Pixelbereichs und wobei der Erfassungsbereich variabel ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein optisches Erfassungssystem mit einem variablen Erfassungsbereich sowie ein Verfahren zum Anpassen des Erfassungsbereichs.
Optische Systeme, insbesondere Assistenzsysteme sind mittlerweile zum Stand der Technik in der Fahrzeugwelt geworden.
Bei der Bildbearbeitung, bzw. Datenfusion mehrerer Quellen wird eine sehr hohe Rechenleistung benötigt.
Da die Rechenleistung eines Mikroprozessors jedoch begrenzt ist, ergibt sich das Problem, dass infolge dessen die zu verarbeitenden Informationen einer Begrenzung unterliegen. Eine Begrenzung kann beispielsweise durch die Limitierung der Wiederholrate der Bearbeitungszyklen innerhalb einer vorgegebenen Zeit oder durch Limitierung der Anzahl der auszuwertenden Pixel der Empfänger-Chips realisiert werden.
Eine Limitierung der auszuwertenden Pixel des Empfänger-Chips sind jedoch ebenfalls wieder Grenzen gesetzt, da das zu erfassende Bild über eine gewisse Schärfe verfügen muss, um den Bildinhalt richtig sowie insbesondere zuverlässig erkennen und interpretieren zu können (z.B. Verkehrszeichenerkennung).
Es ist demnach eine Aufgabe der Erfindung ein optisches Erfassungssystem bereitzustellen, welches dazu geeignet ist eine verbesserte Aufnahme der Umgebung zu gewährleisten wobei die zur Auswertung benötigte Rechenleistung konstant bleibt.
Bei ersten Überlegungen wurde festgestellt, dass der von dem System zu erfassende Bereich möglichst groß sowie am besten noch variabel veränderbar sein sollte, um ein System möglichst komfortabel gestalten zu können.
Eine zuverlässige Erfassung der Umgebung, insbesondere von wichtigen Objekten ist vor allem im Hinblick auf Fahrerassistenzsysteme zwingend notwendig, um deren richtige Funktionsfähigkeit sicherzustellen. Bei einer ungenauen oder unzureichenden Erfassung können bestimmte Funktionen der Fahrerassistenzsysteme nicht ausgelöst werden, was zu einer Beeinträchtigung der Sicherheit für alle Verkehrsteilnehmer führt.
Erfindungsgemäß ist ein optisches Erfassungssystem, insbesondere für ein Fahrerassistenzsystem, vorgesehen mit einem Erfassungsbereich zum Aufnehmen eines Umgebungsausschnitts umfassend einen Bildempfänger-Chip, welcher eine bestimmte maximale Pixelanzahl aufweist, wobei bei der Aufnahme des Umgebungsbildes eine bestimmte Pixelanzahl in einem auszuwertenden Pixelbereich des Bildempfänger-Chips aktiv ist (aktiv im Sinne von aktiv ausgewertet wird), wobei die maximale Pixelanzahl des Bildempfänger-Chips größer ist, als die Pixelanzahl des auszuwertenden Pixelbereichs und wobei der Erfassungsbereich variabel ist. Hierbei wird durch den aktiven Pixelbereich bzw. den auszuwertenden Pixelbereich der Erfassungsbereich festgelegt, wobei der potentiell vorhandene gesamte Aufnahmebereich des optischen Erfassungssystems größer ist als der Erfassungsbereich. Durch die Variabilität wird erreicht, dass der Erfassungsbereich situativ angepasst werden kann, um zu verhindern, dass wichtige Objekte nicht erfasst werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Erfassungsbereich durch Veränderung des auszuwertenden Pixelbereichs auf dem Bildempfänger-Chip variierbar. Bei einer Änderung des Erfassungsbereichs muss somit nicht die Kamera an sich bewegt werden sondern lediglich der auszuwertende Pixelbereich verändert werden. Der Erfassungsbereich kann demnach innerhalb des gesamten Aufnahmebereichs variiert werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Pixelanzahl des auszuwertenden Pixelbereichs konstant. Dies führt dazu, dass bei einer Änderung des auszuwertenden Pixelbereichs zwar der Erfassungsbereich geändert wird, aber die Auflösung konstant bleibt. Auf diese Weise wird verhindert, dass der aktive Pixelbereich einfach erweitert wird, was bei gleichbleibender Auflösung eine erhöhte Rechenleistung benötigen würde. Demnach wird hierbei auf vorteilhafte Weise die benötigte Rechenleistung konstant gehalten.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das optische Erfassungssystem eine Kamera, insbesondere eine Frontkamera eines Fahrzeugs. Bei diesen Kameras kann es sich um Mono- oder Stereokameras handeln. Denkbar wäre auch die Anwendung eines Surroundview-Systems.
Weiter ist bevorzugt, dass der Umgebungsausschnitt fahrsituationsrelevante Objekte beinhaltet. Bei fahrsituationsrelevanten Objekten handelt es sich insbesondere um Verkehrszeichen oder Ampeln, welche durch das optische Erfassungssystem aufgenommen werden. Weiterhin können fahrsituationsrelevante Objekte auch Hindernisse, andere Verkehrsteilnehmer, Personen, Fahrbahnbegrenzungen o.ä. sein. Zum Feststellen, ob sich ein solches Objekt in dem Umgebungsausschnitt befindet, ist eine Bildauswerteeinheit vorgesehen.
Erfindungsgemäß wird weiterhin ein Verfahren zum Anpassen eines Erfassungsbereichs eines optischen Erfassungssystems vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:

- Erfassen eines Umgebungsausschnitts,
- Auswerten der auf dem Bildempfänger-Chip aktiven Pixel;
- Feststellen, ob vorhandene fahrsituationsrelevante Objekte ausreichend erfasst wurden;
- Bei Vorliegen einer nicht ausreichenden Erfassung:
- Anpassen des Erfassungsbereichs des optischen Erfassungssystems durch Veränderung des auf dem Bildempfänger-Chip aktiven auszuwertenden Pixelbereichs.

Falls eine ausreichende Erfassung festgestellt wurde findet keine Anpassung des Erfassungsbereichs statt und das Verfahren beginnt von neuem. Weiterhin findet ebenfalls keine Anpassung statt, falls generell keine fahrsituationsrelevanten Objekte in dem Umgebungsausschnitt vorhanden sind.
In einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens bleibt bei der Veränderung des auszuwertenden aktiven Pixelbereichs die Pixelanzahl konstant. Wie bereits erwähnt wird durch die konstante Pixelanzahl auch eine konstante Rechenleistung erzielt.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich auch den Zeichnungen. Darin zeigen:

1: ein Fahrzeug mit einem optischen Erfassungssystem nach dem Stand der Technik;
2; den Erfassungsbereich des optischen Erfassungssystems aus 1;
3a; einen erfindungsgemäßen Bildempfänger-Chip mit aktivem Pixelbereich;
3b; den erfindungsgemäßen Bildempfänger-Chip aus 3a mit verändertem aktivem Pixelbereich;
4; ein schematisches Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens.

1 zeigt ein Fahrzeug 1 mit einem optischen Erfassungssystem 2 nach dem Stand der Technik. Wie weiter in der 1 gezeigt sollen mittels des optischen Erfassungssystems 2 fahrsituationsrelevante Objekte 3 erfasst werden. Wie ersichtlich ist allerdings eines dieser Objekte 3 höher angeordnet als das andere, weswegen sich das höhere Objekt nicht mehr in dem Erfassungsbereich des optischen Erfassungssystems 2 befindet. Es wäre demnach in diesem Fall notwendig den Erfassungsbereich nach oben zu korrigieren, um beide fahrsituationsrelevanten Objekte 3 zuverlässig erfassen zu können.
2 zeigt einen Bildempfänger-Chip 4 mit einer Vielzahl an Pixeln 5. In dieser Darstellung kann das höhere fahrsituationsrelevante Objekt 3 fast nicht mehr erfasst werden, da in diesem Fall der gesamte Pixelbereich aktiv ist und nicht verändert werden kann. Hierbei handelt es sich, insbesondere im Hinblick auf die Pixelanzahl, um eine rein schematische Darstellung.
3a zeigt einen erfindungsgemäßen Bildempfänger-Chip 4 ebenfalls mit einer Vielzahl an Pixeln 5. Im Gegensatz zu dem Stand der Technik in 2 ist hier nur ein bestimmter Pixelbereich 6 mit aktiven Pixeln 7 aktiv (aktiv im Sinne von aktiv ausgewertet werden), welcher auszuwerten ist.
3b zeigt den erfindungsgemäßen Bildempfänger-Chip 4 aus 3a, wobei hierbei der aktive (aktiv im Sinne von aktiv ausgewertet werden) Pixelbereich 6 verschoben wurde. Auf diese Weise könnte ein höher liegendes Objekt 3 wie in den 1 und 2 dargestellt, zuverlässig erfasst werden. Die Anzahl der aktiven Pixel 7 wird in diesem Fall konstant gehalten, damit auch die benötigte Rechenleistung konstant bleibt.
In 4 ist ein schematisches Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. Im Schritt S1 wird ein Umgebungsausschnitt erfasst. Danach werden in einem Schritt S2 die aktiven (im Sinne von aktiv ausgewertet werden) Pixel 7 des Bildempfänger-Chips 4 ausgewertet. Durch die Auswertung wird auch festgestellt, ob sich fahrsituationsrelevante Objekte 3 in dem erfassten Umgebungsausschnitt befinden. Nach dieser Auswertung wird in einem nachfolgenden Schritt S3 festgestellt, ob vorhandene fahrsituationsrelevante Objekte 3 ausreichend erfasst wurden. Falls festgestellt wurde, dass die Erfassung nicht ausreichend ist, wird in einem Schritt S4 der Erfassungsbereich des optischen Erfassungssystems 2 angepasst.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
2: Optisches Erfassungssystem
3: Fahrsituationsrelevantes Objekt
4: Bildempfänger-Chip
5: maximale Pixelanzahl
6: Aktiver Pixelbereich
7: Aktive Pixel
S1 - S4: Verfahrensschritte

Claims

Optisches Erfassungssystem (2), insbesondere für ein Fahrerassistenzsystem, mit einem Erfassungsbereich zum Aufnehmen eines Umgebungsausschnitts umfassend einen Bildempfänger-Chip (4), welcher eine bestimmte maximale Pixelanzahl (5) aufweist, wobei bei der Aufnahme des Umgebungsbildes eine bestimmte Pixelanzahl (7) in einem auszuwertenden Pixelbereich (6) des Bildempfänger-Chips (4) aktiv ist, wobei die maximale Pixelanzahl (5) des Bildempfänger-Chips (4) größer ist, als die Pixelanzahl (7) des auszuwertenden Pixelbereichs (6) und wobei der Erfassungsbereich variabel ist.
Optisches Erfassungssystem (2) nach Anspruch 1, wobei der Erfassungsbereich durch Veränderung des auszuwertenden Pixelbereichs (6) auf dem Bildempfänger-Chip (4) variierbar ist.
Optisches Erfassungssystem (2) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Pixelanzahl (7) des auszuwertenden Pixelbereichs (6) konstant ist.
Optisches Erfassungssystem (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das optische Erfassungssystem (2) eine Kamera, insbesondere eine Frontkamera eines Fahrzeugs ist.
Optisches Erfassungssystem (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Umgebungsausschnitt fahrsituationsrelevante Objekte (3) beinhaltet.
Verfahren zum Anpassen eines Erfassungsbereichs eines optischen Erfassungssystems (2) umfassend die folgenden Schritte: - Erfassen eines Umgebungsausschnitts, - Auswerten der auf dem Bildempfänger-Chip (4) aktiven Pixel (7); - Feststellen, ob vorhandene fahrsituationsrelevante Objekte (3) ausreichend erfasst wurden; - Bei Vorliegen einer nicht ausreichenden Erfassung: Anpassen des Erfassungsbereichs des optischen Erfassungssystems (2) durch Veränderung des auf dem Bildempfänger-Chip (4) aktiven auszuwertenden Pixelbereichs (6).
Verfahren nach Anspruch 6, wobei bei der Veränderung des auszuwertenden aktiven Pixelbereichs (6) die aktive Pixelanzahl (7) konstant gehalten wird.