DE102018002256A1

DE102018002256A1 - Verfahren und Steuereinheit zur Objekterfassung

Info

Publication number: DE102018002256A1
Application number: DE102018002256.1A
Authority: DE
Inventors: Torbjörn Boxell
Original assignee: Scania CV AB
Current assignee: Scania CV AB
Priority date: 2017-03-30
Filing date: 2018-03-19
Publication date: 2018-10-04
Also published as: SE1750382A1; SE542704C2

Abstract

Verfahren (400) und Steueranordnung (310) in einem Fahrzeug (100) zum Erfassen eines Objekts (120) und zum Ausgeben einer Wiedergabe des Objekts (120) an einen Fahrer des Fahrzeugs (100). Das Verfahren (400) umfasst: Abstrahlen (401) von elektromagnetischer Strahlung in einem Wellenlängenspektrum (210), das schmaler als eine Schwellenwertspektralbreite (220) ist; Empfangen (402) von Reflexionen der abgestrahlten (401) elektromagnetischen Strahlung von dem Objekt (120); Bestimmen (404), ob sich das Objekt (120) bewegt oder nicht in Relation zu dem Fahrzeug (100) auf der Grundlage der empfangenen (402) Reflexionen; und Ausgeben (405) einer Wiedergabe des Objekts (120), das als sich bewegend bestimmt (404) wurde, an den Fahrer des Fahrzeugs (100) einschließlich einer visuellen Betonung.

Description

Technisches Gebiet
Diese Druckschrift bezieht sich auf ein Verfahren und eine Steuereinheit in einem Fahrzeug. Es werden insbesondere ein Verfahren und eine Steuereinheit beschrieben, um ein Objekt zu erfassen und eine Wiedergabe des Objekts an einen Fahrer des Fahrzeugs auszugeben.
Hintergrund
Es ist für einen Fahrer eines Fahrzeugs wichtig, sich bewegende Objekte, die sich nahe dem Fahrzeug befinden und ein potenzielles Unfallrisiko darstellen können, von statischen Objekten zu unterscheiden.
Der Sichtbereich des Fahrzeugfahrers ist beschränkt, womöglich insbesondere für Schwerlastfahrzeuge, wie Busse, Lastkraftwagen und insbesondere für Lastkraftwagen mit Aufliegern.
Das Problem tritt womöglich insbesondere zu Tage, wenn ein Schwerlastfahrzeug, wie ein städtischer Bus, mit langsamer Geschwindigkeit in einer dicht mit Menschen besetzten Umgebung fährt. Es nähern sich womöglich Fahrgäste dem Fahrzeug, um einzusteigen oder auszusteigen, und dann bei mehreren Türen erneut einzusteigen, einige Fahrgäste (oder Fußgänger oder Radfahrer) nehmen womöglich Abkürzungen durch blinde Flecken des Fahrers usw. Es ist für den Fahrer schwierig, diese Fahrgäste nachzuhalten, da er/sie ebenso die umgebende Verkehrssituation im Blick behalten muss und ebenso für einsteigende Fahrgästen Informationen darreichen/bereitstellen muss. Der Fahrer, insbesondere der unerfahrene Fahrer, hat womöglich Probleme bei der Unterscheidung relevanter Informationen in der nahen Umgebung des Fahrzeugs von irrelevanten oder zumindest nicht dringlichen Informationen.
Die Probleme des Fahrers, die Umgebung korrekt wahrzunehmen, treten unter schlechten Sichtverhältnissen, wie bei Dunkelheit usw. noch stärker zu Tage.
Während der Winterzeit kann Frost/Schnee (oder Schmutz während des gesamten Jahres) auf den Rückspiegeln oder der Windschutzscheibe des Fahrzeugs die Wahrnehmung des Fahrers noch weiter beschränken.
Ebenso wird der direkte Sichtbereich des Fahrers in Richtung der Rückspiegel noch weiter durch die Spiegel selbst beschränkt.
Es ist ebenso bekannt, einen herkömmlichen Rückspiegel eines Fahrzeugs durch ein Paar vom Kameras (die außen am Fahrzeug angebracht sind) und eine entsprechende Anzeige (die im Fahrerraum angebracht ist) zu ersetzen. Diese Anordnung wird manchmal als digitaler Rückspiegel bezeichnet. Ein Vorteil besteht darin, dass ein Luftwiderstand verringert werden kann, da die Kamera deutlich kleiner als ein Rückspiegel ist. Die vorstehend beschriebenen Probleme bei der Erfassung sich bewegender Objekte um das Fahrzeug herum werden jedoch nicht lediglich durch Tätigen eines solchen Ersatzes gelöst.
Ein weiteres Problem in einem Fahrzeug besteht im Bestimmen, ob/wann das Fahrzeug sich nicht bewegt, d.h. wenn das Fahrzeug vollständig anhielt und/oder ob sich das Fahrzeug langsam bewegt. Viele Funktionen in einem Fahrzeug können ausgelöst werden, oder es ist lediglich dann möglich diese durchzuführen, wenn das Fahrzeug sich in einem stationären Zustand befindet, wie das Öffnen der Tür in einem Bus, da das Öffnen der Fahrgasttüren andernfalls zu einem Unfall führen kann.
Die Druckschrift JPH0933546 beschreibt ein Verfahren zum Bestimmen einer Fahrzeuggeschwindigkeit durch Richten eines Lasers auf ein Fahrzeug, Aufnehmen des reflektierten Laserlichts von dem Fahrzeug und Interpretieren eines Speckle-Musters.
Es ist jedoch für den Fahrzeugfahrer nicht machbar, den Betrieb eines Lasers zu beginnen, während er fährt, und diesen auf verschiedene Objekte in der Umgebung zu richten. Des Weiteren ist eher erwünscht, dem Fahrer beim Entdecken eines sich bewegenden Objekts und dessen Unterscheidung von statischen/entfernten Objekten zu assistieren, als deren exakte Geschwindigkeit zu bestimmen.
Die Druckschrift US 2011128142 , DE102008003936 und JP2004306779 zeigen alle Spiegel, bei denen die Geschwindigkeit umgebender Fahrzeuge bestimmt und an den Fahrer ausgegeben wird. Alle drei Druckschriften, obwohl sie voneinander verschieden sind, verwenden komplizierte und teure Techniken, die den Fahrer nicht notwendigerweise bei der Erfassung eines sich sehr langsam bewegenden Objekts unterstützen, wie eines Fahrgastes, der bei einer Bushaltestelle oder Straßenkreuzung wartet.
Eine mögliche Lösung zur Erfassung eines Menschen/Tieres in der Dunkelheit kann in der Anwendung einer Infrarotkamera bei dem Fahrzeug liegen. Das Hinzufügen von Infrarotkameras zu dem Fahrzeug ist teuer. Infrarotkameras ist ebenso eine recht langsame Ansprechzeit zu eigen, die eine Verzögerung in dem Bild bewirkt, was in einer Verkehrssituation fatal sein kann. Des Weiteren können Fokallinsen nicht aus Glas hergestellt werden, da Glas das langwellige Infrarotlicht blockiert. Spezielle Materialien, die Germanium, müssen verwendet werden, die sowohl teuer als auch bruchgefährdet ist.
Ein weiteres Problem von Fahrzeugen besteht in dem Bestimmen, ob sich das Fahrzeug in einem stationären Zustand befindet oder sich mit niedriger Geschwindigkeit bewegt. Dies wird typischerweise durch einen Sensor bei einer Antriebswelle gelöst. Jedoch machen Schwingungen des Motors eine verlässliche Bestimmung schwierig. Viele Funktionen in Fahrzeugen können lediglich dann aktiviert werden, wenn sich das Fahrzeug in einem stationären Zustand befindet, wie zum Beispiel das Öffnen von Fahrgasttüren in einem Bus. In dem Fall, in dem die Türen geöffnet werden, während sich das Fahrzeug noch bewegt, ebenso bei einer niedrigen Geschwindigkeit, kann dies zu schweren Unfällen führen, da aussteigende Fahrgäste (die womöglich physisch oder optisch eingeschränkt sind und/oder sperriges Gepäck mit sich führen) erwarten, dass sich das Fahrzeug im stationären Zustand befindet.
Es ist somit erwünscht, die Verkehrssicherheit eines Fahrzeugs zu steigern, indem Probleme, die Rückspiegeln, blinden Flecken um ein Fahrzeug herum und der Realitätswahrnehmung des Fahrers zu eigen sind, verringert werden.
Kurzfassung der Erfindung
Deshalb liegt eine Aufgabe dieser Erfindung in der Lösung zumindest einiger der vorstehend beschriebenen Probleme und in der Verbesserung der Verkehrssicherheit durch Erfassen eines sich bewegenden Objekts und der Ausgabe einer Wiedergabe dessen an einen Fahrzeugfahrer und/oder in einer genauen Bestimmung der Fahrzeugbewegung bei einer niedrigen Geschwindigkeit.
Gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Verfahren in einem Fahrzeug gelöst. Das Verfahren zielt auf eine Erfassung eines Objekts und das Ausgeben einer Wiedergabe des Objekts an einen Fahrer des Fahrzeugs ab. Das Verfahren umfasst den Schritt Abstrahlen elektromagnetischer Strahlung in einem Wellenlängenspektrum, das schmaler als eine Schwellenwertspektralbreite ist. Des Weiteren umfasst das Verfahren ebenso Empfangen von Reflexionen der abgestrahlten elektromagnetischen Strahlung von dem Objekt. Zudem umfasst das Verfahren ebenso Bestimmen, ob sich das Objekt in Relation zu dem Fahrzeug bewegt oder nicht, auf der Grundlage der empfangenen Reflexionen. Zusätzlich umfasst das Verfahren weiterhin Ausgeben einer Wiedergabe des Objekts, das als sich bewegend bestimmt wurde, an den Fahrer des Fahrzeugs, die eine visuelle Betonung umfasst.
Gemäß einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Steueranordnung in einem Fahrzeug gelöst. Die Steueranordnung zielt auf eine Erfassung eines Objekts und eine Ausgabe einer Wiedergabe des Objekts an einen Fahrer des Fahrzeugs ab. Die Steueranordnung ist konfiguriert, um eine Quelle elektromagnetischer Strahlung auszulösen, um elektromagnetische Strahlung in einem Wellenlängenspektrum abzustrahlen, das schmaler als eine Schwellenwertspektralbreite ist. Des Weiteren ist die Steueranordnung konfiguriert, um ebenso Signale von einer Kamera zu erlangen, die Reflexionen der abgestrahlten elektromagnetischen Strahlung von dem Objekt darstellt, die durch die Kamera empfangen sind. Die Steueranordnung wird zusätzlich konfiguriert, um zu bestimmen, ob sich das Objekt in Relation zu dem Fahrzeug bewegt oder nicht, auf der Grundlage der erlangten Signale. Die Steueranordnung ist weiterhin ebenso konfiguriert, um einen Befehl zu erzeugen, um eine Wiedergabe des als sich bewegend bestimmten Objektes zu dem Fahrer des Fahrzeugs, die eine visuelle Betonung umfasst, über eine Ausgabevorrichtung auszugeben.
Dank der beschriebenen Ausgestaltungen, durch Abstrahlen einer elektromagnetischen Strahlung in einem schmalen Wellenlängenspektrum, und durch Wahrnehmen von Reflexionen von einem Objekt innerhalb jenes Spektrums, kann bestimmt werden, ob sich das Objekt bewegt oder nicht, durch Studieren der Reflexionen und jedweder möglichen Interferenz. Eine erfasste Interferenz oder ein Speckle kohärenten Lichts gibt an, dass sich das Objekt bewegt. Eine Darstellung des sich bewegenden Objekts kann dann an den Fahrer mit einer Betonung ausgegeben werden, um ihm/ihr das sich bewegende Objekt bewusst zu machen. Das Verfahren kann ebenso bei schlechten Sichtverhältnissen durchgeführt werden, wie zu nächtlicher Zeit. Dadurch wird eine erhöhte Verkehrssicherheit erreicht.
Andere Vorteile und zusätzliche neue Merkmale werden aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung offensichtlich werden.
Figurenliste
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend ausführlich unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben werden. Es zeigen:

1A ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
1B ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel in der Draufsicht;
2 ein elektromagnetisches Strahlenspektrum gemäß einem Ausführungsbeispiel;
3 ein Fahrzeuginneres gemäß einem Ausführungsbeispiel;
4 ein Ablaufdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens zeigt; und
5 eine Beschreibung, die ein System gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigt.

Ausführliche Beschreibung
Ausführungsbeispiele der Erfindung, die hier beschrieben sind, sind als ein Verfahren und eine Steuereinheit definiert, die durch die nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele realisiert werden können. Diese Ausführungsbeispiele können jedoch in vielen verschiedenen Formen beispielhaft realisiert werden, und sind nicht auf die hier beschriebenen Beispiele zu beschränken; stattdessen werden diese verdeutlichenden Beispiele von Ausführungsbeispielen bereitgestellt, so dass diese Offenbarung klar und zureichend ist.
Weitere Aufgaben und Merkmale werden womöglich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung in Anbetracht der beiliegenden Zeichnungen deutlich werden. Es ist jedoch ersichtlich, dass die Zeichnungen lediglich zum Zwecke der Verdeutlichung entworfen wurden und nicht als eine Definition der Beschränkungen der hier offenbarten Ausführungsbeispiele, für die auf die beiliegenden Patentansprüche Bezug genommen wird. Des Weiteren sind die Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu und beabsichtigen lediglich, falls nicht anders angegeben, das Konzept der Strukturen und Prozeduren, die hier beschrieben sind, zu verdeutlichen.
1 zeigt ein Szenario mit einem Fahrzeug 100. Das Fahrzeug 100 kann sich in einem stationären Zustand befinden oder kann auf einer Straße in Fahrtrichtung fahren.
Das Fahrzeug 100 kann zum Beispiel ein Transportmittel im weiteren Sinn umfassen, wie zum Beispiel einen Lastkraftwagen, einen Personenkraftwagen, ein Motorrad, einen Auflieger, einen Bus, ein Fahrrad, einen Zug, eine Straßenbahn, ein Flugzeug, ein Wasserfahrzeug, ein kabelgebundenes Transportmittel, eine luftgebundene Trambahn, einen Heber, eine Drohne, ein Raumschiff oder ähnliche bemannte oder unbemannte Beförderungsmittel, die sich zum Beispiel auf Rädern, Schienen, in der Luft, auf dem Wasser, im Vakuum oder in ähnlichen Medien fortbewegen.
Das Fahrzeug 100 kann konfiguriert sein, um sich auf einer Straße, einer Schiene, im Gelände, auf dem Wasser, in der Luft, im Weltraum usw. fortzubewegen.
Das Fahrzeug 100 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen fahrergesteuert oder fahrerlos (d.h. selbst gesteuert) sein. Um der Klarheit willen wird das Fahrzeug 100 jedoch nachstehend als mit einem Fahrer ausgestattet beschrieben werden.
Das Fahrzeug 100 umfasst eine Quelle elektromagnetischer Strahlung 110, die konfiguriert ist, um elektromagnetische Strahlung in einem Wellenlängenspektrum abzustrahlen, das schmaler als eine Schwellenwertspektralbreite ist, wie in 2 gezeigt ist, und wie weiterhin in dem entsprechenden Abschnitt der Offenbarung beschrieben werden wird. Die elektromagnetischer Strahlenquelle 110 kann in einigen Ausführungsbeispielen eine Diode oder einen Satz von Dioden; oder eine oder mehrere Leuchten mit einem Farbfilter; eine oder mehrere fluoreszierende Leuchten oder eine Leuchtstoffröhre mit einem Farbfilter oder eine Vorrichtung mit kohärentem Laser sein. Bei räumlich kohärentem Licht bewegen sich alle Photonen in Phase, wodurch eine Interferenz erzeugt werden kann, die als Speckles bezeichnet wird. Die Laservorrichtung kann ebenso eine hohe zeitliche Kohärenz aufweisen, was es ermöglicht, elektromagnetische Strahlung mit einem sehr schmalen Spektrum abzustrahlen, d.h. sie kann eine einzelne Lichtfarbe abstrahlen.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel gibt es ein Objekt 120, wie zum Beispiel einen Menschen, ein weiteres Fahrzeug, ein Tier, eines Struktur usw.
Des Weiteren umfasst das Fahrzeug 100 eine Kamera 130, die konfiguriert ist, um Reflexionen abgestrahlter elektromagnetischer Strahlung von dem Objekt 120 zu empfangen, wobei die elektromagnetische Strahlung durch die elektromagnetische Strahlenquelle 110 abgestrahlt wurde. Die Kamera 130 kann eine Kamera, eine Stereokamera, eine Infrarotkamera, eine Videokamera usw. umfassen, die konfiguriert ist, um Bilder aufzunehmen und/oder zu streamen.
In einigen Ausführungsbeispielen wird kohärentes Laserlicht durch die elektromagnetische Strahlenquelle 110 innerhalb des sichtbaren oder unsichtbaren Spektrums abgestrahlt. Da das Laserlicht kohärent ist, erzeugen Reflexionen von dem abgestrahlten Laserlicht, das von dem Objekt 120 reflektiert wurde, sich bewegende Speckles auf der Sensorenoberfläche der Kamera 130, wenn sich das Objekt 120 in Relation zu der Kamera 130 (und somit ebenso in Relation zu dem Fahrzeug 100) bewegt. Somit bewegt sich das Speckle-Muster, wenn das bestrahlte Objekt 120 sich in Relation zu der elektromagnetischen Strahlenquelle 110/Kamera 130 bewegt. Das Speckle-Muster befindet sich im stationären Zustand, wenn sich das abstrahlende Objekt 120 im stationären Zustand befindet.
Ein Speckle-Muster ist ein Intensitätsmuster, das durch die gegenseitige Interferenz eines Satzes von Wellenfronten erzeugt wird, die wiederum eine konstruktive/destruktive Interferenz aufgrund einer Weglängendifferenz erzeugen. Speckle-Muster treten typischerweise bei diffusen Reflexionen von monochromatischem Licht auf, wie bei Laserlicht. Die Speckles können weiterhin analysiert werden, um Informationen hinsichtlich relativer Geschwindigkeitsunterschiede zu gewinnen. Je schneller sich das lichtreflektierende Objekt 120 bewegt, desto schneller werden sich die Speckles auf der Sensorenoberfläche der Kamera 130 bewegen.
Es können Messungen bei einer Vielzahl von bestimmten Punkten, wie zum Beispiel auf einigen oder allen Pixeln der Kamerasensoroberfläche, durchgeführt werden. Dadurch kann ein zweidimensionales Bild oder ein Satz von Bildern in bestimmten Zeitrahmen erstellt werden, was die Geschwindigkeit des Objekts 120 zeigt.
Eine Speckle-Kontrastbildgabe/-messung oder eine Speckle-Musterbewegung zwischen aufeinanderfolgenden Kamerarahmen sind zwei verschiedene Verfahren, um eine Bewegung des reflektierenden Objekts 120 zu erfassen. Bei der Speckle-Kontrastbildgabe wird ein Kontrast des Speckle-Musters gemessen. Verschwommene Speckles bedeuten Bewegung, wenn die Shutter-Geschwindigkeit der Kamera 130 einigen Speckle eine Bewegung während der Zeit ermöglicht, während der das Bild aufgenommen wird. Der Lichtfleck kann dann verschwommen sein, da die Energie auf mehrere Pixel auf dem Sensorenbereich der Kamera 130 verteilt wird und sich der Kontrast verringert. Stationäre Speckle weisen einen hohen Kontrast auf, da sie sich nicht bewegen.
Die Photonen der reflektierten elektromagnetischen Strahlung, die durch die elektromagnetische Strahlenquelle 110 abgestrahlt wurde, fallen mit dem reflektierten Licht des Objekts 120 von anderen Lichtquellen zusammen. Dadurch wird es möglich, ein „normales“ Bild mit überlagerten Geschwindigkeitsinformationen auf der Grundlage der reflektierten elektromagnetischen Strahlung der elektromagnetischen Strahlenquelle 110 zu kombinieren und assoziieren. Des Weiteren können die Reflexionen des „normalen“ Bildes herausgefiltert werden, und lediglich die Geschwindigkeitsinformationen werden womöglich ausgegeben. Somit können womöglich lediglich Wiedergaben des sich bewegenden Objekts in der Fahrzeugumgebung an der Fahrer ausgegeben werden, was ihm/ihr hilft, sich auf die sich bewegenden Objekte in der Fahrzeugumgebung zu fokussieren; ebenso in einer Umgebung mit schlechtem Umgebungslicht, wie zu nächtlicher Zeit, bei Nebel, bei starkem Regen/Schnee/Hagel usw.
Die Kamera 130 und die elektromagnetische Strahlenquelle 110 in Kombination mit einer Laser-Speckle-Geschwindigkeitsmessung können zur Ausgabe einer Wiedergabe des Objekts 120 in einer Ausgabeeinheit verwendet werden, wie einem digitalem Rückspiegel; einer Anzeige in dem Fahrerraum des Fahrzeugs; einem Head-Up-Display; einer Anzeige, die in die Windschutzscheibe des Fahrzeugs 100 integriert ist; einem Projektor; einer intelligenten Brille, d.h. eine optische, auf dem Kopf getragene Anzeige, die in Form einer Brille ausgelegt ist; einem Lautsprecher; einer taktilen Vorrichtung usw. oder einer Kombination derer.
Dadurch kann eine Bildwiedergabe ausgegeben werden, wobei überlagerte Geschwindigkeitsinformationen bezüglich der Objekte 120 in der Umgebung, die sich bewegen, bereitgestellt werden können. In einigen Ausführungsbeispielen kann eine Betonung ausgegeben werden, die der Wiedergabe des Objekts 120 überlagert ist, wie zum Beispiel eine Farbe; oder eine Farbskala, die auf Geschwindigkeitsinformationen abgebildet ist. Ein weiteres Beispiel der Betonung kann zum Beispiel das periodische Aufleuchten der Darstellung des sich bewegenden Objekts 120; das Ausgeben eines Tonsignals/taktilen Signals; die Anzeige eines Rahmens um das sich bewegende Objekt 120 herum usw. sein.
In einigen Ausführungsbeispielen kann das Objekt 120 der Untergrund/die Straße unter dem Fahrzeug 100 sein, kann die elektromagnetische Strahlenquelle 110 auf den Untergrund/die Straße gerichtet sein und kann die Kamera 130 zum Aufnehmen reflektierter elektromagnetischer Strahlung von dem Objekt 120/der Straße gerichtet sein. Es kann dadurch bestimmt werden, ob sich das Fahrzeug 100 im stationären Zustand befindet oder nicht, was eine wichtige Voraussetzung für bestimmte Funktionen in dem Fahrzeug 100 sein kann, wie zum Beispiel das Öffnen der Fahrgasttüren in einem Bus; oder das Einschalten der Kabinenbeleuchtung usw.
1B zeigt das Fahrzeug 100, das bereits in 1A gezeigt wurde, in der Draufsicht. Hier ist gezeigt, wie sich das Objekt 120 hin zu dem Fahrzeug 100 in einer Anzahl bestimmter Zeitrahmen bewegt. Die elektromagnetische Strahlung, die von der elektromagnetischen Strahlenquelle 110 innerhalb eines schmalen elektromagnetischen Strahlenspektrums abgestrahlt ist, kann durch das Objekt 120 reflektiert werden, und die Reflexionen können durch die Kamera 130 aufgenommen werden.
Die elektromagnetische Strahlenquelle 110 und die Kamera 130 können hinsichtlich der normalen Fahrtrichtung des Fahrzeugs 100 nach vorne gerichtet sein. Das Objekt 120 kann dann ein voraus fahrendes Fahrzeug sein, und es kann in einigen Ausführungsbeispielen ein konstanter Abstand und ein Geschwindigkeitsverhältnis zu dem voraus fahrenden Fahrzeug hergestellt werden.
Die elektromagnetische Strahlung der elektromagnetischen Strahlenquelle 110 kann zum Beispiel durch ein optisches Element oder einen Satz optischer Elemente, wie Linsen, einen sphärischer Reflektor und/oder einen Spiegel erweitert werden, um eine Zone abzudecken, die es abzudecken gilt. In einigen Ausführungsbeispielen können beugende optische Anordnungen verwendet werden.
Ein kohärenter Laser stellt ein Speckle-Muster auf dem Kamerasensor bereit, wenn das Licht von einem sich bewegenden Objekt 120 reflektiert wird. Eine Frequenzanalyse oder eine Speckle-Kontrastmessung können dann die Geschwindigkeit des Objekts 120 bestimmen. Optische Filter können in einigen Ausführungsbeispielen angewendet werden, um Licht auszufiltern, das die Messwellenlänge stört. Die Geschwindigkeitsinformationen können dann ausgefilterte Geschwindigkeitsinformationen bezüglich der Wellenlänge des Lasers sein und dadurch Messfehler aufgrund einfallenden Umgebungslichts vermeiden. Alternativ können zwei (oder mehr) Kameras 130 verwendet werden; eine zur Aufnahme von Hintergrundbildern und eine zur Aufnahme von Geschwindigkeitsinformationen des sich bewegenden Objekts 120. Die Bilder/Informationen können dann miteinander abgeglichen und kalibriert werden. Dadurch können die Geschwindigkeitsinformationen den Hintergrundbildern überlagert werden. In einigen Ausführungsbeispielen kann der statische Hintergrund der Objekte, der sich nicht bewegt, auf einer Schwarz/weißskala ausgegeben werden, während die überlagerten Geschwindigkeitsinformationen des sich bewegenden Objekts (oder der sich bewegenden Objekte) 120 mit einer Farbe ausgegeben werden können.
Ein Vorteil bei den hier offenbarten Ausführungsbeispielen besteht darin, dass sich bewegende Objekte 120 zum Beispiel in der Dunkelheit erfasst werden können und leichter von der Umgebung unterscheidbar sind. Es kann andernfalls zum Beispiel schwierig sein, ein Tier, das Farben aufweist, die mit der Umgebung verschmelzen; eine Person mit dunklen Kleidern ohne Rückstrahler usw. zu entdecken
Es ist für den Fahrer möglich, sowohl eine „normale“ Ansicht der Umgebung, wie zum Beispiel in einem digitalen Spiegel, auf einem Schirm, der in der Windschutzscheibe integriert ist, usw. wahrzunehmen, als auch Geschwindigkeitsinformationen auf die gleiche Art und Weise zu erlangen. Dadurch muss der Fahrer nicht zwischen dem Blicken auf verschiedene Ausgabeeinheiten hin und her wechseln, was dem Fahrer ermöglicht, sich auf das kritischste Objekt in der Fahrzeugumgebung zu fokussieren.
In dem Fall, in dem das Fahrzeug 100 ein autonomes Fahrzeug ist, wie es der Fall sein kann, können die erlangten Geschwindigkeitsinformationen eines erfassten sich bewegenden Objekts 120 in Kombination mit einer Bewegungsrichtungsanalyse zum Bestimmen verwendet werden, ob das Fahrzeug 100 mit dem sich bewegenden Objekt 120 kollidieren wird oder nicht, und kann eine geeignete Maßnahme, wie einen Bremsvorgang, das Aktivieren der Hupe usw. auslösen.
2 zeigt einen Abschnitt 200 des elektromagnetischen Spektrums, d.h. Frequenzen und deren verbundenen Wellenlängen von bekannten Photonen (elektromagnetische Strahlung).
Das elektromagnetische Spektrum erstreckt sich im Allgemeinen von unterhalb der niedrigen Frequenzen, die für die moderne Funkkommunikation verwendet werden, bis hin zur Gammastrahlung bei dem Ende mit kurzer Wellenlänge (Hochfrequenz), wodurch Wellenlängen von Tausenden Kilometern bis hinunter zu einem Bruchteil der Größe eines Atoms abgedeckt werden. Der gezeigte Abschnitt betrifft eher sichtbares Licht, das bei Wellenlängen von 400 bis 700 nm liegt; Infrarotlicht (700 nm bis 1 mm) und ultraviolettes Licht (10 nm bis 400 nm).
Die elektromagnetische Strahlung der elektromagnetischen Strahlenquelle 110 wird in einem Wellenlängenspektrum 210 abgestrahlt, das schmaler als eine Schwellenwertspektralbreite 220 ist.
Die Schwellenwertspektralbreitet 220 kann vorbestimmt oder konfigurierbar sein, und kann ein schmales Spektralintervall umfassen, wie zum Beispiel 10 nm; 50 nm usw.
Ein Vorteil bei der Verwendung eines Lasers innerhalb des Infrarotlichtspektralintervalls besteht darin, dass das Infrarotlicht die anderen Verkehrsteilnehmer nicht stört. Ein weiterer Vorteil kann darin liegen, dass die Wärmeabgabe der sich bewegenden Objekte 120 als elektromagnetische Strahlenquelle verwendet werden kann.
Ein Vorteil bei der Verwendung eines Lasers innerhalb des sichtbaren Lichtspektrums besteht darin, dass andere Verkehrsteilnehmer das Laserlicht bemerken werden und den Blick abwenden. Somit können Sie Verletzungen auf dem Auge aufgrund des Lasers vermeiden.
3 zeigt ein Beispiel eines Fahrzeuginneren des Fahrzeugs 100 und beschreibt, wie das vorige Szenario in 1A und/oder 1B durch den Fahrer des Fahrzeugs 100 wahrgenommen werden kann.
Das Fahrzeug 100 umfasst eine Steueranordnung 310, eine objektsseitige Ausgabevorrichtung 320-1, die beabsichtigt, eine Wiedergabe von Objekten 120 außerhalb eines direkten Sichtbereichs des Fahrers anzuzeigen, und auf der rechten Seite des Fahrzeugs 100 befindlich ist, und eine linksseitige Ausgabevorrichtung 320-2, die beabsichtigt, eine Darstellung von Objekten 120 außerhalb des direkten Blickfelds des Fahrers anzuzeigen und die auf der linken Seite des Fahrzeugs 100 befindlich ist. Jede derartige Ausgabevorrichtung 320-1, 320-2 ist mit einer jeweiligen elektromagnetischen Strahlenquelle 110-1, 110-2 und einer Kamera 130-1, 130-2 assoziiert. Die elektromagnetische Strahlenquelle 110-1, 110-2 kann einen Laser; oder eine schmalbandige Lichtspektralstrahlenquelle umfassen; und es kann die Kamera 130-1, 130-2 typischerweise eine jeweilige Videokamera umfassen. Die Steueranordnung 310 kann eine einzelne Steuereinheit umfassen, oder eine Vielzahl von Steuereinheiten.
Somit umfasst das Fahrzeug 100 digitale Rückspiegel, die wiederum jeweils umfassen: eine Ausgabevorrichtung 320-1, 320-2; zumindest eine elektromagnetische Strahlenquelle 110-1, 110-2; zumindest eine Kamera 130-1, 130-2 und die Steueranordnung 310.
Die Ausgabevorrichtung 320-1, 320-2 kann in einigen alternativen Ausführungsbeispielen durch eine andere Vorrichtung ergänzt oder ersetzt werden, wie zum Beispiel eine Anzeige, einen Lautsprecher, einen Projektor, ein Head-UP-Display, eine Anzeige, die in die Windschutzscheibe des Fahrzeugs 100 integriert ist, eine Anzeige, die in das Armaturenbrett des Fahrzeugs 100 integriert ist, eine taktile Anzeige, eine tragbare Vorrichtung des Fahrzeugfahrers/-Eigentümers, eine intelligente Brille des Fahrzeugfahrers/-Eigentümers usw., oder eine Kombination derer.
In einigen Ausführungsbeispielen kann das Fahrzeug 100 jedoch eine Vielzahl zusätzlicher Sensoren auf jeder Seite des Fahrzeugs 100 zum Erfassen von Objekten 120 umfassen, die in verschiedenen Ausführungsbeispielen von derselben Art oder verschiedenen Arten sein können, wie zum Beispiel eine Kamera, eine Stereokamera, eine Infrarotkamera, eine Videokamera, ein Radar, ein Lidar, eine Ultraschallvorrichtung, eine Time-of-flight-Kamera oder eine ähnliche Vorrichtung.
Die Steueranordnung 310 ist konfiguriert, um das Objekt 120 zu erfassen und Steuersignale zum Ausgeben einer Wiedergabe des Objekts 120 an einen Fahrer des Fahrzeugs 100 über irgendeine der Ausgabevorrichtungen 320-1, 320-2 zu erzeugen. Ein oder mehrere Sensoren können in einigen Ausführungsbeispielen an die Steueranordnung 310 angefügt sein oder mit ihr assoziiert sein.
Die Steueranordnung 310 ist konfiguriert, um eine Quelle elektromagnetischer Strahlung 110-1 auszulösen, um elektromagnetische Strahlung in einem Wellenlängenspektrum 210 abzustrahlen, das schmaler als eine Schwellenwertspektralbreite 220 ist. Des Weiteren ist die Steueranordnung 310 konfiguriert, um Signale von der Kamera 130-1 zu erlangen, die Reflexionen der abgestrahlten elektromagnetischen Strahlung von dem Objekt 120 darstellen, die von der Kamera 130-1 empfangen sind. Die Steueranordnung 310 ist ebenso konfiguriert, um zu bestimmen, ob sich das Objekt 120 in Relation zu dem Fahrzeug 100 bewegt oder nicht, auf der Grundlage der erlangten Signale. Des Weiteren ist die Steueranordnung 310 konfiguriert, um einen Befehl zu erzeugen, um eine Wiedergabe des Objekts 120, das als sich bewegend bestimmt wurde, an den Fahrer des Fahrzeugs 100, die ein visuelle Betonung umfasst, über eine Ausgabevorrichtung 320-1 auszugeben. Diese visuelle Betonung kann eine Farbe, periodisch aufleuchtendes Leuchten bei der Kontur der Wiedergabe des Objekts 120, ein Rahmen um das sich bewegende Objekt 120 herum, ein Audiosignal, ein Lichtsignal, ein haptisches Signal usw. und/oder eine Kombination derer sein.
Dadurch wird das Risiko eines Unfalls aufgrund eines sich bewegenden Objekts, das in einer nahen Umgebung des Fahrzeugs 100 auftaucht, verringert, da dem Fahrer das Objekt 120 und dessen Position in Relation zu dem eigenen Fahrzeug 100 bewusst gemacht wird. Dadurch wird die Verkehrssicherheit erhöht.
Die Steueranordnung 310 kann mit den elektromagnetischen Strahlenquellen 110-1, 110-2, den Kameras 130-1, 130-2 und den Anzeigen 320-1, 320-2 zum Beispiel über einen drahtgebundenen oder drahtlosen Kommunikationsbus des Fahrzeug 100 oder über eine drahtgebundene oder drahtlose Verbindung kommunizieren. Der Kommunikationsbus kann zum Beispiel einen Controller Area Network-(CAN)-Bus, einen Internet/Local Area Network (LAN), einen medienorientierten System Transport-(MOST)-Bus oder Ähnliches umfassen. Die Kommunikation kann jedoch alternativ über eine optische Verbindung oder eine drahtlose Verbindung auf der Grundlage einer drahtlosen Kommunikationstechnologie durchgeführt werden.
Die Kameras 130-1, 130-2 können darauf gerichtet werden, Bilder auf der Rückseite und der Seite des Fahrzeugs 100 aufzunehmen. Die Kameras 130-1, 130-2 können eine Videokamera oder eine Kamera umfassen, die konfiguriert ist, um Bilder zu streamen. Die Kameras 130-1, 30-2 können ein Teil des digitalen Spiegels sein, der den Rückspiegel auf zwei jeweiligen Seiten des Fahrzeugs 100 ersetzt, zusammen mit der verbundenen Steueranordnung 310 und einer Anzeige 320-1, 320-2, die durch die Kameras 130-1, 130-2 aufgenommene Bilder ausgeben, die womöglich durch die Steueranordnung 310 bildverarbeitet wurden.
4 zeigt ein Beispiel eines Verfahrens 400 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Ablaufdiagramm in 4 zeigt das Verfahren 400 zur Verwendung in einem Fahrzeug 100. Das Verfahren 400 zielt auf ein Erfassen eines Objekts 120 und das Ausgeben einer Wiedergabe des Objekts 120 an einen Fahrer des Fahrzeugs 100 ab.
Das Fahrzeug 100 kann zum Beispiel ein Lastkraftwagen, ein Bus, ein Personenkraftwagen oder ein ähnliches Transportmittel sein.
Das Fahrzeug 100 kann in einigen Ausführungsbeispielen zum Beispiel eine oder mehrere Quellen elektromagnetischer Strahlung 110; und eine oder mehrere Kameras 130 umfassen, die auf das Objekt 120 gleichzeitig, zeitlich verschoben oder sequenziell gerichtet werden können. In dem Fall, in dem mehrere Quellen elektromagnetischer Strahlung 110 verwendet werden, können sie aufeinander eingestellt werden, um keine Interferenz zwischen ihnen zu erzeugen.
Das Objekt 120 kann ein weiteres Fahrzeug, ein Mensch, ein Tier, der Untergrund usw. sein.
Um korrekt in der Lage zu sein, das Objekt 120 zu erfassen und zu visualisieren, kann das Verfahren 400 eine Anzahl von Schritten 401 bis 406 umfassen. Einige dieser Schritte 401 bis 406 können jedoch auf verschiedene Arten und Weisen durchgeführt werden. Einige Verfahrensschritte können womöglich lediglich in einigen optionalen Ausführungsbeispielen ausgeführt werden, wie zum Beispiel Schritte 403 und/oder Schritt 406. Des Weiteren können die beschriebenen Schritte 401 bis 406 in einer etwas anderen chronologischen Reihenfolge durchgeführt werden, als dies die Nummerierung nahelegt. Das Verfahren 400 kann die nachfolgenden Schritte umfassen:
Schritt 401 umfasst das Abstrahlen elektromagnetischer Strahlung in einem Wellenlängenspektrum 210, das schmaler als eine Schwellenwertspektralbreite 220 ist. Elektromagnetische Strahlung kann in einigen Ausführungsbeispielen zum Beispiel sichtbares Licht, Licht nahe dem Infrarotbereich, infrarotes Licht und/oder ultraviolettes Licht umfassen.
Die elektromagnetische Strahlung kann in einigen Ausführungsbeispielen kohärent sein, d.h. Laserlicht umfassen.
Die Quelle elektromagnetischer Strahlung 110 kann in Synchronisation mit der Kamera 130 moduliert werden, um eine Interferenz aus elektromagnetischer Umgebungsstrahlung zu unterdrücken.
Schritt 402 umfasst ein Empfangen von Reflexionen der emittierten 401 elektromagnetischen Strahlung von dem Objekt 120. Die Reflexionen können durch eine Kamera 130 empfangen werden.
Des Weiteren kann in einigen bestimmten Ausführungsbeispielen das Empfangen der Reflexionen des Objekts 120 ebenso ein Identifizieren des Objekts 120 durch Bilderkennung umfassen.
Bilderkennung/Computersehen ist ein technisches Gebiet, das Verfahren zum Erlangen, Verarbeiten, Analysieren und Verstehen von Bildern und im allgemeinen von höherdimensionalen Daten aus der realen Welt umfasst, um numerische oder symbolische Informationen zu erzeugen. Ein Thema in der Entwicklung auf diesem Gebiet war das Nachbilden der Fähigkeiten des menschlichen Sehsinns durch elektronisches Wahrnehmen und Verstehen eines Bildes. Verstehen bedeutet in diesem Kontext die Umwandlung von visuellen Bildern (die Eingabe der Retina) in Beschreibungen der Welt, die mit anderen gedanklichen Prozessen eine Schnittstelle bilden kann und eine geeignete Maßnahme hervorrufen kann. Dieses Bildverstehen kann als das Herunterbrechen von symbolischen Informationen aus Bilddaten unter Verwendung von Modellen angesehen werden, die mit Hilfe von Geometrie, Physik, Statistik und Lerntheorie aufgebaut sind. Computersehen kann ebenso als das Unterfangen zum Automatisieren und Integrieren eines weiten Bereichs von Prozessen und Darstellungen für die bildliche Wahrnehmung beschrieben werden.
In einigen Ausführungsbeispielen kann der Ort des erfassten Objekts 120 in Relation zu dem Fahrzeug 100 bestimmt werden.
Schritt 403, der womöglich lediglich in einigen Ausführungsbeispielen umfasst ist, umfasst ein Ausfiltern von interferierender elektromagnetischer Strahlung außerhalb des Wellenlängenspektrums 210, in dem die elektromagnetische Strahlung emittiert 401 wurde.
Das heißt, Reflexionen und ankommendes Licht von anderen Quellen elektromagnetischer Strahlung, wie der Sonne oder Umgebungslicht, kann ausgefiltert werden.
Schritt 404 umfasst ein Bestimmen auf der Grundlage der empfangenen 402 Reflexionen, ob sich das Objekt 120 in Relation zu dem Fahrzeug 100 bewegt oder nicht.
In einigen Ausführungsbeispielen, in denen die abgestrahlte elektromagnetische Strahlung kohärent ist, kann bestimmt werden, ob sich das Objekt 120 bewegt oder nicht, durch Erfassen von Speckles, die durch die Empfangen 402 von Reflexionen des Objekts 120 erzeugt sind, wenn sequenzielle Abtastwerte in verschiedenen Zeitrahmen analysiert werden oder ein Speckle-Kontrast in einem einzelnen Rahmen in einigen Ausführungsbeispielen analysiert wird.
Eine Bewegungsrichtung des Objekts 120 kann auf der Grundlage einer erfassten Differenz in der Position des Objekts 120 zwischen einer Vielzahl von Rahmen bestimmt werden, in denen Reflexionen des Objekts 120 empfangen wurden 402.
In einigen Ausführungsbeispielen umfasst die Bestimmung, ob sich das Objekt 120 bewegt oder nicht, weiterhin ein Schätzen der Geschwindigkeit des Objekts 120. Die Objektgeschwindigkeit ist proportional zu den Bewegungen der Speckles auf dem Rezeptor der Kamera 130. Somit kann durch Bestimmen und Analysieren der Bewegungen der Speckles und/oder des Speckle-Kontrasts eine Schätzung der Objektgeschwindigkeit getätigt werden.
Ein Lock-in-Verstärker kann in einigen Ausführungsbeispielen verwendet werden, um ein Signal mit einer bekannten Trägerwelle aus einer verrauschten Umgebung zu entnehmen.
Schritt 405 umfasst das Ausgeben einer Wiedergabe des Objekts 120, das als sich bewegend bestimmt 404 wurde, an den Fahrer des Fahrzeugs 100, und die eine visuelle Betonung umfasst.
In einigen Ausführungsbeispielen, in denen die Geschwindigkeit des Objekts 120 geschätzt wurde, kann die Wiedergabe des Objekts 120 auf der Grundlage der geschätzten Geschwindigkeit ausgegeben werden.
Die ausgegebene Wiedergabe des Objekts 120 kann in Ausführungsbeispielen eine Bestätigung umfassen, dass sich das Fahrzeug 100 im stationären Zustand befindet, wenn das Objekt 120 in Relation zu dem Fahrzeug 100 als sich nicht bewegend bestimmt 404 wird, wobei das Objekt 120 durch den Untergrund dargestellt wird.
Die ausgegebene Darstellung kann verschiedene Formen annehmen, wie zum Beispiel Bilder, Videosequenzen, Ansichten aus mehreren Kameras oder mehrdimensionale Daten aus einem Abtaster.
Die visuelle Betonung kann durch eine Farbe; betonte Konturen; einen Rahmen um das sich bewegende Objekt 120 herum usw. dargestellt werden, wobei die visuelle Betonung einer Bildwiedergabe der Fahrzeugumgebung überlagert werden kann.
Verschiedene Geschwindigkeiten des Objekts 120 können in einigen Ausführungsbeispielen mit verschiedenen Farben abgebildet werden. Somit kann in einem beliebigen Beispiel eine Geschwindigkeit unterhalb eines ersten Schwellenwerts grau sein; eine Geschwindigkeit, die den ersten Schwellenwertpegel überschreitet und niedriger als ein zweiter Schwellwertpegel ist, kann grün sein; eine Geschwindigkeit, die den zweiten Schwellenwertpegel überschreitet und unterhalb eines dritten Schwellwertpegel liegt, kann gelb sein; während eine Geschwindigkeit, die den dritten Schwellenwertpegel überschreitet, rot sein kann.
Schritt 406, der womöglich lediglich in einigen Ausführungsbeispielen umfasst ist, umfasst ein Umschalten zwischen Ausgeben 405 einer Wiedergabe des Objekts 120, das als sich bewegend bestimmt 404 wurde, einschließlich der visuellen Betonung, und einem Kamerabild.
5 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Systems 500 in einem Fahrzeug 100 zum Erfassen eines Objekts 120 und zum Ausgeben einer Wiedergabe des Objekts 120 an einen Fahrer des Fahrzeugs 100.
Das System 500 kann zumindest einige der vorstehend beschriebenen Schritte 401 bis 406 gemäß dem Verfahren 400 durchführen, das vorstehend unter Bezugnahme auf 4 beschrieben wurde.
Das System 500 umfasst zumindest eine Steueranordnung 310 in dem Fahrzeug 100. Die Steueranordnung 310 ist konfiguriert, um eine Quelle elektromagnetischer Strahlung 110 auszulösen, um elektromagnetische Strahlung in einem Wellenlängenspektrum 210 abzustrahlen, das schmaler als eine Schwellenwertspektralbreite 220 ist. Des Weiteren ist die Steueranordnung 310 konfiguriert, um Signale aus einer Kamera 130 zu erlangen, die Reflexionen der abgestrahlten elektromagnetischen Strahlung von dem Objekt 120 darstellen, die wiederum durch die Kamera 130 empfangen sind. Die Steueranordnung 310 ist zudem konfiguriert, um auf der Grundlage der erlangten Signale zu bestimmen, ob sich das Objekt 120 in Relation zu dem Fahrzeug 100 bewegt oder nicht. Die Steueranordnung 310 ist weiterhin ebenso konfiguriert, um einen Befehl zum Ausgeben einer Wiedergabe des Objekts 120, das als sich bewegend bestimmt wurde, an den Fahrer des Fahrzeugs 100 einschließlich einer visuellen Betonung über eine Ausgabevorrichtung 320 zu erzeugen.
Die Steueranordnung 310 kann in einigen Ausführungsbeispielen konfiguriert sein, um zu bestimmen, ob sich das Objekt 120 bewegt oder nicht, durch Erfassen von Speckles, die durch die empfangenen Reflexionen des Objekts 120 erzeugt sind, wenn sequenzielle Abtastwerte in verschiedenen Zeitrahmen analysiert werden.
Des Weiteren kann die Steueranordnung 310 zudem konfiguriert sein, um eine Bewegungsrichtung des Objekts 120 auf der Grundlage einer erfassten Differenz in der Position des Objekts 120 zwischen einer Vielzahl von Zeitrahmen zu bestimmen, in denen Reflexionen des Objekts 120 empfangen wurden.
Zudem kann die Steueranordnung 310 ebenso konfiguriert sein, um eine Geschwindigkeit des Objekts 120 zu schätzen, wenn bestimmt wird, ob sich das Objekt 120 bewegt oder nicht. Des Weiteren kann die Steueranordnung 310 in einigen Ausführungsbeispielen konfiguriert sein, um einen Befehl zum Ausgeben der Wiedergabe des Objekts 120 auf der Grundlage der geschätzten Geschwindigkeit zu erzeugen.
Die Steueranordnung 310 kann weiterhin konfiguriert sein, um interferierende elektromagnetische Strahlung außerhalb des Wellenlängenspektrums 210 auszufiltern, in welchem die elektromagnetische Strahlung abgestrahlt wurde.
Die Steueranordnung 310 kann in einigen Ausführungsbeispielen ebenso konfiguriert sein, um eine Quelle elektromagnetischer Strahlung 110 in Synchronisation mit einer Kamera 130 zu modulieren, um eine Interferenz aus elektromagnetischer Umgebungsstrahlung zum Beispiel durch einen Lock-in-Verstärker zu unterdrücken.
Des Weiteren kann die Steueranordnung 310 ebenso zusätzlich konfiguriert sein, um die Wiedergabe des Objekts 120 über die Ausgabevorrichtung 320 auszugeben, wenn das Objekt 120 als sich nicht bewegend in Relation zu dem Fahrzeug 100 bestimmt wurde, wenn das Objekt 120 durch den Untergrund dargestellt wird.
Die Steueranordnung 310 kann ebenso konfiguriert sein, um zwischen dem Ausgeben der Darstellung des Objekts 120, das als sich bewegend bestimmt wurde, einschließlich der visuellen Betonung, über die Ausgabevorrichtung 320, und einem Kamerabild umzuschalten.
Die Steueranordnung 310 umfasst eine Empfangsschaltung 510, die konfiguriert ist, um ein Signal aus den Kameras 130-1, 130-2 und möglicherweise anderen Sensoren des Fahrzeugs 100 zu empfangen.
Des Weiteren umfasst die Steueranordnung 310 einen Prozessor 520, der konfiguriert ist, um zumindest einige Schritte des Verfahrens 400 gemäß einigen Ausführungsbeispielen durchzuführen.
Ein solcher Prozessor 520 kann eine oder mehrere Instanzen einer Verarbeitungsschaltung umfassen, zum Beispiel eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), eine Verarbeitungseinheit, eine Verarbeitungsschaltung, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), einen Mikroprozessor oder eine andere Verarbeitungslogik, die Anweisungen interpretieren und ausführen kann. Der hier verwendete Ausdruck „Prozessor“ kann somit eine Verarbeitungsschaltung darstellen, die eine Vielzahl von Verarbeitungsschaltungen umfasst, wie zum Beispiel irgendeine, einige oder alle der vorstehend beschriebenen und aufgezählten Schaltungen.
Des Weiteren kann die Steueranordnung 310 in einigen Ausführungsbeispielen einen Speicher 525 umfassen. Der optionale Speicher 525 kann eine physikalische Vorrichtung umfassen, die verwendet wird, um Daten oder Programme zu speichern, d.h. Sequenzen von Anweisungen auf einer zeitweiligen oder permanenten Grundlage. Gemäß einigen Ausführungsbeispielen kann der Speicher 525 integrierte Schaltungen umfassen, die siliziumbasierte Transistoren umfassen. Der Speicher 525 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen zum Beispiel eine Speicherkarte, einen Flash-Speicher, einen USB-Speicher, eine Festplatte oder irgend eine andere ähnliche flüchtige oder nicht-flüchtige Speichereinheit zum Speichern von Daten umfassen, wie zum Beispiel einen ROM (Festwertspeicher), einen PROM (programmierbarer Festwertspeicher), einen EPROM (löschbarer PROM), einen EEPROM (elektrisch löschbarer PROM) usw.
Des Weiteren kann die Steueranordnung 310 in einigen Ausführungsbeispielen einen Signalsender 530 umfassen. Der Signalsender 530 kann konfiguriert sein, um ein Signal zum Beispiel zu der Ausgabevorrichtung 320-1, 320-2, den Quellen elektromagnetischer Strahlung 110-1, 110-2 und/oder zum Beispiel einem Warnsystem oder einer Warnvorrichtung zu senden.
Zudem kann das System 500 ebenso zumindest eine Quelle elektromagnetischer Strahlung 110 umfassen, die konfiguriert ist, um elektromagnetische Strahlung in einem Wellenlängenspektrum 210 abzustrahlen, das schmaler als eine Schwellenwertspektralbreite 220 ist. In einigen Ausführungsbeispielen kann die elektromagnetische Strahlenquelle 110 konfiguriert sein, um kohärente elektromagnetische Strahlung abzustrahlen.
Des Weiteren umfasst das System 500 ebenso zumindest eine Kamera 130, die konfiguriert ist, um Reflexionen abgestrahlter elektromagnetischer Strahlung von dem Objekt 120 zu empfangen.
Das System 500 umfasst ebenso eine Ausgabevorrichtung 320, die konfiguriert ist, um eine Wiedergabe des Objekts 120 auszugeben.
Die zumindest eine Quelle elektromagnetischer Strahlung 110 und/oder zumindest eine Kamera 130 können/kann in einigen Ausführungsbeispielen einen anderen Hauptzweck als das Durchführen des Verfahrens 400 aufweisen, d.h. können/kann bereits in dem Fahrzeug 100 existieren.
Die Ausgabenvorrichtung 320 kann in einigen Ausführungsbeispielen zumindest einen digitalen Spiegel umfassen. In einigen Ausführungsbeispielen kann eine zusätzliche Kamera zum Aufnehmen eines Stroms von Bildern und eine Anzeige zum Anzeigen des aufgenommenen Stroms von Bildern der entsprechenden Kamera umfasst sein.
Die vorstehend beschriebenen Schritte 401 bis 406, die in dem Fahrzeug 100 durchzuführen sind, können durch den einen oder die mehreren Prozessoren 520 innerhalb der Steueranordnung 310 zusammen mit einem Computerprogrammprodukt zum Durchführen zumindest einiger der Funktionen der Schritte 401 bis 406 implementiert sein. Somit kann ein Computerprogrammprodukt, das Anweisungen zum Durchführen der Schritte 401 bis 406 in der Steueranordnung 310 umfasst, das Verfahren 400 umfassend zumindest einige der Schritte 401 bis 406 zum Erfassen eines Objekts 120 und zum Ausgeben einer Wiedergabe des Objekts 120 zu einem Fahrer des Fahrzeugs 100 durchführen, wenn das Computerprogramm in den einen oder die mehreren Prozessoren 520 der Steueranordnung 310 geladen wird.
Des Weiteren können einige Ausführungsbeispiele der Erfindung ein Fahrzeug 100 umfassen, das die Steueranordnung 310 umfasst, um das Objekt 120 zu erfassen und eine Wiedergabe des Objekts 120 zu einem Fahrer des Fahrzeugs 100 auszugeben, gemäß zumindest einigen der Schritte 401 bis 406.
Das Computerprogrammprodukt, das vorstehend beschrieben wurde, kann zum Beispiel in Form eines Datenträgers bereitgestellt werden, der einen Computerprogrammcode trägt, um zumindest einige der Schritte 401 bis 406 Gemäß einigen Ausführungsbeispielen durchzuführen, wenn es in den einen oder die mehreren Prozessoren 520 der Steueranordnung 310 geladen wird. Der Datenträger kann zum Beispiel eine Festplatte, eine CD-ROM, einen Speicher-Stick, eine optische Speichervorrichtung, eine magnetische Speichervorrichtung oder irgendein anderes geeignetes Medium sein, wie eine Platte oder ein Band, das maschinenlesbare Daten auf eine nicht-flüchtige Art und Weise bereithalten kann. Das Computerprogrammprodukt kann des Weiteren als Computerprogrammcode auf einem Server bereitgestellt werden und zu der Steueranordnung 310 entfernt zum Beispiel über das Internet oder eine Intranetverbindung heruntergeladen werden.
Die Terminologie, die in der Beschreibung der Ausführungsbeispiele gemäß den beiliegenden Zeichnungen verwendet wird, beabsichtigt keine Beschränkung des beschriebenen Verfahrens 400; der Steueranordnung 310; des Computerprogramms; des Systems 500 und/oder des Fahrzeugs 100. Verschiedene Änderungen, Ersetzungen und/oder Abänderungen können ohne Verlassen der erfinderischen Ausführungsbeispiele gemäß der Definition in den anhängigen Patentansprüchen durchgeführt werden.
Gemäß der Verwendung in dieser Beschreibung umfasst der Ausdruck „und/oder“ irgendeine und alle Kombinationen von einem oder mehreren der assoziierten Listenpunkte. Der Ausdruck „oder“ gemäß der Verwendung dieser Beschreibung ist als ein mathematisches ODER auszulegen, das heißt eine inklusive Disjunktion; nicht als ein mathematisches Exklusiv-Oder (XOR), sofern nicht anders angegeben. Die Singularformen „ein/eine“ und „der/die/das“ sind als „zumindest eine/r“ auszulegen und umfassen somit womöglich ebenso eine Vielzahl von Funktionseinheiten der gleichen Art sofern nicht anders angegeben. Es ist weiterhin ersichtlich, dass die Ausdrücke „einschließlich“, „umfassend“ und/oder „umfassen“ das Vorhandensein der angegebenen Merkmale, Maßnahmen, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Komponenten spezifiziert, aber nicht das Vorhandensein oder die Hinzufügung von einem oder mehreren anderen Merkmalen, Maßnahmen, Ganzzahlen, Schritten, Operationen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen derer ausschließt. Eine einzelne Einheit, wie zum Beispiel ein Prozessor, kann die Funktionen mehrerer Merkmale erfüllen, die in den Ansprüchen angegeben sind. Die bloße Tatsache, dass bestimmte Maßnahmen in gegenseitig verschiedenen abhängigen Ansprüchen angegeben sind, gibt nicht an, dass eine Kombination dieser Merkmale nicht vorteilhaft verwendet werden könnte. Ein Computerprogramm kann auf einem geeigneten Medium gespeichert/ausgegeben werden, wie einem optischen Speichermedium oder einem Festkörpermedium, das zusammen mit oder als Teil von Hardware angeboten wird, kann aber ebenso in anderen Formen verteilt werden, wie über das Internet oder ein anderes drahtgebundenes oder drahtloses Kommunikationssystem.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2011128142 [0012]
DE 102008003936 [0012]
JP 2004306779 [0012]

Claims

Verfahren (400) in einem Fahrzeug (100) zum Erfassen eines Objekts (120) und zum Ausgeben einer Wiedergabe des Objekts (120) an einen Fahrer des Fahrzeugs (100), wobei das Verfahren (400) umfasst: Abstrahlen (401) von elektromagnetischer Strahlung in einem Wellenlängenspektrum (210), das schmaler als eine Schwellenwertspektralbreite (220) ist; Empfangen (420) von Reflexionen der abgestrahlten (401) elektromagnetischen Strahlung von dem Objekt (120); Bestimmen (404), ob sich das Objekt (120) in Relation zu dem Fahrzeug (100) bewegt oder nicht, auf der Grundlage der empfangenen (402) Reflexionen; und Ausgeben (405) einer Wiedergabe des Objekts (120), das als sich bewegend bestimmt (404) wurde, an den Fahrer des Fahrzeugs (100), die eine visuelle Betonung umfasst.
Verfahren (400) gemäß Anspruch 1, wobei die elektromagnetische Strahlung kohärent ist, und wobei bestimmt (404) wird, ob sich das Objekt (120) bewegt oder nicht, durch Erfassen von Speckles, die bei Empfangen (402) von Reflexionen des Objekts (120) entstehen, wenn sequenzielle Abtastwerte in verschiedenen Zeitrahmen oder ein Speckle-Kontrast in einem einzelnen Abtastwert analysiert wird oder werden.
Verfahren (400) gemäß zumindest einem aus Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei eine Bewegungsrichtung des Objekts (120) auf der Grundlage einer erfassten Differenz in der Position des Objekts (120) zwischen einer Vielzahl von Zeitrahmen bestimmt (404) wird, in denen Reflexionen des Objekts (120) empfangen (402) wurden.
Verfahren (400) gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Bestimmung (404), ob sich das Objekt (120) bewegt oder nicht, weiterhin ein Schätzen der Geschwindigkeit des Objekts (120) umfasst; und wobei die Wiedergabe des Objekts (120) auf der Grundlage der geschätzten Geschwindigkeit ausgegeben wird.
Verfahren (400) gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, weiterhin umfassend: Ausfiltern (403) von interferierender elektromagnetischer Strahlung außerhalb des Wellenlängenspektrums (210), in welchem die elektromagnetische Strahlung abgestrahlt (401) wurde.
Verfahren (400) gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei eine Quelle elektromagnetischer Strahlung (110) in Synchronisation mit einer Kamera (130) moduliert wird, um eine Interferenz aus elektromagnetischer Umgebungsstrahlung zu unterdrücken.
Verfahren (400) gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Objekt (120) der Untergrund ist, und wobei die ausgegebene (405) Wiedergabe des Objekts (120) eine Bestätigung umfasst, dass sich das Fahrzeug (100) im stationären Zustand befindet, wenn das Objekt (120) bestimmt (404) wird, sich nicht in Relation zu dem Fahrzeug (100) zu bewegen.
Verfahren (400) gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7, weiterhin umfassend: Umschalten (406) zwischen dem Ausgeben (405) einer Wiedergabe des Objekts (120), das als sich bewegend bestimmt (404) wurde, einschließlich der visuellen Betonung, und einem Kamerabild.
Steueranordnung (310) in einem Fahrzeug (100) zum Erfassen eines Objekts (120) und zum Ausgeben einer Wiedergabe des Objekts (120) an einen Fahrer des Fahrzeugs (100), wobei die Steueranordnung (310) konfiguriert ist, um: eine Quelle elektromagnetischer Strahlung (110) auszulösen, um elektromagnetische Strahlung in einem Wellenlängenspektrum (210) abzustrahlen, das schmaler als eine Schwellenwertspektralbreite (220) ist; Signale aus einer Kamera (130) zu erlangen, die Reflexionen der abgestrahlten elektromagnetischen Strahlung von dem Objekt (120) darstellen, die wiederum durch die Kamera (130) empfangen sind; zu bestimmen, ob sich das Objekt (120) in Relation zu dem Fahrzeug (100) bewegt oder nicht, auf der Grundlage der erlangten Signale; und einen Befehl zu erzeugen, um eine Wiedergabe des Objekts (120), das als sich bewegend bestimmt wurde, an den Fahrer des Fahrzeugs (100) einschließlich einer visuellen Betonung über eine Ausgabevorrichtung (320) auszugeben.
Steueranordnung (310) gemäß Anspruch 9, die weiterhin konfiguriert ist, um zu bestimmen, ob sich das Objekt (120) bewegt oder nicht, durch Erfassen von Speckles, die durch die empfangenen Reflexionen des Objekts (120) entstehen, wenn sequenzielle Abtastwerte in verschiedenen Zeitrahmen analysiert werden oder ein Speckle-Kontrast in einem einzelnen Abtastwert analysiert wird.
Steueranordnung (310) gemäß zumindest einem aus Anspruch 9 oder Anspruch 10, die weiterhin konfiguriert ist, um eine Bewegungsrichtung des Objekts (120) auf der Grundlage einer erfassten Differenz in der Position des Objekts (120) zwischen einer Vielzahl von Rahmen zu bestimmen, in denen Reflexionen des Objekts (120) empfangen wurden.
Steueranordnung (310) gemäß zumindest einem der Ansprüche 9 bis 11, die weiterhin konfiguriert ist, um eine Geschwindigkeit des Objekts (120) zu schätzen, wenn bestimmt wird, ob sich das Objekt (120) bewegt oder nicht; und ebenso konfiguriert ist, um einen Befehl zum Ausgeben der Wiedergabe des Objekts (120) auf der Grundlage der geschätzten Geschwindigkeit zu erzeugen.
Steueranordnung (310) gemäß zumindest einem der Ansprüche 9 bis 12, die weiterhin konfiguriert ist, um interferierende elektromagnetische Strahlung außerhalb des Wellenlängenspektrums (210) auszufiltern, in welchem die elektromagnetische Strahlung abgestrahlt wurde.
Steueranordnung (310) gemäß zumindest einem der Ansprüche 9 bis 13, die weiterhin konfiguriert ist, um eine Quelle elektromagnetischer Strahlung (110) in Synchronisation mit einer Kamera (130) zu modulieren, um eine Interferenz aus elektromagnetischer Umgebungsstrahlung zu unterdrücken.
Steueranordnung (310) gemäß zumindest einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei das Objekt (120) der Untergrund ist, und wobei die Steueranordnung (310) weiterhin konfiguriert ist, um die Wiedergabe des Objekts (120) über die Ausgabevorrichtung (320) auszugeben, wenn das Objekt (120) bestimmt wird, sich nicht in Relation zu dem Fahrzeug (100) zu bewegen.
Steueranordnung (13) gemäß zumindest einem der Ansprüche 8 bis 13, die weiterhin konfiguriert ist, um zwischen dem Ausgeben der Wiedergabe des Objekts (120), das als sich bewegend bestimmt wurde, einschließlich der visuellen Betonung über die Ausgabevorrichtung (320) und einem Kamerabild umzuschalten.
System (500) in einem Fahrzeug (100) zum Erfassen eines Objekts (120) und zum Ausgeben einer Wiedergabe des Objekts (120) an einen Fahrer des Fahrzeugs (100), wobei das System (500) umfasst: eine Steueranordnung (310) gemäß Ansprüchen 9 bis 16; eine Quelle elektromagnetischer Strahlung (110), die konfiguriert ist, um elektromagnetische Strahlung in einem Wellenlängenspektrum (210) abzustrahlen, das schmaler als eine Schwellenwertspektralbreite (220) ist; eine Kamera (130), die konfiguriert ist, um Reflexionen abgestrahlter elektromagnetischer Strahlung von dem Objekt (120) zu empfangen; und eine Ausgabevorrichtung (320), die konfiguriert ist, um eine Darstellung des Objekts (120) auszugeben.
System (500) gemäß Anspruch 17, wobei die Quelle elektromagnetischer Strahlung (110) konfiguriert ist, um kohärente elektromagnetische Strahlung abzustrahlen.
Computerprogramm, das Programmcode zum Durchführen eines Verfahrens (400) gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 8 umfasst, wenn das Computerprogramm in einer Steueranordnung (310) gemäß zumindest einem der Ansprüche 9 bis 16 ausgeführt wird.
Fahrzeug (100), das ein System (500) gemäß zumindest einem aus Anspruch 17 oder Anspruch 18 umfasst.