DE102020209910A1 - Method for generating a rendered three-dimensional model of a vehicle - Google Patents

Method for generating a rendered three-dimensional model of a vehicle Download PDF

Info

Publication number
DE102020209910A1
DE102020209910A1 DE102020209910.3A DE102020209910A DE102020209910A1 DE 102020209910 A1 DE102020209910 A1 DE 102020209910A1 DE 102020209910 A DE102020209910 A DE 102020209910A DE 102020209910 A1 DE102020209910 A1 DE 102020209910A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
vehicle
image
sky
viewing angle
model
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102020209910.3A
Other languages
German (de)
Inventor
Tibor Kovacs
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102020209910.3A priority Critical patent/DE102020209910A1/en
Publication of DE102020209910A1 publication Critical patent/DE102020209910A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T15/003D [Three Dimensional] image rendering
    • G06T15/10Geometric effects
    • G06T15/20Perspective computation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R1/00Optical viewing arrangements; Real-time viewing arrangements for drivers or passengers using optical image capturing systems, e.g. cameras or video systems specially adapted for use in or on vehicles
    • B60R1/20Real-time viewing arrangements for drivers or passengers using optical image capturing systems, e.g. cameras or video systems specially adapted for use in or on vehicles
    • B60R1/22Real-time viewing arrangements for drivers or passengers using optical image capturing systems, e.g. cameras or video systems specially adapted for use in or on vehicles for viewing an area outside the vehicle, e.g. the exterior of the vehicle
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R2300/00Details of viewing arrangements using cameras and displays, specially adapted for use in a vehicle
    • B60R2300/10Details of viewing arrangements using cameras and displays, specially adapted for use in a vehicle characterised by the type of camera system used
    • B60R2300/105Details of viewing arrangements using cameras and displays, specially adapted for use in a vehicle characterised by the type of camera system used using multiple cameras
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R2300/00Details of viewing arrangements using cameras and displays, specially adapted for use in a vehicle
    • B60R2300/30Details of viewing arrangements using cameras and displays, specially adapted for use in a vehicle characterised by the type of image processing
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08GTRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/16Anti-collision systems

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Generierung eines gerenderten dreidimensionalen Modells eines Fahrzeugs, mit den folgenden Schritten vorgeschlagen:
Bereitstellen von visuellen Bildern, die mit einem von dem Fahrzeug aus seitlich gerichteten Blickwinkel ein Umfeld des Fahrzeugs abbilden;
Bereitstellen von zumindest einem visuellen Sky-Bild, das mit einem von dem Fahrzeug aus nach oben gerichteten Blickwinkel das Umfeld des Fahrzeugs abbildet;
Generieren eines Vollsphären-Bildes des Umfeldes des Fahrzeugs zum Rendern des Modells, mittels der bereitgestellten visuellen Bilder und dem zumindest einen visuellen Sky-Bild, wobei das Vollsphären-Bild das Modell zum Rendern räumlich umfasst;
Generieren zumindest einer Reflexion des Umfeldes des Fahrzeugs auf einer Oberfläche des Modells des Fahrzeugs mittels des Vollsphären-Bildes, um ein gerendertes dreidimensionales Modell des Fahrzeugs zu rendern.

Figure DE102020209910A1_0000
A method for generating a rendered three-dimensional model of a vehicle is proposed, comprising the following steps:
providing visual images that depict surroundings of the vehicle with a viewing angle directed laterally from the vehicle;
providing at least one visual sky image that depicts the surroundings of the vehicle with a viewing angle pointing upwards from the vehicle;
generating a full sphere image of the surroundings of the vehicle for rendering the model, using the provided visual images and the at least one visual sky image, wherein the full sphere image spatially includes the model for rendering;
generating at least one reflection of the environment of the vehicle on a surface of the model of the vehicle using the full-sphere image to render a rendered three-dimensional model of the vehicle.
Figure DE102020209910A1_0000

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Automatisierung des Fahrens geht einher mit der Ausstattung von Fahrzeugen mit immer umfangreicheren und leistungsfähigeren Sensorsystemen zur Umfelderfassung.The automation of driving goes hand in hand with equipping vehicles with increasingly extensive and powerful sensor systems for detecting the surroundings.

Aktuell moderne Surround-Ansichtsfunktionen, die insbesondere auf Videobildern des Umfelds basieren, rendern eine Ansicht einer 3D-Szene, die mit Echtzeit-Videodaten abgebildet wird.Current state-of-the-art surround viewing capabilities, based in particular on video images of the surroundings, render a view of a 3D scene mapped with real-time video data.

Das Ziel der aktuellen 3D-Surround-Sichtsysteme ist es, den Fahrer bei Manövern zu unterstützen, damit er im Gefahrenfall schnell reagieren kann. Dabei wird die Umgebung typischerweise mittels jeweils einer Fisheye-Kamera an jeder Seite des Fahrzeugs abgebildet, um die Surround-Ansicht zu generieren. Innerhalb einer solch generierten Surround-Ansicht kann ein 3D-Modell eines Fahrzeugs platziert werden, um mittels einer Kombination des 3D-Modells des Fahrzeugs und der Surround-Ansicht eine Vogelperspektive mit beliebigem Ansichtspunkt auf die jeweilige Szene entstehen zu lassen. Eine solche Vogelperspektive kann einen Fahrer des Fahrzeugs, beispielsweise bei Parkmanövern unterstützen, insbesondere wenn das Fahrzeug nahe an ein Objekt herangeführt wird.The aim of the current 3D surround vision systems is to support the driver during maneuvers so that he can react quickly in the event of danger. The environment is typically imaged using a fisheye camera on each side of the vehicle in order to generate the surround view. A 3D model of a vehicle can be placed within such a generated surround view in order to create a bird's eye view of the respective scene from any point of view using a combination of the 3D model of the vehicle and the surround view. Such a bird's-eye view can support a driver of the vehicle, for example during parking maneuvers, in particular when the vehicle is brought close to an object.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention

Dabei ist typischerweise das gerenderte 3D-Modell des Fahrzeugs nicht fotorealistisch, beispielsweise fehlen Reflexionen der Umgebung oder Lichtbrechungen an Oberflächen des 3D-Modells. Es werden typischerweise mithilfe von virtuellen Lichtquellen Glanzeffekte und eingefrorene Reflektionen (baked refection map) auf der Oberfläche des 3D-Modells simuliert. Dadurch entsteht kein realistischer Eindruck von dem 3D-Modell des Fahrzeugs.Typically, the rendered 3D model of the vehicle is not photo-realistic, for example there are no reflections from the surroundings or refractions of light on the surfaces of the 3D model. Typically, gloss effects and frozen reflections (baked refection map) are simulated on the surface of the 3D model using virtual light sources. This does not create a realistic impression of the 3D model of the vehicle.

Gemäß Aspekten der Erfindung wird ein Verfahren zur Generierung eines gerenderten dreidimensionalen Modells eines Fahrzeugs, eine Rendering-Vorrichtung, ein Fahrzeug, eine Verwendung des Verfahrens, ein Computerprogramm und ein maschinenlesbares Speichermedium, gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.According to aspects of the invention, a method for generating a rendered three-dimensional model of a vehicle, a rendering device, a vehicle, a use of the method, a computer program and a machine-readable storage medium are proposed according to the features of the independent claims. Advantageous configurations are the subject of the dependent claims and the following description.

In dieser gesamten Beschreibung der Erfindung ist die Abfolge von Verfahrensschritten so dargestellt, dass das Verfahren leicht nachvollziehbar ist. Der Fachmann wird aber erkennen, dass viele der Verfahrensschritte auch in einer anderen Reihenfolge durchlaufen werden können und zu dem gleichen oder einem entsprechenden Ergebnis führen. In diesem Sinne kann die Reihenfolge der Verfahrensschritte entsprechend geändert werden. Einige Merkmale sind mit Zählwörtern versehen, um die Lesbarkeit zu verbessern oder die Zuordnung eindeutiger zu machen, dies impliziert aber nicht ein Vorhandensein bestimmter Merkmale.Throughout this description of the invention, the sequence of method steps is presented in such a way that the method is easy to follow. However, those skilled in the art will recognize that many of the method steps can also be carried out in a different order and lead to the same or a corresponding result. In this sense, the order of the method steps can be changed accordingly. Some features are numbered to improve readability or to clarify attribution, but this does not imply the presence of specific features.

Gemäß einem Aspekt wird ein Verfahren zur Generierung eines gerenderten dreidimensionalen Modells eines Fahrzeugs vorgeschlagen, das die folgenden Schritte aufweist:

  • In einem Schritt werden visuelle Bilder bereitgestellt, die mit einem von dem Fahrzeug aus seitlich gerichteten Blickwinkel ein Umfeld des Fahrzeugs abbilden. In einem weiteren Schritt wird zumindest ein visuelles Sky-Bild, das mit einem von dem Fahrzeug aus nach oben gerichteten Blickwinkel das Umfeld des Fahrzeugs abbildet, bereitgestellt. In einem weiteren Schritt wird ein Vollsphären-Bild des Umfeldes des Fahrzeugs zum Rendern des Modells, mittels der bereitgestellten visuellen Bilder und dem zumindest einen visuellen Sky-Bild, generiert, wobei das Vollsphären-Bild das Modell zum Rendern räumlich umfasst. In einem weiteren Schritt wird zumindest eine Reflexion des Umfeldes des Fahrzeugs auf einer Oberfläche des Modells des Fahrzeugs mittels des Vollsphären-Bildes generiert, um ein gerendertes dreidimensionales Modell des Fahrzeugs zu rendern.
According to one aspect, a method for generating a rendered three-dimensional model of a vehicle is proposed, which has the following steps:
  • In one step, visual images are provided, which depict surroundings of the vehicle with a viewing angle directed laterally from the vehicle. In a further step, at least one visual sky image is provided, which depicts the surroundings of the vehicle with a viewing angle pointing upwards from the vehicle. In a further step, a full sphere image of the surroundings of the vehicle for rendering the model is generated using the visual images provided and the at least one visual sky image, the full sphere image spatially encompassing the model for rendering. In a further step, at least one reflection of the surroundings of the vehicle is generated on a surface of the model of the vehicle using the full-sphere image in order to render a rendered three-dimensional model of the vehicle.

Dabei bezeichnet das Rendern in der Computergrafik die Erzeugung bzw. eine Bildsynthese eines Bildes aus Rohdaten. Rohdaten können geometrische Beschreibungen im 2D oder 3D Raum, wie HTML, SVG etc. sein.
Beim Rendern müssen üblicherweise folgende Aufgaben gelöst werden:

  • • die Ermittlung der vom virtuellen Betrachter oder von einer virtuellen Kamera aus sichtbaren Objekte (Verdeckungsberechnung)
  • • die Simulation des Aussehens von Oberflächen, beeinflusst durch deren Materialeigenschaften (Shading)
  • • die Berechnung der Lichtverteilung innerhalb einer Szene, die sich unter anderem durch die indirekte Beleuchtung zwischen Körpern äußert.
Rendering in computer graphics refers to the generation or image synthesis of an image from raw data. Raw data can be geometric descriptions in 2D or 3D space, such as HTML, SVG etc.
When rendering, the following tasks usually have to be solved:
  • • the determination of the objects visible from the virtual viewer or from a virtual camera (occlusion calculation)
  • • the simulation of the appearance of surfaces, influenced by their material properties (shading)
  • • the calculation of the light distribution within a scene, which is expressed, among other things, by the indirect lighting between bodies.

Das Merkmal, visuelle Bilder bereitzustellen, ist breit zu verstehen und umfasst eine Bereitstellung von optischen Kamerabildern, Videoaufnahmen oder anderen optischen Darstellungen, die mittels anderer Abbildungsverfahren die Strukturen des Umfelds charakterisieren, wie beispielsweise Aufnahmen mit einem RADARSystem und/oder einem LIDAR und/oder einem Ultraschall-System.The feature of providing visual images is to be understood broadly and includes the provision of optical camera images, video recordings or other optical representations that characterize the structures of the environment using other imaging methods, such as recordings with a RADAR system and/or a LIDAR and/or a ultrasound system.

Der Begriff Vollsphären-Bild ist breit auszulegen und umfasst Bilder die insbesondere sowohl eine unterhalb des dreidimensionalen Modells angeordnete Halbsphäre insoweit umfasst, dass die unterhalb des dreidimensionalen Modells angeordnete Halbsphäre entweder durch visuelle Bilder generiert wird, die aus seitlich gerichteten Blickwinkel ein Umfeld des Fahrzeugs abbilden, als auch eine oberhalb des dreidimensionalen Modells angeordnete Halbsphäre, die insbesondere mit dem visuellen Sky-Bild generiert wird.
Alternativ oder zusätzlich kann die unterhalb des dreidimensionalen Modells angeordnete Halbsphäre dadurch generiert werden, dass in der unteren Halbsphäre gelegene Objekte des Umfeldes des Fahrzeugs im Betrieb des Fahrzeugs abgebildet und gespeichert werden.
Der Begriff Vollsphären-Bild umfasst somit insbesondere ein Bild, dass das Modell zum Rendern vollständig umfasst, um das vollständige Umfeld des Fahrzeugs abzubilden.
Der Begriff Vollsphären-Bild umfasst insbesondere auch ein Bild des Umfelds des Fahrzeugs zum Rendern, das eine oberhalb des Fahrzeugs gelegene Halbsphäre zusätzlich zu dem Teil der unteren Halbsphäre, die von visuellen Bildern abgebildet werden, die aus einem von dem Fahrzeug aus seitlich gerichteten Blickwinkel erfasst werden, umfasst.
The term full-sphere image is to be interpreted broadly and includes images that include a hemisphere located below the three-dimensional model to the extent that the hemisphere located below the three-dimensional model is generated either by visual images that depict the area around the vehicle from a lateral viewing angle, as well as a hemisphere arranged above the three-dimensional model, which is generated in particular with the visual sky image.
Alternatively or additionally, the hemisphere arranged below the three-dimensional model can be generated in that objects in the lower hemisphere of the surroundings of the vehicle are imaged and stored during operation of the vehicle.
The term full-sphere image thus encompasses in particular an image that completely encompasses the model for rendering in order to depict the entire environment of the vehicle.
In particular, the term full-sphere image also includes an image of the surroundings of the vehicle for rendering, which captures a hemisphere located above the vehicle in addition to the part of the lower hemisphere represented by visual images taken from a side view angle of the vehicle are included.

Dabei umfasst der Begriff Vollsphären-Bild ein Bild, das den entsprechenden Raumwinkel um das Fahrzeug zum Rendern herum abbildet und kann eine beliebige räumliche Form aufweisen. Neben einer Kugelform kann das Vollsphären-Bild beispielsweise eine Form eines Kastens, der das Fahrzeug zum Rendern umfasst, aufweisen.Here, the term full sphere image includes an image that maps the corresponding solid angle around the vehicle for rendering and can have any spatial shape. For example, in addition to a spherical shape, the full sphere image may have a shape of a box enclosing the vehicle for rendering.

In der gesamten Beschreibung ist eine Abbildung eines/des Umfeldes des Fahrzeugs mit seitlich und/oder nach oben gerichtetem Blickwinkel so auszulegen, dass jeweils ein entsprechender Teil des Umfeldes, abhängig von einem jeweiligen Blickwinkel und einer jeweiligen Ausrichtung des Blickwinkels, abgebildet wird.Throughout the description, an image of/of the area surrounding the vehicle with a lateral and/or upward viewing angle is to be interpreted in such a way that a corresponding part of the area is imaged depending on a particular viewing angle and a particular orientation of the viewing angle.

Vorteilhafterweise kann mit dem generierten Vollsphären-Bild des Umfelds des Fahrzeugs das gerenderte dreidimensionale Modell des Fahrzeugs fotorealistischer, insbesondere durch Reflexe auf der Oberfläche des Modells, erscheinen. Insbesondere kann das dreidimensionale Modell mit den so erzeugten Reflexen, implizit eine Tageszeit visualisieren, d. h. insbesondere Tageslicht bzw. Nachtbeleuchtung, und darüber hinaus können die Reflexionen den Sonnenstand, bzw. wetterbedingte Beleuchtungsverhältnisse charakterisieren.
Vorteilhafterweise entfällt dadurch die im Stand der Technik verwendete indirekte Bestimmung des Lichteinfalls bzw. eines Tages- bzw. Nachtmodus, die mittels der Tageszeit zugeordnet werden müssen.
Advantageously, with the generated full-sphere image of the surroundings of the vehicle, the rendered three-dimensional model of the vehicle can appear more photorealistic, in particular due to reflections on the surface of the model. In particular, the three-dimensional model with the reflections generated in this way can implicitly visualize a time of day, ie in particular daylight or nighttime lighting, and the reflections can also characterize the position of the sun or weather-related lighting conditions.
Advantageously, this eliminates the indirect determination of the incidence of light or of a day or night mode used in the prior art, which must be assigned by means of the time of day.

Dadurch, dass eine vollständige Vollsphäre generiert wird, die das Fahrzeug umschließt, kann in den Reflexen die gesamte Umgebung, d. h. inklusive Untergründen und Gebäuden, die je nach der Größe der Blickwinkel der verwendeten Kamerasysteme abgebildet werden, als Reflexe auf der Oberfläche des dreidimensionalen Modells des Fahrzeugs abgebildet werden. Entsprechend der Aktualisierung der visuellen Bilder können diese Reflexe und auch optische Brechungen in Echtzeit für die Oberfläche des dreidimensionalen Modells bestimmt und entsprechend gerendert werden.Because a complete full sphere is generated that encloses the vehicle, the entire environment, i. H. including underground and buildings, which are displayed as reflections on the surface of the three-dimensional model of the vehicle, depending on the size of the viewing angle of the camera systems used. Depending on the updating of the visual images, these reflections and also optical refractions can be determined in real time for the surface of the three-dimensional model and rendered accordingly.

Dieses Verfahren unterscheidet sich von einer Skybox, die einen Horizont in der Computergrafik simuliert, in dem in diesem Verfahren ein Vollsphären-Bild der Umgebung des Fahrzeugs generiert wird, um mittels des entsprechend generierten Vollsphären-Bildes und einer Abbildungsvorschrift Reflexe auf die Oberfläche des dreidimensionalen Modells des Fahrzeugs abbilden zu können. This method differs from a skybox, which simulates a horizon in computer graphics, in which a full-sphere image of the vehicle's surroundings is generated in this method in order to use the correspondingly generated full-sphere image and a mapping rule to reflect reflections on the surface of the three-dimensional model of the vehicle.

Mittels des Vollsphären-Bildes kann, entsprechend dem Normalvektor auf der Oberfläche des dreidimensionalen Modells und der jeweiligen Blickrichtung einer virtuellen Kameraposition, ein jeweiliger Reflex einfach implementiert und berechnet werden.
Bei der Verwendung von Kamera-Systemen, die eine hohe Dynamik der Lichtintensität verarbeiten können (z. B. HDR-Kameras), kann die natürliche Dynamik der Lichtsituation mittels des Vollsphären-Bildes detektiert werden und entsprechend als Reflexe oder optische Brechungs-Effekt auf die Oberfläche des dreidimensionalen Modells des Fahrzeugs gerendert werden.
Using the full-sphere image, a respective reflex can be easily implemented and calculated according to the normal vector on the surface of the three-dimensional model and the respective viewing direction of a virtual camera position.
When using camera systems that can process a high level of dynamics in light intensity (e.g. HDR cameras), the natural dynamics of the light situation can be detected using the full-sphere image and accordingly as reflections or optical refraction effects on the Surface of the three-dimensional model of the vehicle are rendered.

Erst dadurch, dass das Fahrzeug innerhalb des vollständigen generierten Vollsphären-Bildes angeordnet ist, können auch seitliche Reflexe der Umgebung unverzerrt auf die Oberfläche des dreidimensionalen Modells des Fahrzeugs abgebildet werden, da nur mit seitlich ausgerichteten Kamera-Systemen kein unverzerrtes Vollsphären-Bild in Echtzeit generiert werden kann.Lateral reflections of the surroundings can only be mapped undistorted onto the surface of the three-dimensional model of the vehicle if the vehicle is arranged within the completely generated full-sphere image, since only laterally aligned camera systems cannot generate an undistorted full-sphere image in real time can be.

Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine Reflexion mittels einer Abbildung des Vollsphären-Bildes auf die Oberfläche des gerenderten Modells generiert wird.
Eine solche Abbildung kann beispielsweise auf den Gesetzen der geometrischen Optik beruhen und entsprechend einem jeweiligen Normalenvektor auf jedem Punkt der Oberfläche diesen Oberflächenpunkt des dreidimensionalen Modells, abhängig von einer jeweiligen Blickrichtung einer virtuellen Kameraposition, einen Reflex des Vollsphären-Bildes zuordnen.
According to one aspect, it is proposed that the at least one reflection is generated by mapping the full-sphere image onto the surface of the rendered model.
Such a mapping can, for example, be based on the laws of geometrical optics and, depending on a respective viewing direction of a virtual camera position, assign a reflection of the full-sphere image to this surface point of the three-dimensional model according to a respective normal vector on each point of the surface.

Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass das zumindest eine Sky-Bild mittels eines Sky-Kamera-Systems eines Fahrzeugs, dessen Modell gerendert wird, generiert wird, und das Sky-Kamera-System eingerichtet ist, das zumindest eine visuelle Sky-Bild, mit einem von dem Fahrzeug aus nach oben gerichteten Blickwinkel das Umfeld des Fahrzeugs abzubilden.
Mit einem solchen Sky-Kamera-System kann ein visuelles Sky-Bild besonders einfach generiert werden.
According to one aspect, it is proposed that the at least one sky image is generated using a sky camera system of a vehicle whose model is being rendered, and the sky camera system is set up to have at least one visual sky image to depict the surroundings of the vehicle from an upward viewing angle from the vehicle.
A visual sky image can be generated particularly easily with such a sky camera system.

Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass das Sky-Kamera-System eingerichtet ist, ein Sky-Bild zu generieren, das die gesamte Umgebung oberhalb des Fahrzeugs abbildet.According to one aspect, it is proposed that the sky camera system is set up to generate a sky image that depicts the entire environment above the vehicle.

Ein so generiertes Sky-Bild, charakterisiert eine Umgebung oberhalb des Fahrzeugs, die einen Winkelbereich von 180° umfasst und einen Ursprung am höchsten Punkt des Fahrzeugs hat. Dies kann beispielsweise mit einem Fisheye-Kamera-System generiert werden.
Die Verwendung von einem solchen Sky-Kamera-System ermöglichen das Vollsphären-Bild mit wenig Verzerrung zu generieren.
A sky image generated in this way characterizes an environment above the vehicle that covers an angular range of 180° and has its origin at the highest point of the vehicle. This can be generated with a fisheye camera system, for example.
Using such a sky camera system allows to generate the full sphere image with little distortion.

Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass das zumindest eine Sky-Bild mittels zumindest einem Bildbereich von Bildern eines Kamera-Systems generiert wird, wobei das Kamera-System eingerichtet ist, mit einem von dem Fahrzeug aus seitlich gerichteten Blickwinkel ein Umfeld des Fahrzeugs abzubilden. Vorteilhafterweise ist dazu kein zusätzliches Kamera-System in dem Fahrzeug einzubauen und die Generierung des Vollsphären-Bildes kann beispielsweise durch zeitlich aufeinanderfolgend generierte Bilder mit unterschiedlicher Ausrichtung des Kamera-Systems aufgrund einer Bewegung des Fahrzeugs generiert werden.According to one aspect, it is proposed that the at least one sky image is generated using at least one image area of images from a camera system, the camera system being set up to image the vehicle's surroundings with a viewing angle directed laterally from the vehicle. Advantageously, no additional camera system needs to be installed in the vehicle and the generation of the full-sphere image can be generated, for example, by sequentially generated images with a different alignment of the camera system due to a movement of the vehicle.

Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass der zumindest eine Bildbereich einen von dem Fahrzeug aus nach oben gerichteten Blickwinkel abbildet.According to one aspect, it is proposed that the at least one image area depicts a viewing angle directed upwards from the vehicle.

Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass die visuellen Bildern, die mit einem von dem Fahrzeug aus seitlich gerichteten Blickwinkel ein Umfeld des Fahrzeugs abbilden, mittels vier Fahrzeug-Kamera-Systemen generiert werden, die jeweils zumindest einen Winkel-Bereich der vier Seiten neben des Fahrzeugs abbilden.
Dazu können vorteilhafterweise Kamera-Systeme verwendet werden, die für ein Surround View System in dem Fahrzeug schon vorgesehen sind.
According to one aspect, it is proposed that the visual images, which depict the surroundings of the vehicle with a viewing angle directed laterally from the vehicle, are generated by means of four vehicle camera systems, each of which covers at least one angular range of the four sides next to the vehicle depict.
Camera systems that are already provided for a surround view system in the vehicle can advantageously be used for this purpose.

Gemäß einem Aspekt wird eine Rendering-Vorrichtung vorgeschlagen, die eingerichtet ist, eines der oben beschriebenen Verfahren durchzuführen. Mit einer solchen Vorrichtung kann das entsprechende Verfahren leicht in unterschiedliche Systeme integriert werden.According to one aspect, a rendering device is proposed that is set up to carry out one of the methods described above. With such a device, the corresponding method can easily be integrated into different systems.

Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass die Rendering-Vorrichtung vier Fahrzeug-Kamera-Systeme aufweist, die jeweils an einer anderen Seite eines Fahrzeugs eingerichtet sind, Bilder mit einem seitlich von dem Fahrzeug aus gerichteten Blickwinkel ein Umfeld des Fahrzeugs zu generieren; und die Bilder bereitzustellen. Darüber hinaus weist die Rendering-Vorrichtung zumindest ein Sky-Kamera-System auf, das eingerichtet ist, zumindest ein visuelles Sky-Bild mit einem von dem Fahrzeug aus nach oben gerichteten Blickwinkel das Umfeld des Fahrzeugs zu generieren; und das zumindest eine visuelle Sky-Bild bereitzustellen.According to one aspect, it is proposed that the rendering device has four vehicle camera systems, each of which is set up on a different side of a vehicle to generate images of an area surrounding the vehicle with a viewing angle directed laterally from the vehicle; and provide the images. In addition, the rendering device has at least one sky camera system that is set up to generate at least one visual sky image of the surroundings of the vehicle with an upward viewing angle from the vehicle; and provide the at least one visual sky image.

Es wird ein Fahrzeug vorgeschlagen, das ein Sky-Kamera-System aufweist, wobei das Sky-Kamera-System eingerichtet ist, mit einem von dem Fahrzeug aus nach oben gerichteten Blickwinkel ein Sky-Bild, das die gesamte Umgebung über dem Fahrzeug abbildet, zum Rendern eines Modells des Fahrzeugs mit Reflexen der Umgebung, zu generieren.A vehicle is proposed which has a sky camera system, the sky camera system being set up to produce a sky image, which depicts the entire environment above the vehicle, with a viewing angle pointing upwards from the vehicle Rendering a model of the vehicle with reflections of the environment.

Es wird eine Verwendung eines der oben beschriebenen Verfahren zur Unterstützung eines Fahrers des Fahrzeugs des gerenderten Modells beim Führen des Fahrzeugs vorgesch lagen.A use of one of the methods described above for supporting a driver of the vehicle of the rendered model when driving the vehicle is proposed.

Gemäß einem Aspekt wird ein Computerprogramm angegeben, das Befehle umfasst, die bei der Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer diesen veranlassen, eines der oben beschriebenen Verfahren auszuführen. Ein solches Computerprogramm ermöglicht den Einsatz des beschriebenen Verfahrens in unterschiedlichen Systemen.According to one aspect, a computer program is provided which comprises instructions which, when the computer program is executed by a computer, cause the latter to execute one of the methods described above. Such a computer program enables the method described to be used in different systems.

Es wird ein maschinenlesbares Speichermedium angegeben, auf dem das oben beschriebene Computerprogramm gespeichert ist. Mittels eines solchen maschinenlesbaren Speichermediums ist das oben beschriebene Computerprogramm transportabel.A machine-readable storage medium is specified, on which the computer program described above is stored. The computer program described above can be transported by means of such a machine-readable storage medium.

Ausführungsbeispieleexemplary embodiments

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden mit Bezug auf die 1 bis 2 dargestellt und im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 ein Fahrzeug, das mit einer Mehrzahl von Kamerasystemen ausgerüstet ist, um unterschiedliche Winkelbereiche der Umgebung des Fahrzeugs abzubilden; und
  • 2 ein dreidimensionales Modell eines Fahrzeugs in einer Umgebung mit Reflexen an der Oberfläche.
Embodiments of the invention are described with reference to FIG 1 until 2 shown and explained in more detail below. Show it:
  • 1 a vehicle that is equipped with a plurality of camera systems in order to image different angular ranges of the surroundings of the vehicle; and
  • 2 a three-dimensional model of a vehicle in an environment with reflections on the surface.

Die 1 skizziert ein Fahrzeug 100, das mit einer Mehrzahl von Kamera-Systemen 110, 120, 130, 140, 150 ausgerüstet ist, um unterschiedliche Winkelbereiche der Umgebung des Fahrzeugs abzubilden. Dabei bilden die Kamera-Systeme 110, 120, 130, 140, 150 jeweils einen Blickwinkel 110a, 120a, 130a, 140a, 150a um das Umfeld des Fahrzeugs ab. Die Blickwinkel der seitlich angeordneten Kamera-Systeme 110, 120, 130, 140 sind von dem Fahrzeug aus seitlich gerichtet, um ein im Wesentlichen seitlich benachbartes Umfeld des Fahrzeugs abzubilden. Das Kamera-System 150 ist eingerichtet, ein visuelles Sky-Bild zu generieren, das mit einem von dem Fahrzeug aus nach oben gerichteten Blickwinkel das Umfeld des Fahrzeugs abbildet.the 1 outlines a vehicle 100, which is equipped with a plurality of camera systems 110, 120, 130, 140, 150 in order to depict different angular ranges of the surroundings of the vehicle. The camera systems 110, 120, 130, 140, 150 each form a viewing angle 110a, 120a, 130a, 140a, 150a around the surroundings of the vehicle. The viewing angles of the laterally arranged camera systems 110, 120, 130, 140 are directed laterally from the vehicle in order to image an area surrounding the vehicle that is essentially laterally adjacent. The camera system 150 is set up to generate a visual sky image that depicts the surroundings of the vehicle with a viewing angle pointing upwards from the vehicle.

Die 2 skizziert ein dreidimensionales Modell 200 eines Fahrzeugs 100 in einer Umgebung mit Reflexen 210, 220, 230, 240 an der Oberfläche. Dabei bilden sich die Objekte 210a (Hochhaus), 230a (Baum), 240a (Straße) der Umgebung des Fahrzeuges 100 als jeweiliger Reflex auf der Oberfläche des dreidimensionalen gerenderten Modells 200 des Fahrzeugs 100 ab. Der Reflex 220 reflektiert eine Lichtquelle, wie beispielsweise die Sonne.the 2 sketches a three-dimensional model 200 of a vehicle 100 in an environment with reflections 210, 220, 230, 240 on the surface. Objects 210a (skyscraper), 230a (tree), 240a (road) in the surroundings of vehicle 100 are formed as respective reflections on the surface of three-dimensional rendered model 200 of vehicle 100 . The reflex 220 reflects a light source, such as the sun.

Claims (13)

Verfahren zur Generierung eines gerenderten dreidimensionalen Modells (200) eines Fahrzeugs (100), mit den Schritten: Bereitstellen von visuellen Bildern, die mit einem von dem Fahrzeug (100) aus seitlich gerichteten Blickwinkel (110a, 120a, 130a, 140a) ein Umfeld des Fahrzeugs abbilden; Bereitstellen von zumindest einem visuellen Sky-Bild, das mit einem von dem Fahrzeug (100) aus nach oben gerichteten Blickwinkel (150a) das Umfeld des Fahrzeugs (100) abbildet; Generieren eines Vollsphären-Bildes des Umfeldes des Fahrzeugs (100) zum Rendern des Modells (200), mittels der bereitgestellten visuellen Bilder und dem zumindest einen visuellen Sky-Bild, wobei das Vollsphären-Bild das Modell (200) zum Rendern räumlich umfasst; Generieren zumindest einer Reflexion (210, 220, 230,240) des Umfeldes des Fahrzeugs (100) auf einer Oberfläche des Modells (200) des Fahrzeugs (100) mittels des Vollsphären-Bildes, um ein gerendertes dreidimensionales Modell (200) des Fahrzeugs (100) zu rendern.Method for generating a rendered three-dimensional model (200) of a vehicle (100), with the steps: providing visual images that depict an area surrounding the vehicle with a viewing angle (110a, 120a, 130a, 140a) directed laterally from the vehicle (100); providing at least one visual sky image that depicts the surroundings of the vehicle (100) with an upward viewing angle (150a) from the vehicle (100); Generating a full sphere image of the surroundings of the vehicle (100) for rendering the model (200) using the provided visual images and the at least one visual sky image, wherein the full sphere image spatially includes the model (200) for rendering; Generating at least one reflection (210, 220, 230, 240) of the surroundings of the vehicle (100) on a surface of the model (200) of the vehicle (100) using the full-sphere image to create a rendered three-dimensional model (200) of the vehicle (100) to render. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die zumindest eine Reflexion (210, 220, 230,240) mittels einer Abbildung des Vollsphären-Bildes auf die Oberfläche des gerenderten Modells (200) generiert wird.procedure according to claim 1 , wherein the at least one reflection (210, 220, 230,240) is generated by mapping the full-sphere image onto the surface of the rendered model (200). Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das zumindest eine Sky-Bild mittels eines Sky-Kamera-Systems (150) des Fahrzeugs (100), dessen Modell gerendert wird, generiert wird, und das Sky-Kamera-System (150) eingerichtet ist, das zumindest eine visuelle Sky-Bild, mit einem von dem Fahrzeug (100) aus nach oben gerichteten Blickwinkel (150a) das Umfeld des Fahrzeugs abzubilden.procedure according to claim 1 or 2 , wherein the at least one sky image is generated by means of a sky camera system (150) of the vehicle (100), whose model is rendered, and the sky camera system (150) is set up, the at least one visual sky - Image depicting the surroundings of the vehicle with a viewing angle (150a) pointing upwards from the vehicle (100). Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei das Sky-Kamera-System (150) eingerichtet ist, ein Sky-Bild zu generieren, das die gesamte Umgebung oberhalb des Fahrzeugs (100) abbildet.procedure according to claim 3 , wherein the sky camera system (150) is set up to generate a sky image that depicts the entire environment above the vehicle (100). Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das zumindest eine Sky-Bild mittels zumindest einem Bildbereich von Bildern eines Kamera-Systems (110, 120, 130, 140) generiert wird, wobei das Kamera-System (110, 120, 130, 140) eingerichtet ist, mit einem von dem Fahrzeug (100) aus seitlich gerichteten Blickwinkel (110a, 120a, 130a, 140a) das Umfeld des Fahrzeugs (100) abzubilden.procedure according to claim 1 or 2 , wherein the at least one sky image is generated by means of at least one image area of images from a camera system (110, 120, 130, 140), the camera system (110, 120, 130, 140) being set up with one of to image the surroundings of the vehicle (100) from the vehicle (100) from a laterally directed viewing angle (110a, 120a, 130a, 140a). Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei der zumindest eine Bildbereich einen von dem Fahrzeug (100) aus nach oben gerichteten Blickwinkel abbildet.procedure according to claim 5 , wherein the at least one image area depicts an upward viewing angle from the vehicle (100). Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die visuellen Bilder, die mit einem von dem Fahrzeug (100) aus seitlich gerichteten Blickwinkel (110a, 120a, 130a, 140a) ein Umfeld des Fahrzeugs (100) abbilden, mittels vier Fahrzeug-Kamera-Systemen (110, 120, 130, 140) generiert werden, die jeweils zumindest einen Winkel-Bereich der vier Seiten neben dem Fahrzeug abbilden.Method according to one of the preceding claims, wherein the visual images, which depict an environment of the vehicle (100) with a vehicle (100) from a laterally directed viewing angle (110a, 120a, 130a, 140a), using four vehicle camera systems (110, 120, 130, 140) are generated, each depicting at least one angular area of the four sides next to the vehicle. Rendering-Vorrichtung, die eingerichtet ist, eines der Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 7 auszuführen.Rendering device that is set up according to one of the methods claim 1 until 7 to execute. Rendering-Vorrichtung gemäß Anspruch 8, aufweisend: Vier Fahrzeug-Kamera-Systeme (110, 120, 130, 140), die jeweils an einer anderen Seite eines Fahrzeugs eingerichtet sind, Bilder mit einem seitlich von dem Fahrzeug aus gerichteten Blickwinkel (110a, 120a, 130a, 140a) ein Umfeld des Fahrzeugs (100) zu generieren; und die Bilder bereitzustellen; Zumindest ein Sky-Kamera-System (150), das eingerichtet ist, zumindest ein visuelles Sky-Bild mit einem von dem Fahrzeug (100) aus nach oben gerichteten Blickwinkel (150a) das Umfeld des Fahrzeugs (100) zu generieren; und das zumindest eine visuelle Sky-Bild bereitzustellen.Rendering device according to claim 8 , comprising: four vehicle camera systems (110, 120, 130, 140), each installed on a different side of a vehicle, input images with a viewing angle (110a, 120a, 130a, 140a) directed laterally from the vehicle generate environment of the vehicle (100); and provide the images; At least one sky camera system (150), which is set up to generate at least one visual sky image of the area surrounding the vehicle (100) with an upward viewing angle (150a) from the vehicle (100); and provide the at least one visual sky image. Fahrzeug (100), das ein Sky-Kamera-System (150) aufweist, wobei das Sky-Kamera-System (150) eingerichtet ist, mit einem von dem Fahrzeug (100) aus nach oben gerichteten Blickwinkel (150a) ein Sky-Bild, das die gesamte Umgebung über dem Fahrzeug (100) abbildet, zum Rendern eines Modells (200) des Fahrzeugs mit Reflexen der Umgebung, zu generieren.Vehicle (100) having a sky camera system (150), wherein the sky camera system (150) is set up to produce a sky image with a viewing angle (150a) directed upwards from the vehicle (100). , which maps the entire environment above the vehicle (100) to render a model (200) of the vehicle with reflections of the environment. Verwendung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, zur Unterstützung eines Fahrers des Fahrzeugs des gerenderten Modells beim Führen des Fahrzeugs (100).Use of the method according to any one of Claims 1 until 7 , for assisting a driver of the vehicle of the rendered model in driving the vehicle (100). Computerprogramm, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer diesen veranlassen, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 auszuführen.Computer program, comprising instructions which, when the computer program is executed by a computer, cause the latter to carry out the method according to one of Claims 1 until 7 to execute. Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 12 gespeichert ist.Machine-readable storage medium on which the computer program claim 12 is saved.
DE102020209910.3A 2020-08-05 2020-08-05 Method for generating a rendered three-dimensional model of a vehicle Pending DE102020209910A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020209910.3A DE102020209910A1 (en) 2020-08-05 2020-08-05 Method for generating a rendered three-dimensional model of a vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020209910.3A DE102020209910A1 (en) 2020-08-05 2020-08-05 Method for generating a rendered three-dimensional model of a vehicle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102020209910A1 true DE102020209910A1 (en) 2022-02-10

Family

ID=79686268

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102020209910.3A Pending DE102020209910A1 (en) 2020-08-05 2020-08-05 Method for generating a rendered three-dimensional model of a vehicle

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102020209910A1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013203162A1 (en) 2012-03-07 2013-09-12 GM Global Technology Operations LLC (n.d. Ges. d. Staates Delaware) Virtual convertible tops, sun roofs and rear windows, and systems and methods for providing the same
DE102016217488A1 (en) 2016-09-14 2018-03-15 Robert Bosch Gmbh A method of providing a rearview view of a vehicle environment of a vehicle
DE102019103341A1 (en) 2018-02-14 2019-08-14 GM Global Technology Operations LLC SYSTEMS, METHODS AND DEVICES FOR IMPROVED SURVEY STATE DETECTION BASED ON IMAGE SCENES AND ENVIRONMENTAL LIGHT ANALYSIS ARE PROVIDED

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013203162A1 (en) 2012-03-07 2013-09-12 GM Global Technology Operations LLC (n.d. Ges. d. Staates Delaware) Virtual convertible tops, sun roofs and rear windows, and systems and methods for providing the same
DE102016217488A1 (en) 2016-09-14 2018-03-15 Robert Bosch Gmbh A method of providing a rearview view of a vehicle environment of a vehicle
DE102019103341A1 (en) 2018-02-14 2019-08-14 GM Global Technology Operations LLC SYSTEMS, METHODS AND DEVICES FOR IMPROVED SURVEY STATE DETECTION BASED ON IMAGE SCENES AND ENVIRONMENTAL LIGHT ANALYSIS ARE PROVIDED

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102009041431B4 (en) Driving simulation apparatus, wide-angle camera video simulation apparatus and image deforming / composing apparatus
DE102019204242A1 (en) Method and system for efficient rendering of cloud weathering graphics in three-dimensional maps
DE112011105371T5 (en) Apparatus for synthesizing three-dimensional images for visualizing the vehicle environment and associated method
DE10325738B3 (en) Process for generating a three-dimensional terrain model
EP3548842B1 (en) Method and device for georeferencing of aerial image data by means of sar image data
WO2011047924A1 (en) Method for determining the pose of a camera and for recognizing an object of a real environment
WO2004027707A2 (en) Image processing on an item of hardware that is optimized with regard to vector calculation and color mixing
DE102013204597A1 (en) Method and apparatus for determining visibility in fog during the day
WO2013029722A2 (en) Method for representing surroundings
DE112016001150T5 (en) ESTIMATION OF EXTRINSIC CAMERA PARAMETERS ON THE BASIS OF IMAGES
DE102014208271A1 (en) Method and apparatus for image based vision estimation
DE102010042026B4 (en) Method for generating an image of at least one object in the surroundings of a vehicle
DE102015120999A1 (en) A method of generating and displaying a computer-generated real-environment simulation environment
DE102009054214B4 (en) Method and apparatus for generating a representation of an environment
DE102005061590A1 (en) Lighting simulating method for technical lighting system, involves computing color for pixels to represent lighting of scenery and using grey tones for true-color representation or color values for reproduction of lighting
DE102010022726B4 (en) Device for displaying terrain on a display device of a missile
EP3815044A1 (en) Method for sensor and memory-based depiction of an environment, display apparatus and vehicle having the display apparatus
EP3584536A1 (en) Terrestrial observation apparatus with pose determining functionality
DE102020209910A1 (en) Method for generating a rendered three-dimensional model of a vehicle
DE102017221839A1 (en) Method for determining the position of a vehicle, control unit and vehicle
DE112015005317B4 (en) IMAGE CONVERSION DEVICE AND IMAGE CONVERSION METHOD
DE102017118992A1 (en) Method for generating an ISAR image
DE102018132590A1 (en) Determination of an attitude of a vehicle based on sky polarization by acelestial light source
DE102018214875A1 (en) Method and arrangement for generating an environmental representation of a vehicle and vehicle with such an arrangement
DE102021204404A1 (en) Computer-implemented method, computer program and control module for determining a pose and/or dimensions of an object using measurements from an imaging sensor

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R006 Appeal filed
R008 Case pending at federal patent court