DE102017219791A1 - Optical detection system for a vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Optisches Erfassungssystem (2) für ein Fahrzeug (1) mit einem Erfassungsbereich (3) zum Aufnehmen eines Umgebungsausschnitts wobei das optische Erfassungssystem (2) einen Bildempfänger-Chip (4) aufweist,
wobei der Bildempfänger-Chip (4) eine bestimmte maximale Pixelanzahl aufweist, wobei bei der Aufnahme eines Umgebungsbildes eine bestimmte Pixelanzahl in einem auszuwertenden Pixelbereich (6) des Bildempfänger-Chips (4) aktiv ist, wobei die maximale Pixelanzahl des Bildempfänger-Chips größer ist, als die Pixelanzahl des auszuwertenden Pixelbereichs (6),
wobei das optische Erfassungssystem (2) an zumindest einer Außenseite des Fahrzeugs (1) angeordnet ist und einen seitlichen und entgegen der Fahrtrichtung des Fahrzeugs (1) ausgerichteten Bereich erfasst und wobei der Erfassungsbereich (3) in Abhängigkeit der befahrenen Fahrspur (S) durch Veränderung des auszuwertenden Pixelbereichs (6) auf dem Bildempfänger-Chip (4) variierbar ist.
The invention relates to an optical detection system (2) for a vehicle (1) having a detection area (3) for recording an environmental detail, the optical detection system (2) having an image receiver chip (4),
wherein the image receiver chip (4) has a certain maximum number of pixels, wherein when taking an environment image, a certain number of pixels in a pixel region (6) of the image receiver chip (4) to be evaluated is active, the maximum pixel number of the image receiver chip being larger , as the pixel number of the pixel area (6) to be evaluated,
wherein the optical detection system (2) on at least one outer side of the vehicle (1) is arranged and detects a lateral and counter to the direction of travel of the vehicle (1) aligned area and wherein the detection area (3) depending on the traveled lane (S) by changing of the pixel region (6) to be evaluated on the image receiver chip (4) is variable.
Description
Die Erfindung betrifft ein optisches Erfassungssystem mit einem in Abhängigkeit der befahrenen Fahrspur variablen Erfassungsbereich sowie ein Verfahren zum Anpassen des Erfassungsbereichs.The invention relates to an optical detection system with a detection area that is variable as a function of the traffic lane and a method for adjusting the detection area.
Optische Systeme, insbesondere Assistenzsysteme sind mittlerweile zum Stand der Technik in der Fahrzeugwelt geworden.Optical systems, in particular assistance systems have become the state of the art in the vehicle world.
Bei der Bildbearbeitung, bzw. Datenfusion mehrerer Quellen wird eine sehr hohe Rechenleistung benötigt.In image processing, or data fusion of multiple sources, a very high computing power is needed.
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.However, since the processing power of a microprocessor is limited, there is a problem that, as a result, the information to be processed is limited. A limitation can be realized, for example, by limiting the repetition rate of the processing cycles within a predetermined time or by limiting the number of pixels of the receiver chips to be evaluated.
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.However, a limitation of the pixels of the receiver chip to be evaluated are also limited, since the image to be acquired must have a certain sharpness in order to be able to recognize and interpret the image content correctly and in particular reliably.
Weiterhin sind auch Kamerasysteme als Spiegelersatzsysteme bekannt, welche einen seitlichen Bereich bzw. einen rückwärtigen Bereich eines Fahrzeugs erfassen können. So zeigt beispielsweise die Druckschrift
Nachteilig bei dem genannten Stand der Technik ist, dass für jede Kamera ein fester Erfassungsbereich festgelegt ist, wodurch potentiell wichtige Elemente, welche außerhalb dieses festen Bereichs liegen nicht erfasst werden können, was zu einer Verminderung der Fahrsicherheit führen kann.A disadvantage of the cited prior art is that a fixed detection range is defined for each camera, as a result of which potentially important elements which lie outside this fixed area can not be detected, which can lead to a reduction in driving safety.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein optisches Erfassungssystem bereitzustellen, welches eine verbesserte Erfassung eines Umgebungsausschnitts ermöglicht und die Verkehrssicherheit erhöht wobei die zur Auswertung benötigte Rechenleistung konstant bleibt.An object of the invention is to provide an optical detection system which enables an improved detection of an environmental detail and increases traffic safety while the computing power required for the evaluation remains constant.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1 und 7 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is solved by the features of
In ersten Überlegungen wurde festgestellt, dass derzeitige Systeme lediglich über einen starren vorgegebenen Erfassungsbereich verfügen. Werden solche Systeme als Spiegelersatzsysteme verwendet muss sichergestellt sein, dass alle relevanten Objekte neben und hinter einem Fahrzeug zuverlässig erfasst werden, da sich der Fahrer und/oder ein Fahrerassistenzsystem auf die bereitgestellten Daten verlassen muss. So kann es in bestimmten Situationen notwendig sein, mehr als nur eine Nebenfahrbahn zu erfassen, um beispielsweise vor einem Spurwechsel sicherzustellen, dass kein anderes Fahrzeug auf die gewünschte Fahrspur wechselt und zu spät in dem Erfassungsbereich der Kamera eintritt. Allerdings sollte mit dem größeren Erfassungsbereich weder ein erhöhter Rechenaufwand noch eine Verringerung der Bildauflösung einhergehen. Initial considerations have shown that current systems have only a rigid predetermined detection range. If such systems are used as mirror replacement systems, it must be ensured that all relevant objects are reliably detected next to and behind a vehicle, since the driver and / or a driver assistance system must rely on the data provided. Thus, in certain situations, it may be necessary to detect more than one side lane in order to ensure, for example, before a lane change, that no other vehicle changes to the desired lane and enters the detection range of the camera too late. However, the increased coverage should not be accompanied by increased computational effort or a reduction in image resolution.
Erfindungsgemäß wird demnach ein optisches Erfassungssystem für ein Fahrzeug mit einem Erfassungsbereich zum Aufnehmen eines Umgebungsausschnitts vorgeschlagen, wobei das optische Erfassungssystem einen Bildempfänger-Chip aufweist, wobei der Bildempfänger-Chip eine bestimmte maximale Pixelanzahl aufweist, wobei bei der Aufnahme eines 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, wobei das optische Erfassungssystem an zumindest einer Außenseite des Fahrzeugs angeordnet ist und einen seitlichen und entgegen der Fahrtrichtung des Fahrzeugs ausgerichteten Bereich erfasst und wobei der Erfassungsbereich in Abhängigkeit der befahrenen Fahrspur variierbar ist.According to the invention, therefore, an optical detection system for a vehicle with a detection area for taking an environmental detail is proposed, wherein the optical detection system comprises an image receiver chip, wherein the image receiver chip has a certain maximum number of pixels, wherein when taking an environment image, a certain number of pixels in a pixel region of the image receiver chip is active, wherein the maximum pixel number of the image receiver chip is greater than the pixel number of the pixel region to be evaluated, wherein the optical detection system is disposed on at least one outer side of the vehicle and a lateral and counter to the direction of travel of the vehicle aligned area detected and wherein the detection range is variable depending on the traffic lane.
Vorteilhaft hierbei ist, dass der Erfassungsbereich situativ und in Abhängigkeit der befahrenen Fahrspur variierbar ist, da sich beispielsweise bei einer dreispurigen Fahrbahn unterschiedliche Interessensgebiete ergeben, je nachdem auf welcher Fahrspur sich das Fahrzeug befindet. So ergibt sich beispielsweise auf der rechten Fahrspur ein größeres Interessensgebiet als auf einer mittleren Fahrspur, da auf der rechten Fahrspur zwei weitere Fahrspuren überwacht werden müssen. Bei einem Wechsel auf die mittlere Fahrspur verringert sich das Interessensgebiet auf eine Fahrspur. Um eine derartige Veränderung des Erfassungsbereichs zu realisieren weist der Bildempfänger-Chip eine größere Gesamtanzahl an Pixeln auf, als zur Erfassung aktiv sind. Somit kann der Erfassungsbereich durch Veränderung des auszuwertenden Pixelbereichs auf dem Bildempfänger-Chip variiert werden. Der Erfassungsbereich kann demnach innerhalb des gesamten Aufnahmebereichs variiert werden. Der auszuwertende Pixelbereich beschreibt den Bereich des Bildempfänger-Chips, in welchem die aktiven Pixel liegen. Somit handelt es sich um einen auszuwertenden bzw. aktiven Pixelbereich. Unter einem aktiven Pixelbereich ist im Licht der Erfindung ein Pixelbereich oder mehrere Pixelbereiche zu verstehen, welche/r im weiteren Verlauf aktiv ausgewertet wird/werden.The advantage here is that the detection range is variable depending on the situation and depending on the traffic lane, since, for example, result in a three-lane roadway different areas of interest, depending on which lane the vehicle is located. Thus, for example, on the right lane a greater area of interest than on a middle lane, since on the right lane two more lanes must be monitored. When changing to the middle lane, the area of interest is reduced to one lane. In order to realize such a change of the detection area, the image receiver chip has a larger total number of pixels than are active for the detection. Thus, the detection range can be varied by changing the pixel range to be evaluated on the image receiver chip. The detection range can therefore be varied within the entire recording range. The pixel area to be evaluated describes the area of the image receiver chip in which the active pixels lie. Thus, it is an evaluation or active pixel area. In the light of the invention, an active pixel region is to be understood as meaning one pixel region or several pixel regions which are actively evaluated in the further course.
Theoretisch bzw. praktisch könnten alle Pixel des Bildempfänger-Chips aktiv (erfassungsbereit) sein, wobei anhand der Selektion eines gewissen Pixelbereiches bzw. gewisser Pixelbereiche der/die dann aktiv ausgewertet wird/werden, der zu erfassende Umgebungsbereich festgelegt wird.Theoretically or practically, all the pixels of the image receiver chip could be active (ready to be detected), whereby, based on the selection of a certain pixel region or certain pixel regions, which is then actively evaluated, the environmental region to be detected is determined.
Die Pixel die nicht ausgewertet werden müssen nicht zwangsweise deaktiviert werden.The pixels that are not evaluated need not necessarily be disabled.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die aktuell befahrene Fahrspur mittels einer Frontkamera und/oder GPS-Daten ermittelbar. Mit diesen Mitteln lässt sich die Position des Fahrzeugs zuverlässig bestimmen. Beispielsweise können die von dem GPS-System übermittelten Daten mittels der Frontkamera verifiziert werden.In a particularly preferred embodiment, the currently traveled lane can be determined by means of a front camera and / or GPS data. With these means, the position of the vehicle can be reliably determined. For example, the data transmitted by the GPS system can be verified by means of the front camera.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das optische Erfassungssystem ein Seitenspiegelersatzsystem.In a further preferred embodiment of the invention, the optical detection system is a side mirror replacement system.
Besonders bevorzugt ist die Pixelanzahl des auszuwertenden Pixelbereichs konstant. Die konstante Pixelanzahl des auszuwertenden bzw. aktiven Pixelbereichs ist vorteilhaft, um auch den benötigten Rechenaufwand konstant zu halten.Particularly preferably, the number of pixels of the pixel area to be evaluated is constant. The constant number of pixels of the pixel region to be evaluated or active is advantageous in order to also keep the required computation constant.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist der Erfassungsbereich durch Verändern der Zeilen- und Spaltenanzahl des auszuwertenden Pixelbereichs und/oder durch Teilung des auszuwertenden Pixelbereichs veränderbar. Auf diese Weise kann die Ausdehnung des Erfassungsbereichs verändert werden, so dass beispielsweise bei einer Vergrößerung des Erfassungsbereichs anstelle von einer Nebenfahrspur zwei Nebenfahrspuren erfassbar sind.In a further preferred embodiment, the detection range can be changed by changing the row and column number of the pixel area to be evaluated and / or by dividing the pixel area to be evaluated. In this way, the extent of the detection range can be changed so that, for example, when the detection range is increased instead of an auxiliary lane, two secondary lane tracks can be detected.
Bevorzugt ist der aufgenommene Umgebungsausschnitt einem Fahrerassistenzsystem und/oder einem Fahrer bereitstellbar. Die Bereitstellung des Umgebungsausschnitts an den Fahrer kann über eine oder mehrere Anzeigeeinrichtungen erfolgen. Beispielsweise kann jeweils eine Anzeigeeinrichtung auf der linken und rechten Seite des Innenraums des Fahrzeugs im Blickfeld des Fahrers angebracht sein. Dies ist vorteilhaft, da ein Fahrer intuitiv in diese Richtungen blicken würde, wie er es von eigentlichen Seitenspiegeln gewohnt ist.Preferably, the recorded environmental section can be provided to a driver assistance system and / or to a driver. The provision of the environmental section to the driver can take place via one or more display devices. For example, in each case a display device on the left and right side of the interior of the vehicle be mounted in the field of vision of the driver. This is advantageous because a driver would intuitively look in these directions, as he is used to from actual side mirrors.
Erfindungsgemäß wird weiterhin ein Verfahren zum Anpassen eines Erfassungsbereichs eines optischen Erfassungssystems vorgeschlagen umfassend die folgenden Schritte:
- - Erfassen eines Umgebungsausschnitts;
- - Ermitteln einer aktuell befahrenen Fahrspur;
- - Anpassen des Erfassungsbereichs des optischen Erfassungssystems in Abhängigkeit der aktuell befahrenen Fahrspur durch Veränderung des auf dem Bildempfänger-Chip auszuwertenden Pixelbereichs.
- - capture an environmental section;
- - determining a currently traveled lane;
- - Adapting the detection range of the optical detection system depending on the currently traveled lane by changing the pixel area to be evaluated on the image receptor chip.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird die aktuell befahrene Fahrspur mittels einer Frontkamera und/oder GPS-Daten ermittelt.In a preferred embodiment of the method, the currently traveled lane is determined by means of a front camera and / or GPS data.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Zeichnungen. Hierbei zeigen:
-
1 : eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung; -
2 : einen erfindungsgemäßen Bildempfänger-Chip mit aktivem Pixelbereich; -
3 : eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung; -
4 : einen erfindungsgemäßen Bildempfänger-Chip aus2 mit verändertem auszuwertendem Pixelbereich; -
5 : einen erfindungsgemäßen Bildempfänger-Chip aus2 mit verändertem auszuwertendem Pixelbereich; -
6 : ein schematisches Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens.
-
1 a schematic representation of an embodiment of the invention; -
2 : an image receiver chip according to the invention with an active pixel area; -
3 a schematic representation of an embodiment of the invention; -
4 : an image receiver chip according to theinvention 2 with changed pixel area to be evaluated; -
5 : an image receiver chip according to theinvention 2 with changed pixel area to be evaluated; -
6 : a schematic flow diagram of the method according to the invention.
Die
In
Es wäre auch denkbar, dass der Erfassungsbereich
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Fahrzeugvehicle
- 22
- optisches Erfassungssystemsoptical detection system
- 33
- Erfassungsbereichdetection range
- 44
- Bildempfänger-ChipImage receiver chip
- 55
- nichtaktive / nicht ausgewertete Pixelnon-active / un-evaluated pixels
- 66
- auszuwertender Pixelbereichpixel area to be evaluated
- 77
- aktive Pixelactive pixels
- FF
- Fahrbahnroadway
- SS
- Fahrspurlane
- S1-S3S1-S3
- Verfahrensschrittesteps
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- WO 2014/206406 A1 [0006]WO 2014/206406 Al [0006]
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Legal Events
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