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Die Erfindung betrifft ein Kamerasystem für ein Fahrzeug mit wenigstens einer hinter einer Windschutzscheibe angeordneten Kamera nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Nachkalibrieren der wenigstens einen Kamera eines solchen Kamerasystems.
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Der Einbau von Kameras hinter einer Windschutzscheibe, sodass die Kamera von der Windschutzscheibe geschützt wird, und dass ein die Windschutzscheibe reinigender sogenannter Scheibenwischer im Falle des Beschlagens oder im Falle von Niederschlag auch der Kamera zugutekommt, sind soweit aus dem Stand der Technik bekannt. Die Windschutzscheibe wird damit als Schutzabdeckung quasi zu einem Teil des Kamerasystems. Rein beispielhaft kann in diesem Zusammenhang auf die
DE 10 2005 062 272 A1 hingewiesen werden, welche ein derartiges Kamerasystem als Teil eines Spurhalteassistenten beschreibt.
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In der Praxis ist es nun so, dass Kameras, aber auch andere optische Sensoren bei sich ändernden Außentemperaturen für ideale Messergebnisse eigentlich neu kalibriert werden müssten, um die temperaturbedingten Spannungen der Linsen zu korrigieren. In der Praxis ist dies jedoch hinsichtlich des Aufwands kaum zu machen, sodass bei hohen oder ungewöhnlich niedrigen Temperaturen eben keine ideale Leistung möglich ist. Dies wird soweit akzeptiert. Häufig wird auch ein qualitativ weniger hochwertiges Linsenmaterial genutzt, welches dann jedoch den Vorteil bietet, dass es sich bei Temperaturschwankungen weniger stark ausdehnt bzw. zusammenzieht. Um auch bei Extremtemperaturen brauchbare Ergebnisse zu erhalten, wird also über den gesamten Messbereich hinweg auf einen Teil der prinzipiell möglichen Qualität verzichtet.
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Ferner ist es bei Windschutzscheiben so, dass diese häufig mit einem Abschattungsdekor in ihrem oberen Randbereich ausgebildet sind, um beispielsweise ein Blenden des Fahrers zu verhindern, oder auch um aus ästhetischen Gründen die beim Einkleben entstehenden ungleichmäßigen Kleberaupen nicht von außen sichtbar zu machen. Dieses Dekor ragt dabei einen Teil in die Windschutzscheibe hinein. Es kann auch in einen Teil des Sichtfeldes wenigstens einer hinter der Windschutzscheibe angebrachten Kamera hineinragen. Typischerweise wird jedoch nur ein gewisser Sichtbereich der Kamera genutzt, die Ränder des Sichtfeldes der Kamera werden typischerweise abgeschnitten.
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Aus der oben bereits genannten
DE 10 2005 062 272 A1 ist es nun bekannt, dass ein solches Dekor in die Windschutzscheibe eingeätzt, auf diese aufgedruckt oder in Form einer Folie aufgebracht werden kann. Insbesondere beschreibt die genannte Schrift dabei eine Folie als Dekor, welche zwischen die beiden Gläser der aus Sicherheitsglas ausgebildeten Windschutzscheibe eingebracht wird.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein Kamerasystem für ein Fahrzeug sowie ein Verfahren zum Nachkalibrieren eines solchen Kamerasystems anzugeben, welche den Einsatz von hochwertigen Linsenmaterialien und eine qualitativ hochwertige Abbildeoptik über alle auftretenden Temperaturbereiche hinweg ermöglicht.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Kamerasystem mit den Merkmalen im Anspruch 1, und hier insbesondere im Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst. Außerdem löst ein Verfahren zum Nachkalibrieren der wenigstens einen Kamera eines solchen Kamerasystems im Anspruch 5 die Aufgabe. Sowohl hinsichtlich des Kamerasystems als auch hinsichtlich des Verfahrens ergeben sich vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen aus den hiervon abhängigen Unteransprüchen.
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Bei dem erfindungsgemäßen Kamerasystem für ein Fahrzeug ist es vorgesehen, dass die Windschutzscheibe, hinter welcher die wenigstens eine Kamera angeordnet ist, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist, ein Abschattungsdekor aufweist, welches im Sichtfeld der Kamera, typischerweise jedoch nicht im Sichtbereich derselben liegt. Erfindungsgemäß ist es so, dass in das Abschattungsdekor eine Grafik mit definiertem Muster eingebracht ist. Eine solche Grafik mit einem vorab definierten und prinzipiell bekannten Muster wird dabei von der wenigstens einen Kamera durchgängig erfasst. Sie liegt jedoch außerhalb des für die Kamerafunktionen genutzten Sichtbereichs, sodass die Erfassung prinzipiell unkritisch ist und die Funktionalität der Kamera nicht stört. Kommt es nun jedoch zu Temperaturschwankungen im Bereich der Kamera und der Windschutzscheibe, dann kann ein eventuell verzerrtes Bild der Kamera sehr leicht daran erkannt werden, dass auch die Grafik mit dem definierten Muster entsprechend verzerrt ist. Da dem System nun einerseits bekannt ist, wie das grafische Muster aussehen soll und da andererseits ein Bild des grafischen Musters vorliegt, wie es aktuell aussieht, ist es nun möglich, die Kamera nachzukalibrieren, um so Abweichungen, welche aufgrund von Temperatureinflüssen auf die Linsen des Kamerasystems entstehen, auszugleichen. Die Grafik kann also ohne in den tatsächlichen Sichtbereich der Kamera hineinzuragen, die Qualität der aufgenommenen Kamerabilder über den gesamten Temperaturbereich ihres Betriebs hinweg verbessern.
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Das erfindungsgemäße Verfahren sieht es dementsprechend vor, dass das bekannte grafische Muster im Sichtfeld, aber außerhalb des Sichtbereichs der Kamera erfasst und mit einer gespeicherten Vorgabe des grafischen Musters zum Kalibrieren verglichen wird, um im eben schon angesprochenen Sinn ein Nachkalibrieren der Kamera vorzunehmen.
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Das grafische Muster kann gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Idee dabei als Code, beispielsweise als Barcode oder insbesondere als QR-Code ausgebildet sein. Ein solcher QR-Code eignet sich hervorragend, um die Kamera nachzukalibrieren, falls es zu temperaturbedingten Verzerrungen der Abbildung kommt.
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Das Abschattungsdekor kann gemäß einer sehr günstigen Ausgestaltung der Idee durch eine Folie oder einen Aufdruck auf einem oder zwischen zwei Gläsern der Windschutzscheibe ausgebildet sein, wobei das grafische Muster in den Aufdruck oder die Folie eingelasert ist. Durch ein solches eingelasertes Muster lässt sich mit vertretbarem Aufwand ein geometrisch hochgenaues vordefiniertes grafisches Muster, beispielsweise ein QR-Code, in das Abschattungsdekor einbringen, welcher dann ausreichend präzise ist, um eine zuverlässige Nachkalibrierung der Kamera in jedem Fall zu gewährleisten.
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Gemäß einer weiteren sehr vorteilhaften Ausgestaltung der Idee kann es ferner vorgesehen sein, dass jeder Windschutzscheibe ein eindeutiges grafisches Muster zugeordnet ist. Beispielsweise könnte in einem QR-Code der Hersteller und eine Seriennummer der Windschutzscheibe codiert werden. Damit ist neben der Funktionalität der Kalibrierung des Kamerasystems durch das grafische Muster in der Windschutzscheibe auch erkennbar, ob die Windschutzscheibe gegebenenfalls ausgewechselt wurde. In dem Fall könnte dann gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Hinweis auf die Notwendigkeit einer Grundkalibrierung erfolgen. So könnte beispielsweise bei einer ausgetauschten Windschutzscheibe, welche durch ein verändertes grafisches Muster von dem Kamerasystem erkannt wird, im Multifunktionsdisplay des Fahrzeugs ein entsprechender Hinweis erfolgen, dass die Windschutzscheibe ausgetauscht worden ist, und dass eine Nachkalibrierung erfolgen muss, um beispielsweise den Spurhalteassistent sicher und funktionsfähig einsetzen zu können oder um beispielsweise bei einer Stereokamera eine weiterhin funktionierende und zuverlässige Abstandsmessung zu Gegenständen im Frontbereich des Fahrzeugs zu gewährleisten.
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Bei der Ausgestaltungsvariante mit einer eindeutigen Zuordnung des grafischen Musters, beispielsweise eines QR-Codes, zu der jeweiligen Windschutzscheibe wäre es ferner denkbar, dass diese Information in einer Datenbank, beispielsweise auf einem Backendserver des Fahrzeugherstellers, entsprechend hinterlegt ist. Eine verfahrensgemäße Ausgestaltung könnte es dann vorsehen, dass bei einem veränderten grafischen Muster eine Datenbankfernabfrage zu dem grafischen Muster in einer Datenbank des Fahrzeugherstellers erfolgt. Bei dort nicht bekanntem grafischen Muster kann dann durch die Software auf dem Backendserver des Fahrzeugherstellers rückgeschlossen werden, dass eine nicht zertifizierte Windschutzscheibe als Ersatzteil eingebaut worden ist. Es kann dann ein entsprechender Hinweis in dem Fahrzeug ausgegeben werden, dass es sich nicht um ein Originalteil handelt, und dass daraus eventuell ein Sicherheitsrisiko resultieren kann, da gegebenenfalls durch ein solches nachgemachtes Ersatzteil im Sichtfeld der Kamera unerwünschte Abschattungen oder Verwerfungen im Glas vorliegen, welche letzten Endes die verkehrssichere Funktion der Kamera gefährden könnten.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Idee ergeben sich auch aus dem Ausführungsbeispiel, welches nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben ist.
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Dabei zeigen:
- 1 schematische Seitenansicht eines Kamerasystems für ein Fahrzeug hinter einer Windschutzscheibe; und
- 2 Ausschnitt einer Windschutzscheibe des Kamerasystems.
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In der Darstellung der 1 ist ein Kamerasystem 1 für ein hier nicht dargestelltes Fahrzeug zu erkennen. Es umfasst eine mit 2 bezeichnete Kamera, welche hinter einer mit 3 bezeichneten Windschutzscheibe des nicht dargestellten Fahrzeugs angeordnet ist. In der Darstellung der 1 ist durch die zwei bis zur Windschutzscheibe laufenden mit 4 bezeichneten Linien ein Sichtfeld der Kamera 2 eingezeichnet. Neben diesem Sichtfeld 4 gibt es noch die durch die Windschutzscheibe hindurchlaufenden Linien, welche hier mit 5 bezeichnet sind. Diese symbolisieren einen Sichtbereich der Kamera 2, also den Bereich, welcher letzten Endes tatsächlich genutzt wird, während die Ränder zwischen der Ausdehnung des Sichtfeldes 4 und außerhalb des Sichtbereichs 5 entsprechend abgeschnitten werden.
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In der Durchsicht durch die Windschutzscheibe 3, wie sie in der Darstellung der 2 zu erkennen ist, sind die Linien 4 und 5 ebenfalls eingezeichnet, sowohl der Sichtbereich 5 als auch das Sichtfeld 4 sind dann als typischerweise runde Ausschnitte durch die Schrägstellung der Windschutzscheibe 3 entsprechend oval. Die Windschutzscheibe 3 weist in ihrem oberen Bereich ein Abschattungsdekor 6 auf, welches in beiden Figuren eingezeichnet und in der 2 als schwarzer Streifen am oberen Rand der Windschutzscheibe zu erkennen ist. Dieses Abschattungsdekor 6 kann beispielsweise durch einen Aufdruck, durch eine aufgeklebte Folie oder auch durch eine zwischen zwei Scheiben der typischerweise aus Sicherheitsglas ausgebildeten Windschutzscheibe 3 realisiert sein. Innerhalb des Sichtfeldes 4 der Kamera 2, jedoch außerhalb des Sichtbereichs 5 befindet sich nun ein mit 7 bezeichnetes grafisches Muster. Diese Grafik ist in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel als sogenannter QR-Code 7 ausgebildet. Die Grafik 7 weist dabei ein definiertes Muster auf. Beim QR-Code sind dies die schwarzen Quadrate mit den darum laufenden quadratischen Kanten sowie die insgesamt quadratische Form des gesamten QR-Codes. Dies Form lässt sich nun entsprechend in einer Steuerungseinrichtung für die Kamera 2, welche in die Kamera 2 integriert oder auch extern von dieser ausgeführt sein kann, entsprechend hinterlegen. Dem Steuerungssystem ist dann bekannt, wie das grafische Muster, hier also der QR-Code 7, auszusehen hat.
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Kommt es aufgrund von Temperaturschwankungen zu einer Verzerrung im Bereich einer Linse 8 der Kamera 2, dann wird insbesondere der Bereich mit dem zwar erfassten, nicht jedoch im Sichtbereich 5 liegenden QR-Code 7 ebenfalls verzerrt. Eine solche Verzerrung des QR-Codes 7 kann durch einen Vergleich mit dem gespeicherten vorgegebenen QR-Code 7 sehr einfach erkannt werden. Damit ist es möglich, die Kamera 2 nachzukalibrieren und die von der Kamera 2 aufgenommenen Bilder dementsprechend so zu verändern, dass der QR-Code 7 wieder exakt so erkannt wird, wie er tatsächlich aussieht und dementsprechend im Steuerungssystem der Kamera 2 gespeichert ist. Über den gesamten Temperaturbereich kann also ein Zusammenziehen oder Ausdehnen der Linse 8 der Kamera 2 durch ein Nachkalibrieren über den im Sichtfeld 4 erkannten QR-Code 7 kompensiert werden.
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Der QR-Code 7 oder prinzipiell auch ein Barcode oder jede andere Art von grafischem Muster erlaubt es außerdem, der Windschutzscheibe 3 eine eindeutige Codierung zu geben. Wird die Windschutzscheibe 3 nun ausgetauscht, kann auch dies erkannt werden, weil der Code sich gänzlich verändert hat und nicht mehr mit dem gespeicherten vorgegebenen Code übereinstimmt. In diesem Fall kann beispielsweise die Aufforderung zu einer notwendigen Grundkalibrierung des Kamerasystems 1 erfolgen. Dies kann beispielsweise durch einen Warnton oder insbesondere durch eine Textanzeige in einem Multifunktionsdisplay des Fahrzeugs realisiert werden. Prinzipiell ist es auch möglich, über den QR-Code 7 nicht zertifizierte und gegebenenfalls gefälschte Ersatzteile zu erkennen, wenn die eindeutig einer der Windschutzscheibe 3 zugeordneten QR-Codes 7 in einer Datenbank des Fahrzeugherstellers hinterlegt werden. Wird nun ein veränderter QR-Code 7 durch die Kamera 2 erfasst, dann kann beispielsweise über eine Datenfernabfrage auf einem Backendserver des Fahrzeugherstellers rückgefragt werden, ob eine Windschutzscheibe 3 mit dem erkannten QR-Code 7 dort als Original-Ersatzteil registriert ist. Ist dies nicht der Fall, kann der Kunde im Fahrzeug darauf hingewiesen werden, da durch fehlerhafte und nicht zertifizierte Ersatzteile gegebenenfalls ein Sicherheitsrisiko entstehen kann, z.B. wenn im Sichtbereich 5 der wenigstens einen Kamera 2 beispielsweise durch Verzerrungen oder dort angebrachte Aufdrucke das Sichtfeld und das Kameraergebnis nachteilig beeinflusst wird, was letztlich zu einem Sicherheitsrisiko werden kann. Auch andere Sicherheitsrisiken können von nicht zertifizierten und gegebenenfalls fehlerhaften oder gefälschten Windschutzscheiben 3 als Ersatzteile ausgehen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005062272 A1 [0002, 0005]
