DE102019200421A1

DE102019200421A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Unterdrückung von Scheibenspiegelungen

Info

Publication number: DE102019200421A1
Application number: DE102019200421.0A
Authority: DE
Inventors: Thomas Fechner; Dieter Krökel
Original assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Current assignee: Continental Autonomous Mobility Germany GmbH
Priority date: 2019-01-16
Filing date: 2019-01-16
Publication date: 2020-07-16

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kamerasystem (1) für ein Kraftfahrzeug umfassend zumindest eine erste Kamera (1a) mit einer Bildverarbeitungseinrichtung und zumindest eine zweite Kamera (1b) mit einer weiteren Bildverarbeitungseinrichtung wobei die erste (1a) und die zweite Kamera (1b) innerhalb eines Fahrzeugs angeordnet sind und auf eine Scheibe, insbesondere eine Windschutzscheibe (2), des Kraftfahrzeugs ausgerichtet sind, wobei die erste Kamera (1a) auf entfernte Objekte fokussiert ist, wobei die zweite Kamera (1b) auf einen Nahbereich fokussiert ist, wobeidie zweite Kamera (1b) dazu ausgebildet ist Spiegelungen (4) auf der Scheibe zu erfassen und wobeimittels der Bildverarbeitungseinrichtung der ersten Kamera (1a) ein Bild der zweiten Kamera (1b) von einem Bild der ersten Kamera (1a) subtrahierbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Unterdrückung von Scheibenspiegelungen.
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, unerwünschte Scheibenspiegelungen mittels Streulichtblenden zu unterdrücken. Weiterhin ist bekannt Polarisationsfilter zu verwenden, um die Spiegelungen zu unterdrücken.
Nachteilig hierbei ist, dass mechanische Streulichtblenden bei großen Öffnungswinkeln der Kamera so groß werden können, dass diese das Sichtfeld des Fahrers beeinträchtigen. Des Weiteren verursachen Streulichtblenden, wenn Sonnenlicht auf sie fällt, ein ungewünschtes Hintergrundsignal, das insgesamt das Nutzsignal anhebt und zu erkennende Strukturen verwischt. Dabei sinkt wegen der nichtlinearen Kennlinie der hoch dynamischen Imager der Kontrast der zu erkennenden Strukturen überproportional ab.
Es ist demnach eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Auswirkungen von Scheibenspiegelungen auf eine effiziente und zuverlässige Art zu reduzieren.
Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche 1 und 7 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erste Überlegungen waren dahingehend keine oder lediglich eine verkleinerte Streulichtblende zu verwenden. Hierfür ist es allerdings nötig die Spiegelungen anderweitig zu unterdrücken ohne den Erfassungsbereich der Kamera oder den Sichtbereich des Fahrers zu beeinträchtigen.
Erfindungsgemäß wird deshalb ein Kamerasystem für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen umfassend zumindest eine erste Kamera mit einer Bildverarbeitungseinrichtung und zumindest eine zweite Kamera mit einer weiteren Bildverarbeitungseinrichtung wobei die erste und die zweite Kamera innerhalb eines Fahrzeugs angeordnet sind und auf eine Scheibe, insbesondere eine Windschutzscheibe, des Kraftfahrzeugs ausgerichtet sind, wobei die erste Kamera auf entfernte Objekte fokussiert ist, wobei die zweite Kamera auf einen Nahbereich fokussiert ist, wobei
die zweite Kamera dazu ausgebildet ist Spiegelungen auf der Scheibe zu erfassen und wobei
mittels der Bildverarbeitungseinrichtung der ersten Kamera ein Bild der zweiten Kamera von einem Bild der ersten Kamera subtrahierbar ist.
Unter einem Nahbereich wird hierbei ein Bereich von dem Kamerasystem von der Windschutzscheibe bis maximal zum Armaturenbrett verstanden. Die erste Kamera ist hierbei eine übliche Frontkamera zur Umfelderfassung vor dem Fahrzeug. Die zweite Kamera stellt eine Zusatzkamera dar, welche nur bedingt für die Umfelderfassung geeignet ist. Bei den durch die zweite Kamera erfassten Spiegelungen handelt es sich insbesondere solche, welche beispielsweise durch Gegenstände auf dem Armaturenbrett hervorgerufen werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Bildverarbeitungseinrichtung der zweiten Kamera dazu ausgestaltet, in dem Bild erkannte Spiegelungen gegenüber dem Hintergrund zu filtern.
Bevorzugt ist die Bildverarbeitungseinrichtung der zweiten Kamera weiter dazu ausgestaltet, die gefilterten Spiegelungen scharf und den Hintergrund unscharf darzustellen. Dies ist vorteilhaft, um die Spiegelungen eindeutig erkennen zu können. Weiterhin wird durch ein unscharfes Hintergrundbild das Bild der ersten Kamera kaum beeinflusst.
Besonders bevorzugt ist die Bildverarbeitungseinrichtung der zweiten Kamera weiter dazu ausgestaltet die erfassten Spiegelungen vor dem Subtrahieren zu defokussieren. Durch das Defokussieren werden die Bilder der Spiegelungen der zweiten Kamera in die unscharfe Darstellung der ersten Kamera überführt. Auf diese Weise wird das Ergebnis der Subtraktion verbessert da nun die Darstellungen der Spiegelungen in den jeweiligen Bildern identisch ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die zweite Kamera eine geringere Auflösung als die erste Kamera auf. Da die zweite Kamera lediglich auf einen Nahbereich fokussiert ist, sind die Anforderungen an die Auflösung nicht so hoch wie bei einer regulären Frontkamera, welche auf entfernte Objekte fokussiert ist, weswegen eine günstigere Kamera als zweite Kamera verwendet werden kann.
Weiterhin ist besonders bevorzugt, dass die erste und die zweite Kamera derart angeordnet sind, dass sich ein Erfassungsbereich der zweiten Kamera zumindest teilweise mit einem Erfassungsbereich der ersten Kamera überschneidet. Der Überschneidungsbereich liegt dabei in einem Bereich in welchem der Erfassungsbereich der ersten Kamera die Windschutzscheibe schneidet und welcher oberhalb des Armaturenbretts liegt.
Weiter wird erfindungsgemäß ein Verfahren zur Unterdrückung eines Spiegelbildes auf einer Scheibe insbesondere einer Windschutzscheibe eines Fahrzeugs mit den folgenden Schritten vorgeschlagen:

- Aufzeichnen eines ersten Bildes mit einer ersten Kamera, wobei die erste Kamera auf entfernte Objekte fokussiert ist,
- Aufzeichnen eines zweiten Bildes mit einer zweiten Kamera, wobei die zweite Kamera auf einen Nahbereich fokussiert ist,
- Ermitteln von Spiegelungen in dem zweiten Bild,
- Subtrahieren des Bildes der zweiten Kamera von dem Bild der ersten Kamera.

Durch das Verfahren werden demnach die erkannten Spiegelungen durch Subtraktion des zweiten Bildes von dem ersten Bild herausgerechnet, um ein entstörtes Bild der ersten Kamera zu erhalten.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens werden in einem Schritt Spiegelungen gegenüber dem Hintergrund in dem aufgenommenen Bild der zweiten Kamera gefiltert.
Bevorzugt werden als Resultat des Filterns die Spiegelungen scharf und der Hintergrund unscharf in dem Bild dargestellt.
Das Filtern der Spiegelungen ist dabei abhängig von der Kamera, welche als zweite Kamera verwendet wird. Wird beispielsweise eine Kamera verwendet, welche bereits ein sehr unscharfes Hintergrundbild generiert das Filtern auf ein Minimum reduziert oder gänzlich darauf verzichtet werden.
Besonders bevorzugt werden in einem weiteren Schritt c1 die ermittelten Spiegelungen vor dem Subtrahieren defokussiert.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Ausführungsformen ergeben sich aus den Zeichnungen.
Darin zeigen:

1: eine schematische Darstellung eines Kamerasystems gemäß dem Stand der Technik;
2: ein schematisches Kamerabild eines Kamerasystems gemäß 1;
3: eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kamerasystems;
4: ein schematisches Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Kamerasystems gemäß dem Stand der Technik. Das Kamerasystem umfasst dabei eine Frontkamera 1a welche hinter einer Scheibe, in diesem Fall einer Windschutzscheibe 2 angeordnet ist. Die Kamera 1a weist einen Erfassungsbereich E1a auf, welcher unter anderem einen Teil der Windschutzscheibe 2 erfasst. Durch einen Gegenstand 3 auf dem Armaturenbrett 5 wird eine Spiegelung 4 auf der Scheibe 2 erzeugt und von der Kamera 1a aufgenommen.
2 offenbart ein schematisches Kamerabild eines Kamerasystems gemäß 1. In dem Kamerabild 6 wird schematisch eine Fahrbahn 7 dargestellt, welche an den Fahrbahnrändern Leitpfosten 8 aufweist. Weiterhin ist gezeigt, wie sich eine Spiegelung 4 beispielsweise in dem Bild 6 darstellen kann. Für die Frontkamera 1a ist in diesem Fall nicht unterscheidbar, ob es sich bei dem Objekt um eine Spiegelung 4 oder um ein Hindernis auf der Fahrbahn 7 handelt. Aus diesem Grund ist es notwendig derartige Scheibenspiegelungen zu unterdrücken.
In 3 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kamerasystems 1 gezeigt. Das Kamerasystem 1 umfasst dabei eine erste Kamera 1a und eine zweite Kamera 1b, wobei die erste Kamera 1a eine Frontkamera zur Umfelderfassung ist und die zweite Kamera 1b auf einen Nahbereich fokussiert ist. Der Erfassungsbereich E1b der zweiten Kamera 1b ist derart ausgerichtet, dass er insbesondere in einem Bereich mit dem Erfassungsberiech E1a der ersten Kamera 1a überlappt, welcher sich auf der Windschutzscheibe 2 oberhalb des Armaturenbretts 5 befindet. Dies ist vorteilhaft, da in diesem Bereich die Spiegelungen auftreten können, wenn sich beispielsweise ein Gegenstand 3 auf dem Armaturenbrett 5 befindet. Die Kameras 1a, 1b können beispielsweise in vertikaler Richtung untereinander angeordnet sein. Es wäre auch denkbar die zweite Kamera beabstandet von der ersten Kamera anzuordnen, sofern die Überschneidung der beiden Erfassungsbereiche in dem Interessensbereich oberhalb des Armaturenbretts gewährleistet ist.
In 4 ist ein schematisches Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. In dem ersten Schritt S1 wird ein erstes Bild mittels der ersten Kamera 1a aufgezeichnet. In weiteren Schritt S2 wird ein zweites Bild mittels der zweiten Kamera 1b aufgezeichnet. In einem dritten Schritt S3 werden, sofern vorhanden, Spiegelungen in dem Bild der zweiten Kamera ermittelt. In einem letzten Schritt S4 wird dann das Bild der zweiten Kamera 1b von dem Bild der ersten Kamera 1a subtrahiert.
Bezugszeichenliste

1: Kamerasystem
1a: erste Kamera
1b: zweite Kamera
2: Windschutzscheibe
3: Gegenstand
4: Spiegelung
5: Armaturenbrett
6: Kamerabild
7: Fahrbahn
8: Leitpfosten
E1a: Erfassungsbereich erste Kamera
E1b: Erfassungsbereich zweite Kamera
S1-S4: Verfahrensschritte

Claims

Kamerasystem (1) für ein Kraftfahrzeug umfassend zumindest eine erste Kamera (1a) mit einer Bildverarbeitungseinrichtung und zumindest eine zweite Kamera (1b) mit einer weiteren Bildverarbeitungseinrichtung wobei die erste (1a) und die zweite Kamera (1b) innerhalb eines Fahrzeugs angeordnet sind und auf eine Scheibe, insbesondere eine Windschutzscheibe (2), des Kraftfahrzeugs ausgerichtet sind, wobei die erste Kamera (1a) auf entfernte Objekte fokussiert ist, wobei die zweite Kamera (1b) auf einen Nahbereich fokussiert ist, wobei die zweite Kamera (1b) dazu ausgebildet ist Spiegelngen (4) auf der Scheibe zu erfassen und wobei mittels der Bildverarbeitungseinrichtung der ersten Kamera (1a) ein Bild der zweiten Kamera (1b) von einem Bild der ersten Kamera (1a) subtrahierbar ist.
Kamerasystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildverarbeitungseinrichtung der zweiten Kamera (1b) dazu ausgestaltet ist, in dem Bild erkannte Spiegelungen (4) gegenüber dem Hintergrund zu filtern.
Kamerasystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildverarbeitungseinrichtung der zweiten Kamera (1b) weiter dazu ausgestaltet ist, die gefilterten Spiegelungen (4) scharf und den Hintergrund unscharf darzustellen.
Kamerasystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildverarbeitungseinrichtung der zweiten Kamera weiter dazu ausgestaltet ist die erfassten Spiegelungen (4) vor dem Subtrahieren zu defokussieren.
Kamerasystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kamera (1b) eine geringere Auflösung als die erste Kamera (1a) aufweist.
Kamerasystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste (1a) und die zweite Kamera (1b) derart angeordnet sind, dass sich ein Erfassungsbereich (E1b) der zweiten Kamera (1b) zumindest teilweise mit einem Erfassungsbereich (E1a) der ersten Kamera (1a) überschneidet.
Verfahren zur Unterdrückung eines Spiegelbildes auf einer Scheibe insbesondere einer Windschutzscheibe (2) eines Fahrzeugs mit den folgenden Schritten: - Aufzeichnen (S1) eines ersten Bildes mit einer ersten Kamera (1a), wobei die erste Kamera (1a) auf entfernte Objekte fokussiert ist, - Aufzeichnen (S2) eines zweiten Bildes mit einer zweiten Kamera (1b), wobei die zweite Kamera (1b) auf einen Nahbereich fokussiert ist, - Ermitteln (S3) von Spiegelungen (4) in dem zweiten Bild, - Subtrahieren (S4) des Bildes der zweiten Kamera (1b) von dem Bild der ersten Kamera (1a).
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Schritt die Spiegelungen (4) gegenüber dem Hintergrund in dem aufgenommenen Bild der zweiten Kamera (1b) gefiltert werden.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Resultat des Filterns die Spiegelungen (4) scharf und der Hintergrund unscharf in dem Bild dargestellt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in einem weiteren Schritt die ermittelten Spiegelungen (4) vor dem Subtrahieren (d) defokussiert werden.