DE102022116331A1 - Camera for a vehicle, method for operating a camera and system with a camera, e.g. for use as a camera monitor system or all-round view system - Google Patents
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Abstract
Eine Kamera (100) für ein Fahrzeug (EGO) umfasst eine Anordnung optischer Elemente (20) und weist einen Sichtkegel (24) mit einem Winkel und einer Richtung auf. Die Anordnung optischer Elemente (20) umfasst eine erste Flüssigzelle (10), an die eine erste Spannung (V1) anlegbar ist, wodurch die Größe des Winkels des Sichtkegels (24) eingestellt wird. Die Anordnung optischer Elemente (20) umfasst eine zweite Flüssigzelle (12), an die eine zweite Spannung (V2) anlegbar ist, wodurch die Richtung des Sichtkegels (24) eingestellt wird.Die Anmeldung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben einer Kamera und ein System, das eine Kamera und eine Steuereinrichtung umfasst.A camera (100) for a vehicle (EGO) comprises an arrangement of optical elements (20) and has a viewing cone (24) with an angle and a direction. The arrangement of optical elements (20) comprises a first liquid cell (10) to which a first voltage (V1) can be applied, whereby the size of the angle of the viewing cone (24) is adjusted. The arrangement of optical elements (20) comprises a second liquid cell (12) to which a second voltage (V2) can be applied, whereby the direction of the viewing cone (24) is adjusted. The application further relates to a method for operating a camera and a system , which includes a camera and a control device.
Description
Technisches GebietTechnical area
Die vorliegende Anmeldung betrifft eine Kamera für ein Fahrzeug, ein Verfahren zum Betreiben einer Kamera und ein System mit einer Kamera und einer Steuereinrichtung.The present application relates to a camera for a vehicle, a method for operating a camera and a system with a camera and a control device.
Hintergrundbackground
Einrichtungen zur Ausführung von Steueraufgaben in Fahrzeugen werden als elektronische Steuereinheiten (ECUs, electronic control units) bezeichnet. Elektronische Steuereinheiten in Fahrzeugen, insbesondere in Kraftfahrzeugen, können mindestens eine Verarbeitungseinheit, Speicher, Schnittstellen und gegebenenfalls weitere Komponenten aufweisen, die zum Verarbeiten von Eingabesignalen mit Eingabedaten und zum Erzeugen von Steuersignalen mit Ausgabedaten erforderlich sind. Die Schnittstellen dienen zum Empfang der Eingabesignale oder zur Ausgabe der Steuersignale. Elektronische Steuergeräte für den Betrieb von Fahrfunktionen, sowohl für Fahrerassistenzsysteme (ADAS, advanced driver assistance systems) als auch für autonomes oder teilautonomes Fahren, können Sensordaten von verschiedenen Sensoren einschließlich Kameras als Eingabedaten empfangen.Devices for carrying out control tasks in vehicles are referred to as electronic control units (ECUs). Electronic control units in vehicles, in particular in motor vehicles, can have at least one processing unit, memory, interfaces and possibly further components that are required to process input signals with input data and to generate control signals with output data. The interfaces are used to receive the input signals or to output the control signals. Electronic control devices for the operation of driving functions, both for driver assistance systems (ADAS, advanced driver assistance systems) and for autonomous or semi-autonomous driving, can receive sensor data from various sensors including cameras as input data.
Mit der zunehmenden Integration von Fahrerassistenzsystemen und autonomen oder halbautonomen Systemen in Kraftfahrzeuge steigt die Zahl der in Fahrzeugen installierten Kameras erheblich. Bei autonomen oder teilautonomen Systemen können die Kameras Bildinformationen ausgeben, die in eine elektronische Steuereinheit eingegeben werden können, um den Fahrbetrieb zu unterstützen, beispielsweise Fahrspurüberwachung, Schildererkennung, Kollisionsvermeidung usw.With the increasing integration of driver assistance systems and autonomous or semi-autonomous systems into motor vehicles, the number of cameras installed in vehicles is increasing significantly. In autonomous or semi-autonomous systems, the cameras can output image information that can be input into an electronic control unit to assist driving operations, such as lane monitoring, sign recognition, collision avoidance, etc.
Es gibt eine oder mehrere Frontkameras, die hauptsächlich für maschinelle Bilderkennung (Computer Vision) verwendet werden und zur Fahrspurüberwachung, Schildererkennung, Kollisionsvermeidung usw. dienen. Es gibt eine oder mehrere Einparkkameras, die hauptsächlich für menschliche Bilderkennung verwendet werden, um anzuzeigen, was sich direkt hinter dem Fahrzeug befindet, um den Fahrer beim Einparken zu unterstützen. Es gibt mindestens ein Kamera-Monitor-System (CMS, camera monitor system), das hauptsächlich für menschliche Bilderkennung verwendet wird, um die Sicht auf die Rückseite des Fahrzeugs anzuzeigen und Seitenspiegel zu ersetzen. Es gibt ein Rundumsicht-System (SVS, Surround View System), das hauptsächlich für maschinelle Bilderkennung verwendet wird, um die gesamte Umgebung des Fahrzeugs zu überwachen. Möglicherweise gibt es zudem Kameras im Innenraum des Fahrzeugs, mit denen ein Fahrer oder ein Beifahrer erfasst werden kann. Diese können für menschliche Bilderkennung und/oder maschinelle Bilderkennung verwendet werden, beispielsweise zum Autorisieren von Fahrern, Blickerfassung usw.There are one or more front cameras, mainly used for machine vision (computer vision), for lane monitoring, sign recognition, collision avoidance, etc. There are one or more parking cameras primarily used for human image recognition to display what is directly behind the vehicle to assist the driver in parking. There is at least one camera monitor system (CMS), which is mainly used for human image recognition to display the rear view of the vehicle and replace side mirrors. There is a Surround View System (SVS), which is mainly used for machine vision to monitor the entire surroundings of the vehicle. There may also be cameras inside the vehicle that can be used to record a driver or passenger. These can be used for human image recognition and/or machine vision, for example authorizing drivers, eye tracking, etc.
Menschliche Bilderkennung bezieht sich auf den Sehsinn des Menschen und seine Fähigkeit, durch die Augen einfallendes Licht in Bilder umzuwandeln. Bilder für menschliche Bilderkennung in einem Fahrzeug können beispielsweise auf einem Display für einen Menschen angezeigt werden.Human image recognition refers to humans' sense of vision and their ability to convert light entering through the eyes into images. For example, images for human image recognition in a vehicle can be displayed on a display for a human.
Maschinelle Bilderkennung ist ein Bereich der künstlichen Intelligenz, der sich damit beschäftigt, wie Computer aus digitalen Bildern oder Videos umfassendes Verständnis gewinnen können. Aus technischer Sicht geht es darum, Aufgaben zu verstehen und zu automatisieren, zu denen das visuelle System des Menschen in der Lage ist. Die Bilddaten können in vielen Formen vorliegen, z.B. als Videosequenzen, Ansichten von mehreren Kameras usw. Zu Teilbereichen der maschinellen Bilderkennung im Automobilbereich gehören z.B. Szenenrekonstruktion, Objekterfassung, Objekterkennung usw.Machine image recognition is a field of artificial intelligence that deals with how computers can gain comprehensive understanding from digital images or videos. From a technical perspective, it's about understanding and automating tasks that the human visual system is capable of. The image data can be in many forms, e.g. as video sequences, views from multiple cameras, etc. Sub-areas of machine vision in the automotive sector include, for example, scene reconstruction, object detection, object recognition, etc.
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KurzdarstellungShort presentation
Eine Kamera für ein Fahrzeug umfasst eine Anordnung optischer Elemente und weist einen Sichtkegel mit einem Winkel und einer Richtung auf. Die Anordnung optischer Elemente umfasst eine erste Flüssigzelle, an die eine erste Spannung anlegbar ist, wodurch die Größe des Winkels des Sichtkegels der Kamera eingestellt wird, zu der die Anordnung optischer Elemente gehört. Die erste Flüssigzelle ist eine optische Linse, die mindestens eine Flüssigkeit umfasst. Die erste Flüssigzelle weist eine elektrisch variable Brennweite auf. Mit der variablen Brennweite der ersten Flüssigzelle ist die Veränderbarkeit des Winkels des Sichtkegels der Anordnung optischer Elemente verbunden, zu denen die erste Flüssigzelle gehört. Daher kann durch Anlegen einer ersten Spannung an die erste Flüssigzelle die Breite des Sichtfelds der Kamera verändert werden. Hierdurch kann die Kamera zwischen einem breiteren und einem schmaleren Sichtfeld verstellt werden. Die erste Flüssigzelle ermöglicht eine Anpassung der Brennweite der Kamera durch Anlegen einer ersten Spannung an die erste Flüssigzelle. Die Änderung der Brennweite entspricht einer Änderung des Sichtfelds der Kamera. Die Anordnung optischer Elemente umfasst ferner eine zweite Flüssigzelle, an die eine zweite Spannung anlegbar ist, wodurch die Richtung des Sichtkegels der Kamera eingestellt wird, zu der die Anordnung optischer Elemente gehört. Die zweite Flüssigzelle ist eine optische Linse, die mindestens eine Flüssigkeit umfasst. Sie weist eine elektrisch verstellbare optische Achse auf. Die Veränderbarkeit der optischen Achse entspricht der Richtung des Sichtkegels derjenigen Anordnung optischer Elemente, zu der die zweite Flüssigzelle gehört.A camera for a vehicle includes an arrangement of optical elements and has a cone of vision with an angle and a direction. The arrangement of optical elements comprises a first liquid cell to which a first voltage can be applied, whereby the size of the angle of the viewing cone of the camera to which the arrangement of optical elements belongs is adjusted. The first liquid cell is an optical lens that includes at least one liquid. The first liquid cell has an electrically variable focal length. The variable focal length of the first liquid cell is associated with the changeability of the angle of the viewing cone of the arrangement of optical elements, to which the first liquid cell belongs. Therefore, by applying a first voltage to the first liquid cell, the width of the camera's field of view can be changed. This allows the camera to be adjusted between a wider and a narrower field of view. The first liquid cell enables the focal length of the camera to be adjusted by applying a first voltage to the first liquid cell. Changing the focal length corresponds to a change in the camera's field of view. The arrangement of optical elements further comprises a second liquid cell to which a second voltage can be applied, whereby the direction of the cone of vision of the camera to which the arrangement of optical elements belongs is adjusted. The second liquid cell is an optical lens that includes at least one liquid. It has an electrically adjustable optical axis. The changeability of the optical axis corresponds to the direction of the cone of vision of the arrangement of optical elements to which the second liquid cell belongs.
Eine Flüssigzelle mit einstellbarem Sichtkegelwinkel und/oder einstellbarer Sichtkegelrichtung wird mitunter auch als Flüssiglinse mit einstellbarem Sichtkegelwinkel und/oder einstellbarer Sichtkegelrichtung bezeichnet. Der Winkel des Sichtkegels bezieht sich auf den Öffnungswinkel des Kegels, wobei die Spitze des Kegels der Scheitelpunkt des Winkels ist.A liquid cell with an adjustable viewing cone angle and/or adjustable viewing cone direction is sometimes also referred to as a liquid lens with an adjustable viewing cone angle and/or adjustable viewing cone direction. The viewing cone angle refers to the opening angle of the cone, with the apex of the cone being the apex of the angle.
Bei einer Flüssigzelle kann es sich zum Beispiel um eine Zweiphasen-Flüssigzelle handeln, die auch Flüssiglinse genannt wird. Eine Zweiphasen-Flüssiglinse kann zwei nicht mischbare Flüssigkeiten (z.B. wässrig und Öl) mit möglichst gleicher Dichte, aber unterschiedlichen Brechungsindizes und elektrischen Eigenschaften in einer Kammer verwenden. In einigen Ausführungsformen kann eine elektrische Spannung das elektrische Feld steuern, was die Krümmung der polaren Flüssigkeit (wässrig, z.B. Wasser) verändert. Dadurch wird die Linse veranlasst, ihre Brennweite zu ändern. Dies ermöglicht ein Fokussieren oder Zoomen. In einigen Ausführungsformen können vier radial angeordnete Elektroden eine dosierte keilförmige Verzerrung oder Verschiebung der polaren Flüssigkeit ermöglichen. In anderen Beispielen kann eine Einphasen-Flüssigzelle, in der MEMS-Technologie (MEMS: Micro Electro Mechanical System, mikroelektromechanisches System) z.B. auch Einphasen-Flüssiglinse genannt, verwendet werden. MEMS kann eingesetzt werden, um eine transparente Membran zu verformen und so einem Flüssigkeitsvolumen eine andere Form zu geben, die den gewünschten Brechungseffekt hat.A liquid cell can, for example, be a two-phase liquid cell, also called a liquid lens. A two-phase liquid lens can use two immiscible liquids (e.g. aqueous and oil) with the same density as possible but different refractive indices and electrical properties in one chamber. In some embodiments, an electrical voltage may control the electrical field, which changes the curvature of the polar liquid (aqueous, e.g., water). This causes the lens to change its focal length. This enables focusing or zooming. In some embodiments, four radially arranged electrodes may enable metered wedge-shaped distortion or displacement of the polar liquid. In other examples, a single-phase liquid cell, also called a single-phase liquid lens in MEMS technology (MEMS: Micro Electro Mechanical System), can be used. MEMS can be used to deform a transparent membrane to give a volume of liquid a different shape that has the desired refractive effect.
In anderen Beispielen kann eine Flüssigkristalllinse als Flüssigzelle verwendet werden. Eine abstimmbare Flüssigkristalllinse lässt sich durch Anordnen einer Flüssigkristallschicht zwischen zwei Elektroden herstellen. Die Abstimmbarkeit kann durch Anlegen einer elektrischen Spannung an die Elektroden erreicht werden.In other examples, a liquid crystal lens can be used as a liquid cell. A tunable liquid crystal lens can be made by placing a liquid crystal layer between two electrodes. Tunability can be achieved by applying an electrical voltage to the electrodes.
Beispiele für Flüssigzellen, die in dieser Anmeldung beschrieben werden, können sich auf jede Flüssiglinsentechnologie beziehen, die es ermöglicht, den Sichtkegelwinkel und/oder die Sichtkegelrichtung einzustellen, z.B. Flüssiglinsen, Flüssigkristalllinsen und jede andere Technologie, die Flüssiglinsen verwendet. Die Anordnung optischer Elemente umfasst eine Abfolge optischer Elemente, auch Stapel genannt. Die optischen Elemente können beispielsweise eine oder mehrere Linsen, ein oder mehrere Prismen oder andere optische Elemente umfassen. Die Anordnung optischer Elemente wird daher manchmal auch als Linsenstapel bezeichnet.Examples of liquid cells described in this application may refer to any liquid lens technology that allows the cone of view angle and/or direction of view to be adjusted, e.g., liquid lenses, liquid crystal lenses, and any other technology that uses liquid lenses. The arrangement of optical elements includes a sequence of optical elements, also called a stack. The optical elements can include, for example, one or more lenses, one or more prisms or other optical elements. The arrangement of optical elements is therefore sometimes referred to as a lens stack.
In einer Ausführungsform befindet sich die zweite Flüssigzelle an einem Ende der Abfolge, das einem Bildwandler der Kamera zugewandt ist. Die zweite Flüssigzelle kann wie ein Prisma oder ein Fresnel-Prisma wirken, um das die Anordnung optischer Elemente passierende Licht abzulenken. Die zweite Flüssigzelle dient der Neuausrichtung des Sichtkegels der Kamera. Die zweite Flüssigzelle ermöglicht dies, ohne dass die Anordnung optischer Elemente mechanisch bewegt werden muss. Die zweite Flüssigzelle ermöglicht es somit, ein Objekt im Sichtkegel der Kamera beispielsweise von einem Randbereich in einen mittleren Bereich des Sichtkegels zu verschieben.In one embodiment, the second liquid cell is located at an end of the sequence that faces an image converter of the camera. The second liquid cell can act like a prism or a Fresnel prism to deflect the light passing through the array of optical elements. The second liquid cell is used to realign the camera's cone of view. The second liquid cell makes this possible without the arrangement of optical elements having to be moved mechanically. The second liquid cell thus makes it possible to move an object in the camera's cone of vision, for example from an edge region to a central region of the cone of vision.
In einer Ausführungsform umfasst die Anordnung optischer Elemente eine Abfolge von Linsen, wobei sich eine Okularlinse zwischen der ersten Flüssigzelle und der zweiten Flüssigzelle befindet. Die Okularlinse ist eine Art von Linse, die sich in der Regel am nächsten zu dem Punkt befindet, an dem das Bild tatsächlich entsteht, im Falle der Kamera also das Bild. Die Okularlinse kann die Bildbrennweite bestimmen, also den Ort, an dem das Bild erzeugt wird. Sie dient der Vergrößerung des Bildes. In dieser Ausführung befindet sich die Okularlinse vor der zweiten Flüssigzelle, so dass das von der Okularlinse vergrößerte Bild durch die zweite Flüssigzelle auf den Bildwandler abgelenkt werden kann.In one embodiment, the arrangement of optical elements comprises a sequence of lenses, with an eyepiece lens located between the first liquid cell and the second liquid cell. The eyepiece lens is a type of lens that is usually located closest to the point where the image is actually formed, which in the case of the camera is the image. The eyepiece lens can determine the image focal length, i.e. the location where the image is created. It is used to enlarge the image. In this embodiment, the eyepiece lens is located in front of the second liquid cell, so that the image magnified by the eyepiece lens can be deflected onto the image converter by the second liquid cell.
In einer Ausführungsform umfasst die Abfolge von Linsen eine Eintrittslinse, die dem Sichtkegel der Kamera zugewandt ist, und mindestens eine Korrekturlinse. Die Korrekturlinse befindet sich zwischen der Eintrittslinse und der ersten Flüssigzelle. Die Eintrittslinse dient dazu, das Sichtfeld der Anordnung optischer Elemente zu bestimmen. Die Korrekturlinse oder die Korrekturlinsen dienen dazu, verschiedene Abbildungsfehler der Kamera zu kompensieren. Konkret dienen die eine oder die mehreren Korrekturlinsen dazu, Bildkrümmung oder dergleichen auszugleichen.In one embodiment, the sequence of lenses includes an entrance lens facing the cone of view of the camera and at least one correction lens. The corrective lens is located between the entrance lens and the first liquid cell. The entrance lens serves to determine the field of view of the arrangement of optical elements. The correction lens or lenses serve to compensate for various imaging errors in the camera. Specifically, the one or more correction lenses serve to compensate for image curvature or the like.
Durch Anpassen der ersten und der zweiten Spannung kann somit die Breite des Sichtfeldes sowie die Richtung des Sichtfeldes der Kamera eingestellt werden. Auf diese Weise ist es möglich, mit nur einer richtig eingestellten Kamera verschiedene Zwecke zu realisieren. Die Kamera kann beispielsweise als SBS-Kamera dienen, die die beiden Außenspiegelkameras ersetzt, und sie kann als CMS-Kamera dienen. Der Zweck der Kamera hängt dann von der ersten und der zweiten Spannung ab, die an der ersten und der zweiten Flüssigzelle anliegen.By adjusting the first and second voltages, the width of the field of view and the direction of the field of view of the camera can be adjusted. In this way it is possible to achieve various purposes with just one properly adjusted camera. For example, the camera can serve as an SBS camera that replaces the two exterior mirror cameras, and it can serve as a CMS camera. The purpose of the camera then depends on the first and second voltages applied to the first and second liquid cells.
In einem Beispiel der Kamera ist die Größe des Sichtkegelwinkels zwischen knapp über 0° und etwa 210°, insbesondere zwischen etwa 30° und etwa 195°, einstellbar. Die Richtung des Sichtkegels der Kamera kann ebenfalls bis zu 90° in beide Richtungen verstellt werden. Der breitere Sichtkegelwinkel (mit entsprechend kürzerer Brennweite) kann z.B. für eine Kamera verwendet werden, die einem Nahfeldzweck dient, wie z.B. für Einparkaufgaben. Die Kamera mit einem schmaleren Sichtkegel (mit entsprechend längerer Brennweite) kann zum Beispiel zur Unterstützung von Fahrfunktionen eingesetzt werden.In one example of the camera, the size of the viewing cone angle is adjustable between just over 0° and approximately 210°, in particular between approximately 30° and approximately 195°. The direction of the camera's viewing cone can also be adjusted up to 90° in both directions. The wider cone of view angle (with a correspondingly shorter focal length) can be used, for example, for a camera that serves a close-field purpose, such as parking tasks. The camera with a narrower cone of vision (with a correspondingly longer focal length) can be used, for example, to support driving functions.
Zudem kann der Winkel des Sichtkegels auf einen Wert zwischen 20° und 40°, insbesondere etwa 30°, einstellbar sein. Alternativ oder zusätzlich kann der Winkel des Sichtkegels auf einen Wert zwischen 110° und 130°, insbesondere etwa 120°, eingestellt werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Winkel des Sichtkegels auf einen Wert zwischen 170° und 210°, insbesondere etwa 195°, eingestellt werden. Dadurch kann eine Kamera als Kamera mit drei verschiedenen Sichtfeldbreiten eingesetzt werden. Dabei kann es sich zum Beispiel um eine Fernfeld-Front-/Rückfahrkamera, eine Nahfeld-Front-/Rückfahrkamera, eine rückwärtige Verkehrskamera oder eine Seitenkamera mit verschiedenen Blickwinkeln handeln.In addition, the angle of the viewing cone can be adjustable to a value between 20° and 40°, in particular approximately 30°. Alternatively or additionally, the angle of the viewing cone can be set to a value between 110° and 130°, in particular approximately 120°. Alternatively or additionally, the angle of the viewing cone can be set to a value between 170° and 210°, in particular approximately 195°. This allows one camera to be used as a camera with three different field of view widths. This can be, for example, a far-field front/rear camera, a near-field front/rear camera, a rear traffic camera or a side camera with different viewing angles.
In einer Ausführungsform ist die Größe des Sichtkegelwinkels auf einen Wert zwischen 60° und 80°, insbesondere etwa 70°, einstellbar. Dieser konkrete Winkel des Sichtkegels kann zum Beispiel für Seiten-, Front- oder Rückkameras verwendet werden.In one embodiment, the size of the viewing cone angle can be adjusted to a value between 60° and 80°, in particular approximately 70°. This specific angle of the viewing cone can be used for side, front or rear cameras, for example.
In einer Ausführungsform sind die von der Kamera ausgegebenen Bilddaten für maschinelle Bilderkennung und/oder menschliche Bilderkennung geeignet. Dies bedeutet, dass die Kamera als Kamera dienen kann, deren erzeugte Bilddaten einem Benutzer im Fahrzeug angezeigt werden, oder dass sie als Kamera verwendet werden kann, deren ausgegebene Bilddaten in eine elektronische Steuereinheit des Fahrzeugs eingegeben werden, um für Fahrsteuerfunktionen verwendet zu werden.In one embodiment, the image data output by the camera is suitable for machine image recognition and/or human image recognition. This means that the camera can serve as a camera whose generated image data is displayed to a user in the vehicle, or it can be used as a camera whose output image data is input to an electronic control unit of the vehicle to be used for driving control functions.
In einer Ausführungsform ist die Kamera so konfiguriert, dass sie an einem Fahrzeug mit einem Sichtkegel außerhalb des Fahrzeugs angebracht werden kann. In dieser Ausführungsform kann die Kamera so konfiguriert sein, dass sie als Rundumsicht-Kamera oder als eine Kamera betrieben wird, die eine Ausgabe erzeugt, die von einem System zur Unterstützung des Fahrbetriebs verwendet werden kann. Sie kann auch als Einparkkamera oder als Ersatzkamera für die Seitenspiegel des Fahrzeugs verwendet werden. Die Verwendung hängt von den Einstellungen ab, die an der ersten und der zweiten Flüssigzelle der Anordnung optischer Elemente der Kamera vorgenommen werden.In one embodiment, the camera is configured to be mounted on a vehicle with a cone of vision outside the vehicle. In this embodiment, the camera may be configured to operate as a surround-view camera or as a camera that produces output that may be used by a driving support system. It can also be used as a parking camera or as a replacement camera for the vehicle's side mirrors. Usage depends on the settings made to the first and second liquid cells of the camera's optical element array.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Kamera so konfiguriert, dass sie an einem Fahrzeug mit einem Sichtkegel innerhalb des Fahrzeugs angebracht werden kann. Die Kamera kann so konfiguriert sein, dass sie als Kamera zum Aufnehmen eines Fahrers und/oder eines oder mehrerer Fahrgäste verwendet werden kann, je nachdem, wie die erste und die zweite Flüssigzelle der Anordnung optischer Elemente eingestellt sind. Das Aufnehmen eines Fahrers oder eines Fahrgastes des Fahrzeugs kann mit ein und derselben Kamera erfolgen, indem einfach die an die erste und die zweite Flüssigzelle angelegte Spannung angepasst wird.In another embodiment, the camera is configured to be mounted on a vehicle with a cone of vision within the vehicle. The camera may be configured to be used as a camera for recording a driver and/or one or more passengers, depending on how the first and second liquid cells of the optical element array are set. Recording a driver or a passenger of the vehicle can be done with one and the same camera by simply adjusting the voltage applied to the first and second liquid cells.
In einem Verfahren zum Betreiben einer der vorstehend beschriebenen Kameras werden ein oder mehrere Eingabesignale empfangen und eine erste Spannung an die erste Flüssigzelle angelegt, wodurch die Größe des Sichtkegelwinkels der Kamera eingestellt wird. Die erste Spannung hängt von dem einen oder den mehreren Eingabesignalen ab. An die zweite Flüssigzelle wird eine zweite Spannung angelegt, wodurch die Richtung des Sichtkegels der Kamera eingestellt wird. Die zweite Spannung hängt von dem einen oder den mehreren Eingabesignalen ab. Mit diesem Verfahren kann die Kamera, wie vorstehend beschrieben, an verschiedene Benutzer angepasst werden.In a method of operating one of the cameras described above, one or more input signals are received and a first voltage is applied to the first liquid cell, thereby adjusting the size of the camera's cone of view angle. The first voltage depends on the one or more input signals. A second voltage is applied to the second liquid cell, thereby adjusting the direction of the camera's cone of view. The second voltage depends on the one or more input signals. This method allows the camera to be adapted to different users as described above.
Ein System, das so konfiguriert ist, dass es das vorstehend beschriebene Verfahren durchführt, umfasst eine der vorstehend beschriebenen Kameras und eine Steuereinrichtung (controller). Die Steuereinrichtung kann in einer elektronischen Steuereinheit des Fahrzeugs enthalten sein.A system configured to perform the method described above includes one of the cameras described above and a controller. The control device can be contained in an electronic control unit of the vehicle.
Kurzbeschreibung der FigurenShort description of the characters
Lediglich beispielhaft werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen einige Ausführungsformen beschrieben. Gleiche Elemente werden durchgängig mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Die Darstellungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu.
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1a und1b veranschaulichen schematisch eine Anordnung optischer Elemente mit einer Flüssigzelle -
2a und2b veranschaulichen schematisch eine Anordnung optischer Elemente mit zwei Flüssigzellen. -
3a ,3b und3c veranschaulichen schematisch Objekte in einem Sichtkegel einer Kamera. -
4 veranschaulicht schematisch eine Kamera und eine elektronische Steuereinheit. -
5 veranschaulicht schematisch ein Fahrzeug mit zwei Kameras.6 veranschaulicht schematisch ein Fahrzeug mit mehreren Kameras.
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1a and1b schematically illustrate an arrangement of optical elements with a liquid cell -
2a and2 B schematically illustrate an arrangement of optical elements with two liquid cells. -
3a ,3b and3c schematically illustrate objects in a camera's cone of view. -
4 schematically illustrates a camera and an electronic control unit. -
5 schematically illustrates a vehicle with two cameras.6 schematically illustrates a vehicle with multiple cameras.
Ausführliche BeschreibungDetailed description
Nach der Eintrittslinse 14 folgen zwei Korrekturlinsen 16. Die Korrekturlinsen 16 dienen zum Ausgleich von Abbildungsfehlern. Zu den Abbildungsfehlern gehören Ungenauigkeiten in der Bilderzeugung durch das optische System der Kamera 100. Das optische System, auch Optik genannt, der Kamera 100 umfasst beispielsweise die Anordnung optischer Elemente 20.After the entrance lens 14 there are two correction lenses 16. The correction lenses 16 serve to compensate for imaging errors. The imaging errors include inaccuracies in the image generation by the optical system of the
Auf die beiden Korrekturlinsen 16 folgt eine erste Flüssigzelle 10. An die erste Flüssigzelle 10 kann eine erste Spannung V1 angelegt werden, wodurch die Breite des Sichtfelds der Flüssigzelle 10 eingestellt wird. Die Brennweite der Linse hängt mit der Breite des Sichtfelds zusammen. Sowohl das Sichtfeld als auch die Brennweite der Flüssigzelle 10 können durch Anlegen einer ersten Spannung V1 an die erste Flüssigzelle 10 eingestellt werden. Auf die erste Flüssigzelle 10 folgt eine Okularlinse 18. Die Okularlinse 18 definiert die Bildbrennweite der Anordnung optischer Elemente 20. Sie dient der Vergrößerung des Bildes, das auf dem Bildwandler 22 erzeugt wird. In der in
Die in
Wie in
Durch Einbringen der zweiten Flüssigzelle 12 in die Anordnung optischer Elemente 20 kann die Richtung des Sichtkegels 24 so verändert werden, dass er auf das Objekt O zentriert wird, wie beispielsweise in
Die in den vorangegangenen Figuren gezeigte Ausführungsform veranschaulicht, wie ein und dieselbe Kamera 100 für verschiedene Zwecke verwendet werden kann, und zwar mit einem breiteren oder schmaleren Sichtwinkel und einem Ändern der Richtung des Sichtkegels, ohne dass die Kamera mechanisch bewegt werden muss. Dies erhöht die Robustheit des Aufbaus und reduziert die Kosten.The embodiment shown in the previous figures illustrates how the
In
Die beiden Kameras 100, die sich an beiden Seiten des Fahrzeugs EGO befinden, können zum Beispiel als Ersatz für Außenspiegel des Fahrzeugs EGO verwendet werden. Für eine solche Verwendung könnte der Sichtkegel z.B. etwa 120° oder z.B. etwa 70° betragen. In dieser Betriebsart könnten die an der Seite des Fahrzeugs angebrachten Kameras 100 beispielsweise als Kamera-Monitor-System hauptsächlich für menschliche Bilderkennung zur Darstellung der Rückseite des Fahrzeugs verwendet werden, um die Seitenspiegel zu ersetzen. Bei der Unterstützung von Einparkvorgängen könnte der Winkel des Sichtkegels 24 der beiden Kameras 100, die sich auf beiden Seiten des Fahrzeugs EGO befinden, z.B. 195° betragen. In dieser Betriebsart könnten die seitlich am Fahrzeug angebrachten Kameras 100 beispielsweise als Rundumsicht-System eingesetzt werden, um mit Hilfe von maschineller Bilderkennung die gesamte Umgebung des Fahrzeugs EGO zu überwachen.The two
In einer Ausführungsform kann die elektronische Steuereinheit ECU über alle Fahrzeuginformationen wie Wegstreckenmessung, Gang usw. verfügen. Diese Informationen können von der elektronischen Steuereinheit ECU verwendet werden, um zu erkennen, ob sich das Fahrzeug EGO in einem normalen Fahr- oder Parkmanöverzustand befindet. Im normalen Fahrbetrieb kann die elektronische Steuereinheit ECU eine oder mehrere der Kameras 100 auf Kamera-Monitor-System konfiguriert lassen, und sobald die elektronische Steuereinheit ECU erkennt, dass der Fahrer ein Einparkmanöver einleitet, würde die elektronische Steuereinheit ECU parallel die Steuereinrichtung C1 veranlassen, den Winkel und die Richtung des Sichtkegels 24 der einen oder mehreren Kameras 100 einzustellen und in den Rundumsicht-System-Modus zu schalten. Sobald der Fahrer das Parken beendet und wieder losfährt, würde die elektronische Steuereinheit ECU die Steuereinrichtung C1 ein weiteres Mal auslösen, um den Winkel und die Richtung des Sichtkegels 24 der einen oder der mehreren Kameras 100 so einzustellen, dass sie als Kamera-Monitor-System fungieren. Dies bringt die Möglichkeit mit sich, eine Kamera 100 anstelle jedes Seitenspiegel zu verwenden, die je nach Anforderung als Rundumsicht-System oder Kamera-Monitor-System arbeiten.In one embodiment, the electronic control unit ECU can have all vehicle information such as distance measurement, gear, etc. This information can be used by the electronic control unit ECU to detect whether the vehicle EGO is in a normal driving or parking maneuver state. During normal driving, the electronic control unit ECU can leave one or more of the
Die Frontkamera 100, die sich auf der linken Seite von
In einer Ausführungsform kann die elektronische Steuereinheit ECU über alle Fahrzeuginformationen wie Wegstreckenmessung, Gang usw. verfügen. Diese Informationen können von der elektronischen Steuereinheit ECU verwendet werden, um zu erkennen, ob sich das Fahrzeug EGO in einem normalen Fahr- oder Parkmanöverzustand befindet. Wenn solche Szenarien erkannt werden, kann die elektronische Steuereinheit ECU die Seitenkameras 100 wie in Verbindung mit
In einer normalen Fahrsituation kann die elektronische Steuereinheit ECU die Front- und/oder die Rückkamera 100 als eine den Fahrbetrieb unterstützende Weitsichtkamera konfiguriert lassen, und sobald die elektronische Steuereinheit ECU erkennt, dass der Fahrer ein Einparkmanöver beginnt, würde die elektronische Steuereinheit ECU parallel die Steuereinrichtung C1 auslösen, um den Winkel und die Richtung des Sichtkegels 24 der Front- und/oder der Rückkamera 100 anzupassen und in einen für den Einparkbetrieb geeigneten Modus, z.B. den Rundumsicht-System-Modus, zu versetzen. Sobald der Fahrer das Parkmanöver beendet und wieder losfährt, würde die elektronische Steuereinheit ECU die Steuereinrichtung C1 ein weiteres Mal auslösen, um den Winkel und die Richtung des Sichtkegels 24 der Front- und/oder der Rückkamera 100 anzupassen.In a normal driving situation, the electronic control unit ECU can leave the front and/or
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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