DE102021004337A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Filterung von Spiegelungen in Bilddaten - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur Filterung von Spiegelungen in mittels eines Kamerasystems (2) eines Fahrzeugs erfassten Bilddaten, wobei das Kamerasystem (2) zwei Kameras (2.1, 2.2) mit sich zumindest teilweise überschneidenden Erfassungsbereichen aufweist und einer der Kameras (2.1) ein Polarisationsfilter (2.3) vorgeschaltet ist. Erfindungsgemäß weist die andere Kamera (2.2) eine Streulichtblende (2.4) auf, welche seitlich einfallendes Licht filtert. Weiterhin ist eine Verarbeitungseinheit (3) vorgesehen, welche ausgebildet ist, durch Vergleichen mittels beider Kameras (2.1, 2.2) erfasster Bilder (B1, B2) Wasser, Eis und/oder Schnee auf einer Fahrbahnoberfläche zu erkennen.Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Filterung von Spiegelungen in mittels eines Kamerasystems (2) eines Fahrzeugs erfassten Bilddaten.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Filterung von Spiegelungen in mittels eines Kamerasystems eines Fahrzeugs erfassten Bilddaten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Filterung von Spiegelungen in mittels eines Kamerasystems eines Fahrzeugs erfassten Bilddaten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 3.
  • Aus der DE 10 2014 205 204 B3 ist ein kamerabasiertes Fahrerassistenzsystem mit einer einen ersten und zweiten Bildsensor aufweisenden Stereokamera zur Erzeugung von Bilddaten einer Fahrzeugumgebung bekannt, wobei die Bilddaten von einer Bildauswerteeinheit ausgewertet werden. Dem zweiten Bildsensor ist ein Polarisationsfilter vorgeschaltet, welcher horizontal polarisiertes Licht transmittieren lässt. Die Bildauswerteeinheit ist ausgebildet, Intensitäten gleichzeitig von dem ersten und zweiten Bildsensor erzeugter Frames von Bilddaten zu vergleichen und in Abhängigkeit eines Verhältnisses der Intensitäten einen Oberflächenzustand einer von der Stereokamera aufgenommenen Fahrbahn anzuzeigen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine neuartige Vorrichtung und ein neuartiges Verfahren zur Filterung von Spiegelungen in mittels eines Kamerasystems eines Fahrzeugs erfassten Bilddaten anzugeben.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung, welche die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist, und durch ein Verfahren, welches die im Anspruch 3 angegebenen Merkmale aufweist.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • In einer Vorrichtung zur Filterung von Spiegelungen in mittels eines Kamerasystems eines Fahrzeugs erfassten Bilddaten weist das Kamerasystem zwei Kameras mit sich zumindest teilweise überschneidenden Erfassungsbereichen auf, wobei einer der Kameras ein Polarisationsfilter vorgeschaltet ist.
  • Erfindungsgemäß weist die andere Kamera eine Streulichtblende auf, welche seitlich einfallendes Licht filtert. Weiterhin ist eine Verarbeitungseinheit vorgesehen, welche ausgebildet ist, durch Vergleichen mittels beider Kameras erfasster Bilder Wasser, Eis und/oder Schnee auf einer Fahrbahnoberfläche zu erkennen.
  • In einem Verfahren zur Filterung von Spiegelungen in mittels eines Kamerasystems eines Fahrzeugs erfassten Bilddaten werden mittels zwei Kameras des Kamerasystems mit sich zumindest teilweise überschneidenden Erfassungsbereichen Bilder einer Umgebung erfasst, wobei einer der Kameras ein Polarisationsfilter vorgeschaltet ist.
  • Erfindungsgemäß weist die andere Kamera eine Streulichtblende auf, mittels welcher seitlich einfallendes Licht gefiltert wird. Durch Vergleichen mittels beider Kameras erfasster Bilder werden/wird Wasser, Eis und/oder Schnee auf einer Fahrbahnoberfläche erkannt.
  • Bei einer Umgebungserfassung mittels einer Kamera, beispielsweise in Anwendungen für automatisiertes, beispielsweise hochautomatisiertes oder autonomes Fahren von Fahrzeugen, verursachen Reflexionen und Spiegelungen an einer Windschutzscheibe, hinter welcher die Kamera typischerweise montiert ist, häufig unerwünschte Störeffekte. So können Artefakte im erfassten Bildbereich erscheinen. Darüber hinaus wird Licht einer Polarisationsrichtung an Wasserfilmen, also somit auch an Eis und Schnee, häufig gespiegelt. Dies führt zu allseits bekannten Blendungseffekten in bestimmten Winkeln. Diese Blendungseffekte können bei Kameras zu reduzierter Performance oder Geisterdetektionen führen.
  • Durch eine Kombination des Polarisationsfilters an einer Kamera und der Streulichtblende an der anderen Kamera können beide Filtervarianten auf Basis des mittels der Verarbeitungseinheit durchgeführten Vergleichs der Bilder kombiniert werden. Die eine Kamera unterdrückt dabei mittels des Polarisationsfilters effizient Spiegelungen von mit Wasser unterschiedlicher Aggregatszustände bedeckten Flächen. Durch die Kombination mit den Informationen aus den Bildern der anderen Kamera lassen sich somit Falschdetektionen deutlich reduzieren und gleichzeitig Rückschlüsse auf eine Benetzung der Fahrbahn und andere Umweltbedingungen außerhalb des Fahrzeugs ziehen. Dies unterstützt den automatisierten Fahrbetrieb von Fahrzeugen insbesondere auch bei einer Schätzung von Reibwerten auf einer Fahrbahn.
  • Das heißt, die Vorrichtung und das Verfahren ermöglichen aufgrund der Verwendung des Polarisationsfilters für die eine Kamera die Filterung der Reflexionen und Spiegelungen und gleichzeitig aufgrund der Verwendung der Streulichtblende für die andere Kamera eine Erfassung des einstrahlenden Lichts ohne Diskriminierung einer Polarisation desselben. Hierbei werden Fehldetektionen besonders zuverlässig reduziert oder vollständig vermieden. Da für einen Betrieb von Systemen zum automatisierten Fahrbetrieb von Fahrzeugen ohnehin mehrere Kameras mit zumindest teilweise überlappenden Erfassungsbereichen verwendet werden, sind zur Realisierung der Vorrichtung und des Verfahrens in einem Fahrzeug keine zusätzlichen Kameras erforderlich.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
  • Dabei zeigt:
    • 1 schematisch ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Filterung von Spiegelungen in mittels eines Kamerasystems eines Fahrzeugs erfassten Bilddaten.
  • In der einzigen 1 ist ein mögliches Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 1 zur Filterung von Spiegelungen in mittels eines Kamerasystems 2 eines Fahrzeugs erfassten Bilddaten dargestellt.
  • Das Kamerasystem 2 umfasst zwei Kameras 2.1, 2.2, welche insbesondere in einem Fahrzeuginnenraum hinter einer Windschutzscheibe angeordnet sind.
  • Die Kameras 2.1, 2.2 sind zu einer Umgebungserfassung ausgebildet, wobei sich Erfassungsbereiche der Kameras 2.1, 2.2 zumindest teilweise überschneiden. Insbesondere werden mittels der Kameras 2.1, 2.2 erfasste Bilddaten für einen automatisierten, insbesondere hochautomatisierten oder autonomen, Fahrbetrieb verwendet.
  • Der Kamera 2.1 ist ein Polarisationsfilter 2.3 vorgeschaltet. Der Polarisationsfilter 2.3 ist ausgebildet, von mit Wasser, Eis und/oder Schnee bedeckten Flächen hervorgerufene Spiegelungen zu filtern.
  • Die Kamera 2.2 weist eine Streulichtblende 2.4 auf, welche seitlich einfallendes Licht filtert.
  • Die Vorrichtung 1 umfasst weiterhin eine Verarbeitungseinheit 3, welche ausgebildet ist, durch Vergleichen mittels beider Kameras 2.1, 2.2 erfasster Bilder B1, B2 Wasser, Eis und/oder Schnee auf einer Fahrbahnoberfläche zu erkennen.
  • Da die Kamera 2.2 keinen Polarisationsfilter 2.3 aufweist, werden eine Lichtempfindlichkeit und ein Dynamikbereich derselben nicht verändert. Entsprechend sind somit insbesondere bei Nachtfahrten auftretende Nachteile überwunden.
  • Wenn zusätzlich ein polarisiertes Fern- und/oder Abblendlicht zur Beleuchtung einer vor dem Fahrzeug befindlichen Fahrzeugumgebung verwendet wird, so können gezielt unterschiedliche Intensitäten einer Objektausleuchtung und ein Schattenwurf bei Dunkelheit für eine Erhöhung einer Leistungsfähigkeit einer Detektion der Vorrichtung 1 verwendet werden und somit eine Lücke in einer Umgebungserfassung zur Tagfahrt geschlossen werden.
  • Des Weiteren wirkt die Reduktion der Lichteinstrahlung in der Kamera 2.1 zusammen mit der nicht reduzierten Lichteinstrahlung in der Kamera 2.2 wie ein natürliches High Dynamic Range Rendering mit dem Faktor 2. Die Streulichtblende 2.4 unterdrückt dabei effizient Lichteinstrahlungen aus dem Fahrzeuginnenraum, welcher immer zumindest leicht beleuchtet ist. Somit erhöht sich die Empfindlichkeit beider Kameras 2.1, 2.2, was den Nachteil einer Anwendung des Polarisationsfilters 2.3 zumindest teilweise aufhebt. Außerdem werden durch die Kamera 2.2 ohne Polarisationsfilter 2.3 keine Reflexionen aus dem Fahrzeuginnenraum, beispielsweise von einem Armaturenbrett, erkannt, welche sich mit dem Bild B2 außerhalb des Fahrzeugs überlagern und somit eine Objekt- und Spurerkennung negativ beeinflussen könnten.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102014205204 B3 [0003]

Claims (3)

  1. Vorrichtung (1) zur Filterung von Spiegelungen in mittels eines Kamerasystems (2) eines Fahrzeugs erfassten Bilddaten, wobei - das Kamerasystem (2) zwei Kameras (2.1, 2.2) mit sich zumindest teilweise überschneidenden Erfassungsbereichen aufweist und - einer der Kameras (2.1) ein Polarisationsfilter (2.3) vorgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass - die andere Kamera (2.2) eine Streulichtblende (2.4) aufweist, welche seitlich einfallendes Licht filtert, und - eine Verarbeitungseinheit (3) vorgesehen ist, welche ausgebildet ist, durch Vergleichen mittels beider Kameras (2.1, 2.2) erfasster Bilder (B1, B2) Wasser, Eis und/oder Schnee auf einer Fahrbahnoberfläche zu erkennen.
  2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Polarisationsfilter (2.3) ausgebildet ist, von mit Wasser, Eis und/oder Schnee bedeckten Flächen hervorgerufene Spiegelungen zu filtern.
  3. Verfahren zur Filterung von Spiegelungen in mittels eines Kamerasystems (2) eines Fahrzeugs erfassten Bilddaten, wobei - mittels zwei Kameras (2.1, 2.2) des Kamerasystems (2) mit sich zumindest teilweise überschneidenden Erfassungsbereichen Bilder (B1, B2) einer Umgebung erfasst werden und - einer der Kameras (2.1) ein Polarisationsfilter (2.3) vorgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass - die andere Kamera (2.2) eine Streulichtblende (2.4) aufweist, mittels welcher seitlich einfallendes Licht gefiltert wird und - durch Vergleichen mittels beider Kameras (2.1, 2.2) erfasster Bilder (B1, B2) Wasser, Eis und/oder Schnee auf einer Fahrbahnoberfläche erkannt werden/wird.
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