DE102020132825A1 - METHOD OF OPERATING A CAMERA DEVICE, VEHICLE AND COMPUTER PROGRAM PRODUCT - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Verfahren zum Betreiben einer in einem Fahrzeug (1) hinter einer Fahrzeugscheibe (2) angeordneten Kameravorrichtung (3) vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst die Schritte:a) Aufnehmen eines Bildes eines vor der Fahrzeugscheibe (2) angeordneten Objekts (O); undb) Scharfstellen des Bildes unter Korrektur von optischen Fahrzeugscheiben-Eigenschaften.A method for operating a camera device (3) arranged in a vehicle (1) behind a vehicle window (2) is proposed. The method comprises the steps: a) recording an image of an object (O) arranged in front of the vehicle window (2); andb) focusing the image while correcting for vehicle window optical properties.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Kameravorrichtung, ein Fahrzeug mit der Kameravorrichtung und ein Computerprogrammprodukt.The present invention relates to a method for operating a camera device, a vehicle with the camera device and a computer program product.
Herkömmlicherweise umfassen Fahrzeuge eine Frontkamera, welche auf einer Innenseite einer Windschutzscheibe (vordere Fahrzeugscheibe) eines Fahrzeugs angebracht ist. Die Frontkamera erfasst durch die Windschutzscheibe ruhende oder sich bewegende Objekte außerhalb des Fahrzeuges. Umwelteinflüsse, wie Sonnenstrahlen oder Außentemperaturen unter dem Gefrierpunkt, können Änderungen der Materialeigenschaften der Windschutzscheibe herbeiführen. Die geänderten Materialeigenschaften können wiederum zu Verfälschungen in den aufgenommenen Bild- und/oder Videodaten führen. Dies ist insbesondere bei hochauflösenden Kameras, die besonders empfindlich gegenüber diesen Verfälschungen sind, problematisch.Conventionally, vehicles include a front camera mounted on an inside of a windshield (vehicle front glass) of a vehicle. The front camera captures stationary or moving objects outside the vehicle through the windshield. Environmental influences, such as sunshine or outside temperatures below freezing, can cause changes in the material properties of the windshield. The changed material properties can in turn lead to falsifications in the recorded image and/or video data. This is particularly problematic in the case of high-resolution cameras, which are particularly sensitive to these falsifications.
Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine verbesserte Kameravorrichtung zu schaffen.Against this background, it is an object of the present invention to provide an improved camera device.
Gemäß einem ersten Aspekt wird ein Verfahren zum Betreiben einer in einem Fahrzeug hinter einer Fahrzeugscheibe angeordneten Kameravorrichtung vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst die Schritte:
- a) Aufnehmen eines Bildes eines vor der Fahrzeugscheibe angeordneten Objekts; und
- b) Scharfstellen des Bildes unter Korrektur von optischen Fahrzeugscheiben-Eigenschaften.
- a) recording an image of an object arranged in front of the vehicle window; and
- b) Focusing the image while correcting optical vehicle window properties.
Aufgrund der Korrektur der optischen Fahrzeugscheiben-Eigenschaften können genauere Sensordaten, wie Bild- und/oder Videodaten, erhalten werden. Da diese Sensordaten als Basis für eine Weiterverarbeitung in einem Fahrerassistenzsystem des Fahrzeuges dienen, erhöht sich dessen Zuverlässigkeit und Genauigkeit.Due to the correction of the optical properties of the vehicle pane, more precise sensor data, such as image and/or video data, can be obtained. Since this sensor data serves as the basis for further processing in a driver assistance system in the vehicle, its reliability and accuracy are increased.
Vorteilhafterweise können auch hochauflösende Kameras (High Definition-Kameras (HD)) in dem Fahrzeug hinter der Fahrzeugscheibe integriert werden. Obwohl die HD-Kameras eine hohe Empfindlichkeit gegenüber Abweichungen von optischen Fahrzeugscheiben-Eigenschaften aufweisen, ist diese Integration aufgrund der obigen Korrektur der optischen Fahrzeugscheiben-Eigenschaften möglich. Deren Einsatz verbessert die Datenbasis für die Datenverarbeitung des Fahrerassistenzsystems.Advantageously, high-resolution cameras (high definition cameras (HD)) can also be integrated in the vehicle behind the vehicle window. Although the HD cameras have high sensitivity to deviations in vehicle glass optical characteristics, this integration is possible due to the above correction of vehicle glass optical characteristics. Their use improves the database for the data processing of the driver assistance system.
Weiterhin vorteilhaft ist es möglich, Fahrzeugscheiben mit geringeren Anforderungen an deren Material und deren Herstellung in dem Fahrzeug einzubauen, da die optischen Fahrzeugscheiben-Eigenschaften dieser Fahrzeugscheiben korrigiert werden. Dies führt wiederum zu einer Verringerung der Herstellkosten.It is also advantageously possible to install vehicle windows in the vehicle with lower demands on their material and their production, since the optical vehicle window properties of these vehicle windows are corrected. This in turn leads to a reduction in manufacturing costs.
Die Kameravorrichtung ist insbesondere in einem Fahrzeug, wie beispielsweise einem Kraftfahrzeug, angebracht. Das Fahrzeug ist zum Beispiel ein Personenkraftwagen, ein Lastkraftwagen, ein Bus, ein Motorrad, ein Luftfahrzeug und/oder ein Wasserfahrzeug. Die Kameravorrichtung kann auch in Fahrzeugen eingesetzt werden, die autonom oder zumindest teilautonom betrieben werden.In particular, the camera device is mounted in a vehicle, such as a motor vehicle. The vehicle is, for example, a passenger car, a truck, a bus, a motorcycle, an aircraft and/or a watercraft. The camera device can also be used in vehicles that are operated autonomously or at least partially autonomously.
Die Kameravorrichtung ist beispielsweise an oder unter einer Fahrzeugscheibe, insbesondere einer Windschutzscheibe (vordere Fahrzeugscheibe) des Fahrzeugs, angeordnet. Vorzugsweise ist die Kameravorrichtung an einer Innenseite der Windschutzscheibe angeordnet und in Fahrtrichtung des Fahrzeugs gerichtet. Die Windschutzscheibe ist in einem optischen Pfad zwischen der Kamera und einem außerhalb des Fahrzeuges angeordneten Objekts angeordnet. Die Kameravorrichtung kann auch anders angeordnet und ausgerichtet sein. Die Kameravorrichtung kann ebenso an oder unter einer Heckscheibe (hintere Fahrzeugscheibe) des Fahrzeugs, angeordnet sein und somit entgegengesetzt zu der Fahrtrichtung des Fahrzeugs gerichtet sein.The camera device is arranged, for example, on or under a vehicle window, in particular a windshield (front vehicle window) of the vehicle. The camera device is preferably arranged on an inside of the windshield and is directed in the direction of travel of the vehicle. The windshield is located on an optical path between the camera and an object located outside of the vehicle. The camera device can also be arranged and oriented differently. The camera device can also be arranged on or under a rear window (rear vehicle window) of the vehicle and thus be directed in the opposite direction to the direction of travel of the vehicle.
Die Kameravorrichtung weist eine Kamera zum Aufnehmen eines Bildes, insbesondere eines Bildes einer Umgebung des Fahrzeugs, auf. Durch geeignete Anordnung der Kameravorrichtung können entsprechende Überwachungsbereiche vor, hinter, neben, über und/oder unter dem Fahrzeug mit der Kameravorrichtung überwacht werden. Insbesondere können ruhende Objekte (bzw. statische Objekte) und/oder bewegte Objekte (bzw. dynamische Objekte) in der Umgebung des Fahrzeugs erfasst werden, wie beispielsweise Fahrzeuge, Personen, Tiere, Pflanzen, Hindernisse, Fahrbahnunebenheiten (z. B. Schlaglöcher oder Steine), Fahrbahnbegrenzungen, Verkehrszeichen oder Freiräume (z. B. Parklücken). Das Bild kann insbesondere eine reale und/oder aktuelle Szene in der Umgebung des Fahrzeugs wiedergeben bzw. darstellen. Das Bild kann insbesondere bei nicht fahrendem (bzw. stillstehendem) Fahrzeug aufgenommen werden. Alternativ oder kumulativ kann das Bild aber vor allem auch bei fahrendem (bzw. sich bewegendem) Fahrzeug aufgenommen werden.The camera device has a camera for recording an image, in particular an image of the surroundings of the vehicle. Appropriate monitoring areas in front of, behind, next to, above and/or below the vehicle can be monitored with the camera device by a suitable arrangement of the camera device. In particular, stationary objects (or static objects) and/or moving objects (or dynamic objects) in the area surrounding the vehicle can be detected, such as vehicles, people, animals, plants, obstacles, bumps in the road (e.g. potholes or stones). ), lane boundaries, traffic signs or open spaces (e.g. parking spaces). In particular, the image can reproduce or represent a real and/or current scene in the area surrounding the vehicle. In particular, the image can be recorded when the vehicle is not moving (or stationary). Alternatively or cumulatively, however, the image can also be recorded when the vehicle is driving (or moving).
Ein Fahrerassistenzsystem weist zum Beispiel eine Geschwindigkeitsassistenz (adaptive Geschwindigkeitsregelung, Abstandsregelung, ACC: Adaptive Cruise Control), eine Spurassistenz, eine Spurhalteassistenz (LKA: Lane Keep Assist), eine Spurwechselassistenz, eine Notbremsassistenz (AEB: Automatic Emergency Braking), eine Lenkassistenz, eine Notlenkassistenz (AES: Automatic Emergency Steering), eine Stauassistenz (TJA: Traffic Jam Assist), eine Lichtassistenz und/oder eine Fernlichtassistenz auf. Das Fahrerassistenzsystem(e) ist (sind) insbesondere softwaretechnisch implementiert. Bei einer softwaretechnischen Implementierung kann das Fahrerassistenzsystem als Computerprogrammprodukt, als eine Funktion, als eine Rechenroutine, als ein Algorithmus, als Teil eines Programmcodes oder als ausführbares Objekt ausgebildet sein.A driver assistance system has, for example, speed assistance (adaptive cruise control, distance control, ACC: Adaptive Cruise Control), lane assistance, lane keeping assistance (LKA: Lane Keep Assist), lane change assistance, emergency braking assistance (AEB: Automatic Emergency Braking), steering assistance, emergency steering assistance (AES: Automatic Emergency Steering), traffic jam assistance (TJA: Traffic Jam Assist), light assistance and/or high beam assistance. The driver assistance system(s) is (are) implemented in particular by software. In the case of a software implementation, the driver assistance system can be embodied as a computer program product, as a function, as a calculation routine, as an algorithm, as part of a program code or as an executable object.
Die Kameravorrichtung wird insbesondere hinter der Windschutzscheibe im Inneren des Fahrzeuges bei einem Fahrzeugerstausrüster (Original Equipment Manufacturer (OEM)) eingebaut. Zum Zeitpunkt des Einbaus der Kameravorrichtung befindet sich die Kamera der Kameravorrichtung vorzugsweise in einem nicht-scharfgestellten Zustand. Insbesondere wird das Verfahren gemäß den Schritten a) und b) erst nach dem Einbau der Windschutzscheibe durchgeführt.The camera device is installed in particular behind the windshield in the interior of the vehicle by a vehicle original equipment manufacturer (OEM). At the time of installation of the camera device, the camera of the camera device is preferably in an out-of-focus state. In particular, the method according to steps a) and b) is carried out only after the windshield has been installed.
Das Scharfstellen erfolgt insbesondere über einen Bereich einer halben hyperfokalen Entfernung bis unendlich.In particular, focusing occurs over a range from half a hyperfocal distance to infinity.
Das Korrigieren der optischen Fahrzeugscheiben-Eigenschaften kann auch als ein Herauskalibrieren oder ein Kompensieren der optischen Fahrzeugscheiben-Eigenschaften mittels der Kameravorrichtung bezeichnet werden.Correcting the vehicle pane optical properties can also be referred to as calibrating out or compensating for the vehicle pane optical properties using the camera device.
Gemäß einer Ausführungsform umfassen die optischen Fahrzeugscheiben-Eigenschaften einen Brechungsindex.According to one embodiment, the vehicle pane optical properties include an index of refraction.
Der Brechungsindex kann insbesondere eine optische Materialeigenschaft der Fahrzeugscheibe sein. Ferner können zusätzlich beispielsweise folgende optische Fahrzeugscheiben-Eigenschaften bei der Korrektur berücksichtigt werden: ein Reflexionsindex, ein Transmissionsindex, ein Absorptionsindex und/oder ein Extinktionskoeffizient.The refractive index can in particular be an optical material property of the vehicle pane. Furthermore, the following optical vehicle pane properties, for example, can also be taken into account in the correction: a reflection index, a transmission index, an absorption index and/or an extinction coefficient.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform erfolgt das Scharfstellen mittels einer Autofokus-Linse der Kameravorrichtung.According to a further embodiment, the focusing takes place by means of an autofocus lens of the camera device.
Vorteilhafterweise kann durch die Verwendung (Einstellung) der Autofokus-Linse ein automatisches Scharfstellen durch die Fahrzeugscheibe hindurch auf ein Objekt vor der Fahrzeugscheibe erfolgen. Die Kameravorrichtung benötigt für diesen automatischen Vorgang insbesondere kein vordefiniertes Testbild.Advantageously, by using (adjusting) the autofocus lens, automatic focusing can take place through the vehicle window onto an object in front of the vehicle window. In particular, the camera device does not require a predefined test image for this automatic process.
Insbesondere wird bei dem automatischen Scharfstellen mittels der Autofokus-Linse das Bild durch Steuersignale solange scharfgestellt, bis es eine gewünschte (Tiefen-)Schärfe aufweist, die anhand eines Schwellwertes innerhalb des Bildverarbeitungsalgorithmus festgelegt wird. Der Bildverarbeitungsalgorithmus verwendet insbesondere eine Fourier-Transformation und/oder eine Kantenkontrastmessung (Edge Detection). Insbesondere wird die Autofokus-Linse innerhalb der Kameravorrichtung durch Steuersignale solange in ihrer Position hin- und herbewegt, bis das Bild die gewünschte Schärfe aufweist. Dies kann auch als ein mechanisches Scharfstellen bezeichnet werden.In particular, during automatic focussing using the autofocus lens, the image is focused by control signals until it has a desired (depth) focus, which is defined using a threshold value within the image processing algorithm. The image processing algorithm uses in particular a Fourier transformation and/or an edge contrast measurement (edge detection). In particular, the position of the autofocus lens within the camera device is moved back and forth by control signals until the image has the desired sharpness. This can also be referred to as mechanical focusing.
Weiterhin weist die Kamera insbesondere einen Bildsensor, z. B. einen CCD-Sensor (Charged Coupled Device) oder einen CMOS-Sensor (Complementary Metal-Oxide Semiconductor-Sensor), auf. Die Kamera weist zum Beispiel eine Leiterplatte auf, auf welcher elektrische und/oder elektronische Bauteile, wie beispielsweise der Bildsensor, angeordnet sind. Ferner weist die Kameravorrichtung beispielsweise eine Speicher-Einheit zum Abspeichern der von der Kamera aufgenommenen Bildern, Videos und/oder anderer Informationen auf, sowie einen Bildprozessor, welcher insbesondere die Bildverarbeitung von von der Kamera aufgenommen Bildern und/oder Videos mittels des Bildverarbeitungsalgorithmus durchführt.Furthermore, the camera has in particular an image sensor, e.g. B. a CCD sensor (Charged Coupled Device) or a CMOS sensor (Complementary Metal-Oxide Semiconductor sensor). The camera has, for example, a printed circuit board on which electrical and/or electronic components, such as the image sensor, are arranged. The camera device also has, for example, a memory unit for storing the images, videos and/or other information recorded by the camera, and an image processor which, in particular, carries out the image processing of images and/or videos recorded by the camera using the image processing algorithm.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform erfolgt das Scharfstellen ausschließlich bei einer ersten Inbetriebnahme und/oder einer erneuten Inbetriebnahme der Kameravorrichtung.According to a further embodiment, focusing takes place exclusively when the camera device is put into operation for the first time and/or when it is put into operation again.
Unter einer ersten Inbetriebnahme wird insbesondere verstanden, dass das Scharfstellen nach einer Erstmontage der Kameravorrichtung hinter der Fahrzeugscheibe, bei einem erstmaligen Einschalten der Kameravorrichtung mittels einer externen Energieversorgung, wie einem Netzgerät, oder bei einem erstmaligen Starten des Motors des Fahrzeuges erfolgt.Initial start-up is understood in particular to mean that the focusing takes place after the camera device is first installed behind the vehicle window, when the camera device is switched on for the first time using an external energy supply, such as a power supply unit, or when the vehicle engine is started for the first time.
Unter einer erneuten Inbetriebnahme wird vorzugsweise verstanden, dass das Scharfstellen im Zuge einer Wartung des Fahrzeuges, beispielsweise in einer Werkstatt, nach einem Softwareupdate des Fahrzeuges und/oder der Kameravorrichtung, nach einem Fahrzeugscheibenaustausch oder bei einem Aktivieren der Zündung des Fahrzeugs zum erneuten Einschalten des Fahrzeuges erfolgt.Restarting is preferably understood to mean that the focusing is carried out during maintenance of the vehicle, for example in a workshop, after a software update of the vehicle and/or the camera device, after a vehicle window has been replaced or when the vehicle ignition is activated to switch the vehicle on again he follows.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform erfolgt das Scharfstellen im Betrieb des Fahrzeuges kontinuierlich.According to a further embodiment, focusing occurs continuously while the vehicle is in operation.
Das kontinuierliche Scharfstellen hat den technischen Effekt, dass bei der Korrektur der optischen Fahrzeugscheiben-Eigenschaften insbesondere auch thermische Fahrzeugscheiben-Eigenschaften berücksichtigt werden können. Beispielsweise dehnt sich bei starker Sonneneinstrahlung die Fahrzeugscheibe und zieht sich bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt zusammen. Die Ausdehnung und das Zusammenziehen verändern die optischen Fahrzeugscheiben-Eigenschaften und somit auch die Aufnahme eines Bildes und/oder Videos und werden durch das automatische Scharfstellen ebenso korrigiert.The continuous focusing has the technical effect that when correcting the optical properties of the vehicle pane, thermal properties of the vehicle pane are also taken into account can be taken into account. For example, the vehicle window expands in strong sunlight and contracts in temperatures below freezing. The expansion and contraction change the optical vehicle window properties and thus also the recording of an image and/or video and are also corrected by the automatic focusing.
Insbesondere umfasst ein kontinuierliches Scharfstellen (continous focus) ein automatisches Scharfstellen in Echtzeit im Betrieb des Fahrzeuges. Das kontinuierliche Scharfstellen kann auch in vorbestimmten Zeitintervallen erfolgen, wie beispielsweise alle 5, 10, 15, 20, 30 Sekunden oder auch jede Minute, alle zwei Minuten, alle drei Minuten, alle fünf Minuten oder einem größeren Zeitraum. Das kontinuierliche Scharfstellen erfolgt insbesondere in vorbestimmten Zeitintervallen von 10 Sekunden bis zu fünf Minuten.In particular, continuous focus includes real-time automatic focusing while the vehicle is in operation. The continuous focusing can also be done at predetermined time intervals, such as every 5, 10, 15, 20, 30 seconds or even every minute, every two minutes, every three minutes, every five minutes or a longer period of time. In particular, the continuous focusing takes place at predetermined time intervals of 10 seconds to five minutes.
Insbesondere kann vor dem kontinuierlichen Scharfstellen (bzw. in einem noch nicht-scharfgestellten Modus) die Autofokus-Linse an eine vorbestimmte Position bewegt werden. Diese Position kann insbesondere als ein Startpunkt für das kontinuierliche Scharfstellen dienen.In particular, before continuous focusing (or in a mode that is not yet focused), the autofocus lens can be moved to a predetermined position. In particular, this position can serve as a starting point for continuous focusing.
Insbesondere kann das kontinuierliche Scharfstellen das Starten eines Bildverarbeitungsalgorithmus in der Kameravorrichtung umfassen, mittels welchem das (kontinuierliche) Scharfstellverfahren durchgeführt wird. Dies kann umfassen, dass zunächst ein Abschnitt (bzw. „Abschnitt von Interesse“) festgelegt wird, in dem sich das Objekt oder das Bild befindet, auf welches scharfgestellt werden soll. Insbesondere kann ein Scharfstellergebnis (bspw. ein sog. Focus-Score) berechnet werden, insbesondere unter Verwendung einer Fourier-Transformation, und abgespeichert werden. Das Scharfstellergebnis kann insbesondere anhand der vorbestimmten Position der Autofokus-Linse berechnet werden. Da es sich bei der vorbestimmten Position lediglich um einen (groben) Startpunkt für das Scharfstellverfahren handelt, kann das Scharfstellergebnis bei einem erstmaligen Abarbeiten demensprechend ungenau sein.In particular, the continuous focusing can include starting an image processing algorithm in the camera device, by means of which the (continuous) focusing method is carried out. This may include first determining a section (or “section of interest”) in which the object or image to be focused is located. In particular, a focusing result (for example a so-called focus score) can be calculated, in particular using a Fourier transformation, and stored. In particular, the focusing result can be calculated based on the predetermined position of the autofocus lens. Since the predetermined position is only a (rough) starting point for the focusing process, the focusing result can be correspondingly imprecise when it is processed for the first time.
Insbesondere kann dann bestimmt werden, ob das ermittelte Scharfstellergebnis größer gleich einem bestimmten Minimalwert ist. Wenn dies nicht der Fall ist, kann die Autofokus-Linse zu einer nächstmöglichen (vordefinierten) Position bewegt werden. Dies kann insbesondere bedeuten, dass sich die Autofokus-Linse an einer Position befindet bzw. befunden hat, die von der optimalen Scharfstellung noch weit entfernt ist bzw. war. Anschließend kann für die nächstmögliche Position der Autofokus-Linse erneut ein Scharfstellergebnis berechnet und anschließend erneut bestimmt werden, ob das ermittelte Scharfstellergebnis größer gleich einem bestimmten Minimalwert ist. Ein abgespeichertes Scharfstellergebnis kann insbesondere mit einer bestimmten Position der Autofokus-Linse korrespondieren.In particular, it can then be determined whether the determined focusing result is greater than or equal to a specific minimum value. If this is not the case, the autofocus lens can be moved to a next possible (predefined) position. In particular, this can mean that the autofocus lens is or was in a position that is or was still a long way from optimal focusing. A focusing result can then be calculated again for the next possible position of the autofocus lens and it can then be determined again whether the focusing result determined is greater than or equal to a specific minimum value. A stored focusing result can in particular correspond to a specific position of the autofocus lens.
Insbesondere kann, wenn das ermittelte Scharfstellergebnis größer gleich einem bestimmten Minimalwert ist, überprüft werden, ob das ermittelte Scharfstellergebnis besser ist als ein bzw. das (zuvor) abgespeichertes Scharfstellergebnis ist. Wenn dies der Fall ist, kann die Position der Autofokus-Linse, die mit dem ermittelten Scharfstellergebnis korrespondiert, als neue Position der Autofokus-Linse abgespeichert werden.In particular, if the determined focusing result is greater than or equal to a specific minimum value, it can be checked whether the determined focusing result is better than a (previously) stored focusing result. If this is the case, the position of the auto focus lens that corresponds to the determined in-focus result can be stored as the new position of the auto focus lens.
Insbesondere kann dann die Autofokus-Linse von der neuen Position in eine Position verschoben werden, die in der Nähe der neuen Position liegt. Dies kann erfolgen, um herauszufinden, ob ein (noch) besseres Scharfstellergebnis als das ermittelte Scharfstellergebnis erzielt werden kann. Beispielsweise kann hierbei die Autofokus-Linse um wenige Millimeter oder Mikrometer bezogen auf die neue Position in ihrer Position verschoben werden.In particular, the autofocus lens can then be moved from the new position to a position that is close to the new position. This can be done in order to find out whether a (even) better focusing result can be achieved than the determined focusing result. For example, the position of the autofocus lens can be shifted by a few millimeters or micrometers in relation to the new position.
Insbesondere kann, wenn das ermittelte Scharfstellergebnis nicht besser als ein abgespeichertes Scharfstellergebnis ist, die Autofokus-Linse wieder zu der Position zurückbewegt werden, welche mit dem abgespeicherten Scharfstellergebnis korrespondiert, das als letztes das beste Scharfstellergebnis lieferte (letztes abgespeichertes Scharfstellergebnis). Insbesondere kann dann zunächst gewartet werden, bis eine bestimmte Zeit verstrichen ist. Die Autofokus-Linse kann dann auf die Einstellung des letzten abgespeicherten Scharfstellergebnisses eingestellt werden. Die bestimmte Zeit kann beispielsweise mehreren Sekunden oder mehreren Minuten betragen. In dieser bestimmten Zeit ist es möglich, dass sich das Fahrzeug und/oder sich das Objekt O bewegen. Damit kann ein erneuertes Scharfstellen erforderlich sein. Insbesondere kann, nachdem die bestimmte Zeit verstrichen ist, die Position der Autofokus-Linse über einen vorbestimmten Betrag oder einen vorbestimmten Weg zurückbewegt werden. Anschließend kann der Bildverarbeitungsalgorithmus bzw. das (kontinuierliche) Scharfstellen erneut durchgeführt werden. Hierzu können für die zurückbewegte Autofokus-Linse erneut die Schritte des Bildverarbeitungsalgorithmus bzw. des (kontinuierliche) Scharfstellens durchgeführt werden. Dies kann erfolgen, um insbesondere für die zurückbewegte Autofokus-Linse ein Scharfstellergebnis zu berechnen.In particular, when the detected focus result is not better than a memorized focus result, the autofocus lens can be moved back to the position corresponding to the memorized focus result that last gave the best focus result (last memorized focus result). In particular, it is then possible to initially wait until a specific time has elapsed. The autofocus lens can then be set to the setting of the last focus result stored. The specific time can be several seconds or several minutes, for example. In this specific time, it is possible for the vehicle and/or the object O to move. This may require refocusing. Specifically, after the specified time has elapsed, the position of the auto focus lens may be moved back a predetermined amount or distance. The image processing algorithm or the (continuous) focusing can then be carried out again. For this purpose, the steps of the image processing algorithm or the (continuous) focusing can be carried out again for the autofocus lens that has been moved back. This can be done in order to calculate a focusing result, particularly for the autofocus lens that has been moved back.
In einer Ausführungsform kann das Verfahren eine Bestimmung eines Scharfstellmodus der Kameravorrichtung umfassen. Es kann insbesondere zumindest zwei Scharfstellmodi geben, auf welche die Kameravorrichtung (alternativ) eingestellt sein kann, beispielsweise einen initialen Scharfstellmodus (INI) und einen kontinuierlichen Scharfstellmodus (KON). Der initiale Scharfstellmodus kann dazu verwendet werden, die Kameravorrichtung einmalig scharfzustellen. Der kontinuierliche Scharfstellmodus kann dazu verwendet werden, die Kameravorrichtung mehrmals scharfzustellen. Die Kameravorrichtung kann insbesondere, nach dem Einschalten, überprüfen, in welchem der beiden Scharfstellmodi sich die Kameravorrichtung gerade befindet. Wenn der initiale Scharfstellmodus vorliegt, kann überprüft werden, ob die Kameravorrichtung bereits einmalig scharfgestellt wurde. Wenn dies der Fall ist, kann die Autofokus-Linse auf die Position bewegt wird, die bei dem vorherigen Scharfstellen eingestellt war. Nachdem die Autofokus-Linse auf diese Position bewegt wurde, kann dann der normale Betriebsmodus (NOM) der Kameravorrichtung erfolgen. In diesem kann die Kameravorrichtung vorzugsweise dazu eingerichtet sein, ein Bild und/oder ein Video aufzunehmen.In one embodiment, the method may include determining a focus mode of the camera device. In particular, it can there are at least two focusing modes to which the camera device can (alternatively) be set, for example an initial focusing mode (INI) and a continuous focusing mode (KON). The initial focus mode can be used to focus the camera device once. Continuous focus mode can be used to focus the camera device multiple times. In particular, after it has been switched on, the camera device can check which of the two focusing modes the camera device is currently in. If it is in the initial focus mode, it can be checked whether the camera device has already been focused once. If this is the case, the autofocus lens can be moved to the position that was set when it was previously focused. After the auto focus lens has been moved to this position, the normal operating mode (NOM) of the camera device can then occur. In this, the camera device can preferably be set up to record an image and/or a video.
Gemäß einem zweiten Aspekt wird ein Fahrzeug mit einer hinter einer Fahrzeugscheibe des Fahrzeuges in dem Fahrzeug angeordneten Kameravorrichtung vorgeschlagen. Die Kameravorrichtung ist eingerichtet, ein Bild eines vor der Fahrzeugscheibe angeordneten Objekts aufzunehmen und das Bild unter Korrektur von optischen Fahrzeugscheiben-Eigenschaften scharfzustellen.According to a second aspect, a vehicle with a camera device arranged in the vehicle behind a vehicle window of the vehicle is proposed. The camera device is set up to record an image of an object arranged in front of the vehicle window and to focus the image by correcting optical vehicle window properties.
Weiterhin wird ein Computerprogrammprodukt vorgeschlagen, welches Befehle umfasst, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, das vorstehend beschriebene Verfahren auszuführen.Furthermore, a computer program product is proposed which comprises instructions which, when the program is executed by a computer, cause the latter to execute the method described above.
Ein Computerprogrammprodukt, wie z.B. ein Computerprogramm-Mittel, kann beispielsweise als Speichermedium, wie z.B. Speicherkarte, USB-Stick, CD-ROM, DVD, oder auch in Form einer herunterladbaren Datei von einem Server in einem Netzwerk bereitgestellt oder geliefert werden. Dies kann zum Beispiel in einem drahtlosen Kommunikationsnetzwerk durch die Übertragung einer entsprechenden Datei mit dem Computerprogrammprodukt oder dem Computerprogramm-Mittel erfolgen.A computer program product, such as a computer program means, can be made available or supplied by a server in a network, for example, as a storage medium such as a memory card, USB stick, CD-ROM, DVD, or in the form of a downloadable file. This can be done, for example, in a wireless communication network by transferring a corresponding file with the computer program product or the computer program means.
Die für das vorgeschlagene Verfahren beschriebenen Ausführungsformen und Merkmale gelten für das vorgeschlagene Fahrzeug entsprechend.The embodiments and features described for the proposed method apply accordingly to the proposed vehicle.
Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.Further possible implementations of the invention also include combinations of features or embodiments described above or below with regard to the exemplary embodiments that are not explicitly mentioned. The person skilled in the art will also add individual aspects as improvements or additions to the respective basic form of the invention.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Aspekte der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.
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1 zeigt eine Seitenansicht eines Fahrzeuges mit einer Kameravorrichtung; -
2 zeigt ein Flussablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben der Kameravorrichtung aus1 ; und -
3 zeigt ein detailliertes Flussablaufdiagramm eines Scharfstellverfahrens zum Betreiben der Kameravorrichtung gemäß2 .
-
1 shows a side view of a vehicle with a camera device; -
2 FIG. 12 shows a flowchart of a method for operating thecamera device 1 ; and -
3 FIG. 12 shows a detailed flow chart of a focusing method for operating the camera device according to FIG2 .
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen worden, sofern nichts anderes angegeben ist.Elements that are the same or have the same function have been provided with the same reference symbols in the figures, unless otherwise stated.
In anderen Ausführungsformen kann die Kameravorrichtung 3 auch an der hinteren Fahrzeugscheibe in dem Fahrzeug 1 angebracht sein und entgegengesetzt zu der Fahrtrichtung R ausgerichtet sein.In other embodiments, the
Die Kameravorrichtung 3 weist ferner ein Gehäuse mit einer Autofokus-Linse 4 auf. Die Kameravorrichtung 3 ist an der vorderen Fahrzeugscheibe 2 angebracht, beispielsweise mithilfe eines Rahmens oder einer Halterung. In
In dem Schritt S1 nimmt die Kameravorrichtung 3 ein Bild eines vor der Fahrzeugscheibe 2 in der Umgebung des Fahrzeugs 1 angeordneten Objekts O auf. Weiter wird in dem Schritt S2 das Bild unter Korrektur von optischen Fahrzeugscheiben-Eigenschaften scharfgestellt.In step S1 , the
Das Scharfstellen erfolgt insbesondere mittels einer Autofokus-Linse 4 der Kameravorrichtung 3. Beispielsweise umfassen die optischen Fahrzeugscheiben-Eigenschaften einen Brechungsindex.The focussing takes place in particular by means of an
Weiterhin erfolgt das Scharfstellen ausschließlich bei einer ersten Inbetriebnahme und/oder einer erneuten Inbetriebnahme der Kameravorrichtung 3. Alternativ kann das Scharfstellen im Betrieb des Fahrzeuges 1 kontinuierlich erfolgen.Furthermore, the focusing takes place exclusively when the
Der erste Abschnitt 10 umfasst die Schritte S10 bis S13 und startet mit dem Schritt S10. In dem Schritt S10 wird der Scharfstellmodus der Kameravorrichtung 3 bestimmt. Es gibt insbesondere zumindest zwei Scharfstellmodi, nämlich einen initialen Scharfstellmodus INI und einen kontinuierlichen Scharfstellmodus KON, auf welche die Kameravorrichtung 3 eingestellt sein kann. Der initiale Scharfstellmodus INI wird dazu verwendet, die Kameravorrichtung 3 einmalig scharfzustellen. Der kontinuierliche Scharfstellmodus KON wird dazu verwendet, die Kameravorrichtung 3 mehrmals scharfzustellen. Dazu wird die Kameravorrichtung 3 in S10 als erstes eingeschaltet. Anschließend überprüft der Algorithmus, in welchem der beiden Scharfstellmodi sich die Kameravorrichtung 3 gerade befindet.The
Wenn der initiale Scharfstellmodus INI vorliegt, springt der Algorithmus zu Schritt S11. In S11 wird überprüft, ob die Kameravorrichtung 3 bereits einmalig scharfgestellt wurde. Wenn dies der Fall ist (JA), springt der Algorithmus zu Schritt S12, in dem die Autofokus-Linse 4 auf die Position bewegt wird, die bei dem vorherigen Scharfstellen eingestellt war. Nachdem die Autofokus-Linse 4 auf diese Position bewegt wurde, ist der Schritt S12 beendet. Der Algorithmus springt dann in den normalen Betriebsmodus NOM der Kameravorrichtung 3. In diesem ist die Kameravorrichtung 3 vorzugsweise dazu eingerichtet, ein Bild und/oder ein Video aufzunehmen.If the initial focus mode INI is present, the algorithm jumps to step S11. In S11 it is checked whether the
Falls die Kameravorrichtung 3 noch nicht einmalig scharfgestellt wurde, springt der Algorithmus von S11 zu Schritt S13 (NEIN). In S13 wird dann die Autofokus-Linse 4 an eine vorbestimmte Position bewegt, die als ein Startpunkt für das Scharfstellverfahren in dem zweiten Abschnitt 20 dient. Nachdem der Algorithmus S13 abgearbeitet hat, springt er zu einem Schritt S14, der später erklärt wird, in den zweiten Abschnitt 20.If the
Wenn alternativ der kontinuierliche Scharfstellmodus KON vorliegt, springt der Algorithmus gleich von S10 zu Schritt S13, in welchem die Kameravorrichtung 3 zuerst in einen nicht-scharfgestellten Modus gesetzt wird. Anschließend wird die Autofokus-Linse 4 an eine vorbestimmte Position bewegt, die als ein Startpunkt für das Scharfstellverfahren in dem zweiten Abschnitt 20 dient. Nachdem der Algorithmus S13 abgearbeitet hat, springt er zu dem Schritt S14 in den zweiten Abschnitt 20.Alternatively, if the continuous focus mode KON is present, the algorithm jumps straight from S10 to step S13, in which the
Im zweiten Abschnitt 20 wird nun das eigentliche Scharfstellverfahren mittels der Schritte S14 bis S22 durchgeführt. In dem Schritt S14 wird ein Bildverarbeitungsalgorithmus in der Kameravorrichtung 3 gestartet, mittels welchem das Scharfstellverfahren durchgeführt wird. In the
Im Zuge des Schrittes S14 wird ein „Abschnitt von Interesse“ festgelegt, also ein Abschnitt, in dem sich das Objekt O oder das Bild befindet, auf welches scharfgestellt werden soll. Anschließend springt der Algorithmus von S14 zu S15. In dem Schritt S15 wird ein Scharfstellergebnis (bspw. ein sog. Focus-Score) berechnet, insbesondere unter Verwendung einer Fourier-Transformation, und abgespeichert. Das Scharfstellergebnis wird insbesondere anhand der vorbestimmten Position der Autofokus-Linse 4 aus S13 berechnet. Da es sich bei der vorbestimmten Position aus S13 lediglich um einen (groben) Startpunkt für das Scharfstellverfahren handelt, ist das Scharfstellergebnis bei einem erstmaligen Abarbeiten des Schrittes S14 demensprechend ungenau. Nachdem S15 abgearbeitet wurde, springt der Algorithmus zu Schritt S16.In the course of step S14, a “section of interest” is defined, ie a section in which the object O or the image that is to be focused is located. The algorithm then jumps from S14 to S15. In step S15, a focusing result (for example a so-called focus score) is calculated, in particular using a Fourier transformation, and stored. Specifically, the in-focus result is calculated based on the predetermined position of the
In Schritt S16 wird nun bestimmt, ob das in Schritt S15 ermittelte Scharfstellergebnis größer gleich einem bestimmten Minimalwert ist. Wenn dies nicht der Fall ist (NEIN), springt der Algorithmus zu S18. „NEIN“ bedeutet insbesondere, dass sich die Autofokus-Linse 4 an einer Position befindet, die von der optimalen Scharfstellung noch weit entfernt ist. In S18 wird daher die Autofokus-Linse 4 zu einer nächstmöglichen (vordefinierten) Position bewegt. Anschließend springt der Algorithmus zu dem Schritt S15 zurück. In S15 wird für die nächstmögliche Position der Autofokus-Linse 4 erneut ein Scharfstellergebnis berechnet und anschließend wird erneut der Schritt S16 durchgeführt.In step S16, it is now determined whether the in-focus result determined in step S15 is greater than or equal to a certain minimum value. If not (NO), the algorithm jumps to S18. "NO" means in particular that the
Wenn nun das in S16 ermittelte Scharfstellergebnis größer gleich einem bestimmten Minimalwert ist (JA), springt der Algorithmus zu S17. „JA“ bedeutet insbesondere, dass sich die Autofokus-Linse 4 an einer Position befindet, die in der Nähe einer optimalen Scharfstellung ist.If the focusing result determined in S16 is greater than or equal to a certain minimum value (YES), the algorithm jumps to S17. In particular, "YES" means that the
In den Schritten S17 bis S22 wird insbesondere überprüft, ob das ermittelte Scharfstellergebnis, welches in S16 bestimmt wurde, besser oder schlechter als ein in der Vergangenheit in der Kameravorrichtung 3 abgespeichertes Scharfstellergebnis ist. Ein abgespeichertes Scharfstellergebnis korrespondiert mit einer bestimmten Position der Autofokus-Linse 4.In steps S17 to S22, it is checked in particular whether the determined focusing result, which was determined in S16, is better or worse than a focusing result stored in the
In S17 wird überprüft, ob das ermittelte Scharfstellergebnis besser ist als ein abgespeichertes Scharfstellergebnis. Wenn dies der Fall ist (JA), springt der Algorithmus zu Schritt S19. In S19 wird die Position der Autofokus-Linse 4, die mit dem ermittelten Scharfstellergebnis korrespondiert, als neue Position der Autofokus-Linse 4 abgespeichert. Um nun herauszufinden, ob ein (noch) besseres Scharfstellergebnis als das ermittelte Scharfstellergebnis erzielt werden kann, wird die Autofokus-Linse 4 von der neuen Position in eine Position verschoben, die in der Nähe der neuen Position liegt. Beispielsweise wird hierbei die Autofokus-Linse 4 um wenige Millimeter oder Mikrometer bezogen auf die neue Position in ihrer Position verschoben. Wenn dies passiert ist, springt der Algorithmus wieder zurück zu dem Schritt S15. In S15 wird dann mit dieser verschobenen Einstellung der Autofokus-Linse 4 erneut ein Bild aufgenommen und ein Scharfstellergebnis wird berechnet. Anschließend werden erneut die Schritte S16, S17 und S19 oder der später beschriebene Schritt S20 durchlaufen.In S17 it is checked whether the determined focusing result is better than a stored focusing result. If so (YES), the algorithm jumps to step S19. In S19, the position of the
Wenn in S17 das ermittelte Scharfstellergebnis nicht besser als ein abgespeichertes Scharfstellergebnis (NEIN) ist, springt der Algorithmus zu dem Schritt S20. In S20 wird die Autofokus-Linse 4 wieder zu der Position zurückbewegt, welche mit dem abgespeicherten Scharfstellergebnis korrespondiert, das als letztes das beste Scharfstellergebnis lieferte (letztes abgespeichertes Scharfstellergebnis).If in S17 the detected in-focus result is not better than a memorized in-focus result (NO), the algorithm jumps to step S20. In S20, the auto-
An dieser Stelle wird dann in S20 überprüft, ob der in dem ersten Abschnitt 10 erwähnte initiale Scharfstellmodus INI der Kameravorrichtung 3 vorliegt. Wenn dies der Fall ist (JA), wird die Kameravorrichtung 3 mit dem letzten abgespeicherten Scharfstellergebnis als einmalig oder initial „scharfgestellt“ deklariert und die Kameravorrichtung 3 beendet das Scharfstellverfahren. Dann springt der Algorithmus in den oben erläuterten normalen Betriebsmodus NOM der Kameravorrichtung 3. Anschließend kann die Kameravorrichtung 3 mit der Autofokus-Linse 4, die mit dem letzten abgespeicherten Scharfstellergebnis korrespondiert, zumindest ein Bild und/oder ein Video aufnehmen.At this point, it is then checked in S20 whether the initial focusing mode INI of the
Falls in S20 der erwähnte initiale Scharfstellmodus INI nicht vorliegt (NEIN), springt der Algorithmus zu dem Schritt S21. Da der initiale Scharfstellmodus INI nicht vorliegt, bedeutet dies, dass sich die Kameravorrichtung 3 in dem kontinuierlichen Betriebsmodus KON befindet - also in einem Modus bei dem das kontinuierliches Scharfstellen durchgeführt wird. Somit werden der Schritt S21 sowie der nachfolgende Schritt S22 im Zuge des kontinuierlichen Scharfstellens durchgeführt.If in S20 the mentioned initial focus mode INI is not present (NO), the algorithm jumps to step S21. Since the initial focusing mode INI is not present, this means that the
In S21 wird zunächst gewartet, bis eine bestimmte Zeit verstrichen ist. In S21 ist ferner die Autofokus-Linse 4 auf die Einstellung des letzten abgespeicherten Scharfstellergebnisses eingestellt. Die bestimmte Zeit beträgt beispielsweise mehreren Sekunden oder mehreren Minuten. In dieser bestimmten Zeit ist es möglich, dass sich das Fahrzeug 1 und/oder sich das Objekt O bewegen, womit ein erneuertes Scharfstellen erforderlich sein kann. Nachdem die bestimmte Zeit verstrichen ist, springt der Algorithmus zu Schritt S22. In S22 wird die Position der Autofokus-Linse 4 über einen vorbestimmten Betrag oder einen vorbestimmten Weg zurückbewegt. Anschließend springt der Algorithmus zu dem Schritt S14 zurück. In diesem werden dann für die zurückbewegte Autofokus-Linse 4 erneut die Schritte S14 ff. durchgeführt, um für die zurückbewegte Autofokus-Linse 4 ein Scharfstellergebnis zu berechnen.In S21, there is first a wait until a specific time has elapsed. Furthermore, in S21, the
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ist sie vielfältig modifizierbar.Although the present invention has been described using exemplary embodiments, it can be modified in many ways.
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Fahrzeugvehicle
- 22
- Fahrzeugscheibevehicle window
- 33
- Kameravorrichtungcamera device
- 44
- Autofokus-Linseauto focus lens
- 1010
- erster Abschnittfirst section
- 2020
- zweiter Abschnitt second part
- KONCON
- kontinuierlicher Scharfstellmoduscontinuous focus mode
- INIINI
- initialer Scharfstellmodusinitial focus mode
- NOMNOM
- normaler Betriebsmodusnormal operating mode
- OO
- Objektobject
- RR
- Fahrtrichtungdriving direction
- S1 - S2S1 - S2
- Verfahrensschritteprocess steps
- S10 - S13S10 - S13
- Verfahrensschritte (Scharfstellmodus)Procedure Steps (Focusing Mode)
- S14 - S22S14 - S22
- Verfahrensschritte (Scharfstellverfahren)Process steps (focusing process)
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
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DE102020132825.7A DE102020132825A1 (en) | 2020-12-09 | 2020-12-09 | METHOD OF OPERATING A CAMERA DEVICE, VEHICLE AND COMPUTER PROGRAM PRODUCT |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE102020132825A1 true DE102020132825A1 (en) | 2022-06-09 |
Family
ID=81654410
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102020132825.7A Pending DE102020132825A1 (en) | 2020-12-09 | 2020-12-09 | METHOD OF OPERATING A CAMERA DEVICE, VEHICLE AND COMPUTER PROGRAM PRODUCT |
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DE (1) | DE102020132825A1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20190102869A1 (en) | 2017-09-29 | 2019-04-04 | Denso Corporation | Apparatus for monitoring surroundings of vehicle and method of calibrating the same |
US20190124273A1 (en) | 2017-10-19 | 2019-04-25 | Robert Bosch Gmbh | Environmental acquisition system for acquiring a surrounding environment of a vehicle, and method for acquiring a surrounding environment of a vehicle |
-
2020
- 2020-12-09 DE DE102020132825.7A patent/DE102020132825A1/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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