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Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen Umgebungserfassungsverfahren. Im Speziellen betrifft die vorliegende Offenbarung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erfassen einer Umgebung eines Fahrzeugs.
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Es sind Verfahren zum Erfassen von Umgebungen bekannt. Insbesondere sind Verfahren zum Erfassen von Fahrzeugumgebungen bekannt. Beispielsweise wird eine Umgebung mittels einer Kamera erfasst, um einem Fahrerassistenzsystem des Fahrzeugs Informationen über die Fahrzeugumgebung bereitzustellen. Die Erfassung einer Fahrzeugumgebung kann durch verschiedene Faktoren beeinflusst bzw. beeinträchtigt werden. Beispielsweise können etwaige in der zu erfassenden Umgebung auftretende Lichtprojektionen zu einer falschen bzw. fehlerhaften Erfassung der Umgebung führen. Eine fehlerhaft erfasste Umgebung kann von dem Fahrerassistenzsystem falsch interpretiert werden, was zu Störungen in der Fahrzeugsteuerung und sogar zu lebensgefährlichen Situationen führen kann.
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Eine Aufgabe der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ist es, ein Verfahren zum Erfassen einer Umgebung eines Fahrzeugs bereitzustellen, welches es ermöglich, die Fahrzeugumgebung zuverlässig und präzise zu erfassen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach einem ersten Aspekt ein Verfahren zum Erfassen einer Umgebung eines Fahrzeugs vorgeschlagen.
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Das Verfahren umfasst Erfassen eines Blickfelds mit wenigstens einer Fahrzeugkamera zum Erzeugen einer Sequenz von Frames bzw. einer Sequenz von Kameraaufnahmen. Die wenigstens eine Fahrzeugkamera kann insbesondere als Teil eines Fahrerassistenzsystems bzw. ADAS (Advanced Driver Assistance System) ausgebildet sein und eine oder mehrere Kameras, insbesondere Digitalkameras, außerhalb und/oder innerhalb des Fahrzeugs umfassen. Insbesondere kann die wenigstens eine Fahrzeugkamera eine oder mehrere Fahrzeugkameras für die Straßenerkennung umfassen. Die Sequenz von Frames kann insbesondere eine Sequenz von Bildaufnahmen bzw. digitalen Bilddaten umfassen.
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Das Verfahren umfasst ferner Ermitteln wenigstens eines Teilblickfelds zum Abdecken bzw. wenigstens teilweise Abdecken, wenigstens eines aktuellen Projektionsfelds einer Projektionsvorrichtung des Fahrzeugs. Das wenigstens eine Teilblickfeld kann insbesondere eine oder mehrere Teilbereiche des Blickfelds der wenigstens einen Fahrzeugkamera umfassen. Das Blickfeld bzw. das Teilblickfeld kann insbesondere einen Abschnitt einer Fahrbahn bzw. Fahrbahnoberfläche umfassen, auf welcher sich das Fahrzeug befindet. Als projizierte Objekte werden insbesondere Bilder bzw. Symbole verstanden, welche auf die Fahrbahn und/oder auf andere Oberflächen, wie beispielsweise Gebäudewände, projiziert werden. Beispielsweise können Projektionsobjekte von einem Projektionsmodul des Fahrzeugs und/oder eines anderen Fahrzeugs auf die Fahrbahn projiziert werden, um insbesondere dem Fahrer des Fahrzeugs und/oder anderen Verkehrsteilnehmern als Orientierungshilfe bzw. als Verkehrshinweis zu dienen. Insbesondere können die Objekte Pfeile und/oder Linien als Wegweiser bzw. Guiding-Lines für die Unterstützung der Fahrzeugsteuerung umfassen. Die projizierten Objekte können insbesondere normierte Symbole bzw. Piktogramme mit vordefinierter Hinweisfunktionen für den Fahrzeugfahrer umfassen. Das wenigstens eine Projektionsfeld kann insbesondere in Form eines entlang der Fahrbahn verlaufenden länglichen Vierecks ausgebildet sein.
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Das Verfahren umfasst auch Auswerten der Sequenz von Frames zum Erkennen von Objekten in der Umgebung innerhalb des Blickfelds unter Ausschluss des wenigstens einen ermittelten Teilblickfelds zum Ausblenden von in dem wenigstens einen Projektionsfeld projizierten Objekten. Das Auswerten kann insbesondere in einer Auswerteeinheit mit einem Prozessor und einer Speichereinheit erfolgen, welche als Teil der wenigstens einen Fahrzeugkamera und/oder als eine separate Einheit ausgebildet sein kann. Das Auswerten kann ferner wenigstens teilweise durch einen Prozessor eines Fahrzeugsteuergeräts vorgenommen werden.
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Durch den Ausschluss des wenigstens einen Teilblickfelds des Blickfelds der Fahrzeugkamera, kann vermieden werden, dass etwaige Projektionsobjekte innerhalb des Teilblickfelds durch das Fahrassistenzsystem des Fahrzeugs erfasst werden. Mit dem Ausschluss des wenigstens einen Teilblickfelds wird somit eine Blindzone der Fahrzeugkamera bzw. des Fahrerassistenzsystems geschaffen, in welcher die Projektionsobjekte für die Fahrzeugkamera bzw. für das Fahrerassistenzsystem unsichtbar sind. Etwaige in dem Projektionsfeld projizierten Objekte können somit durch das Fahrerassistenzsystem nicht missinterpretiert bzw. mit realen Objekten verwechselt werden.
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Das Ermitteln des Teilblickfelds kann anhand einer Anzahl von Grenzpunkten, bzw. Positionen von Grenzpunkten in einem an dem Fahrzeug fixierten Bezugssystem, zum Aufspannen wenigstens eines polygonalen Teilblickfelds erfolgen. Mittels der Grenzpunkte kann das Teilblickfeld ausreichend präzise definiert bzw. berechnet werden, so dass das auf den Grenzpunkten aufgespanntes Teilblickfeld beim Auswerten der Kameraaufnahmen zuverlässig ausgeblendet werden kann. Im Falle eines im Wesentlichen rechteckigen, streifenartig längsgezogenen Projektionsfelds kann das Teilblickfeld durch die Angabe von seitlichen Grenzpunkten definiert werden. Die Koordinaten der Grenzpunkte können von der Projektionsvorrichtung an die Fahrzeugkamera bzw. an die Auswerteeinheit, insbesondere über einen digitalen Kommunikationsbus, übermittelt werden. In einigen Ausführungsbeispielen werden die Grenzpunkte mittels der Projektionsvorrichtung auf die Fahrbahn entlang einer Grenzlinie des Projektionsfelds projiziert, so dass sie von Fahrzeugkamera erfasst und zum Ermitteln des auszublendenden Teilblickfelds herangezogen werden können.
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Die Anzahl der Grenzpunkte kann eine Anzahl von seitlichen Grenzpunkten umfassen. Insbesondere kann die Anzahl der Grenzpunkte eine Anzahl von linken Grenzpunkten zum Definieren einer linken Grenze des wenigstens einen Teilblickfelds und eine Anzahl von rechten Grenzpunkten zum Definieren einer rechten Grenze des wenigstens einen Teilblickfelds umfassen. Im Falle eines im Wesentlichen streifenförmigen Projektionsfelds kann das wenigstens eine Teilblickfeld durch die Angabe von seitlichen Grenzpunkten auf einfache Weise definiert werden.
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Die Anzahl von seitlichen Grenzpunkten kann insbesondere drei oder mehr seitliche Grenzpunkte bzw. drei Grenzpunkte pro Seite des wenigstens einen Teilprojektionsfelds umfassen. Im Falle von Teilblickfeldern mit einfachen geometrischen Formen, wie beispielsweise im Falle eines im Wesentlichen entlang der Fahrbahn liegenden streifenförmigen Projektionsfeldes, kann das Teilblickfeld durch Angabe von drei Grenzpunkten auf der linken Seite und drei Grenzpunkten auf der rechten Seite hinreichend präzise bestimmt werden.
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Das Ermitteln des Teilblickfelds kann anhand eines Anfangspunkts bzw. eines an einer Vorderseite des Fahrzeugs näher liegenden Ende und/oder eines Endpunkts bzw. eines von dem Fahrzeug ferner liegenden Ende erfolgen. Durch die Angabe des Anfangspunkts bzw. des Endpunkts kann das wenigstens eine Teilblickfeld in Längsrichtung bzw. in der Richtung entlang der Fahrbahn auf einfache Weise bestimmt bzw. eingeschränkt werden. In einigen Ausführungsbeispielen wird der Anfangspunkt des Teilblickfelds gemäß einem voreingestellten Anfangspunkt des Projektionsfelds festgelegt, wobei sich das Endpunkt des Teilblickfelds mit der Verformung des Projektionsfelds ermittelt bzw. berechnet wird. In einigen Ausführungsbeispielen verschiebt sich auch das an dem Fahrzeug näher liegende Ende des Projektionsfeldes, insbesondere ab einer bestimmten Grenzgeschwindigkeit, und der Anfangspunkt des Teilblickfelds wird neu ermittelt und dem Projektionsfeld angepasst.
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Das Verfahren kann ferner Projizieren wenigstens eines Projektionsobjekts innerhalb des wenigstens einen aktuellen, insbesondere einstellbaren, Projektionsfelds umfassen, wobei das aktuelle Projektionsfeld wenigstens teilweise von dem wenigstens einen Teilblickfeld erfasst wird. Das wenigstens ein Projektionsobjekt kann insbesondere eine oder mehrere Eigenprojektionen bzw. von der Projektionsvorrichtung des Fahrzeugs erzeugten Projektionsobjekte umfassen. Die Projektionsvorrichtung kann insbesondere ein oder mehrere Scheinwerferprojektionsmodule einer Scheinwerfervorrichtung des Fahrzeugs aufweisen. Die Projektionsvorrichtung kann insbesondere ein Projektionsmodul eines linken Scheinwerfers und ein Projektionsmodul eines rechten Scheinwerfers umfassen. Die Projektionsmodule können insbesondere dazu ausgebildet sein, Objekte in einen gemeinsamen Projektionsbereich und/oder in jeweils einen individuellen Projektionsbereich zu projizieren.
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Das wenigstens eine Projektionsfeld kann insbesondere in Form eines entlang der Fahrbahn verlaufenden länglichen Streifens mit einer im Wesentlichen rechteckigen Form, mit einer Länge und/oder mit einem Biegeradius ausgebildet sein. Die Projektionsvorrichtung kann insbesondere so ausgebildet sein, dass die Form des wenigstens einen Projektionsfelds bzw. die Länge und die Biegung mit einer aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder mit einem aktuellen Kurvenradius korreliert.
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Das Ermitteln eines Teilblickfelds kann insbesondere anhand bzw. basierend auf dem wenigstens einen aktuellen Projektionsfeld der Projektionsvorrichtung erfolgen, wobei die Information über das aktuelle Projektionsfeld mittels der Fahrzeugkamera und/oder einer Fahrzeug-Sensorik erfasst und der Auswerteeinheit zur Verfügung gestellt wird. In einigen Ausführungsbeispielen wird die Information über das wenigstens eine Projektionsfeld und/oder über die Grenzpunkte des auszublendenden Teilblickfelds von der Projektionsvorrichtung bzw. von einer Steuereinheit der Projektionsvorrichtung an die Fahrzeugkamera bzw. an die Auswerteeinheit übermittelt.
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Aufgrund der Ausblendung des wenigstens einen den wenigstens einen Projektionsfeld abdeckenden Teilblickfelds kann die Auswertung der Sequenz von Kameraaufnahmen zum Erkennen von Objekten vereinfacht werden. Insbesondere können Bild- bzw. Mustererkennungsalgorithmen (pattern matching algorithm) zum Erkennen des wenigstens einen projizierten Objekts auf ein von dem Teilblickfeld freies Restblickfeld der Fahrzeugkamera eingeschränkt werden. Insbesondere kann eine aktive Suche nach Straßenmarkierungen auf das Restblickfeld der Fahrzeugkamera eingeschränkt werden, wodurch eine ressourcensparende und schnelle Auswertung ermöglicht wird.
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Das wenigstens eine Projektionsfeld kann im Wesentlichen vollständig von dem wenigstens einen Teilblickfeld erfasst werden. Durch die im Wesentlichen vollständige Erfassung des wenigstens einen Projektionsfeld von dem wenigstens einen Teilblickfeld können Projektionsobjekte innerhalb des gesamten Projektionsfelds von der Erfassung der Umgebung ausgeschlossen werden.
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In einigen Ausführungsbeispielen umfasst das Ermitteln des wenigstens einen Teilblickfelds eine Berücksichtigung eines Toleranzfaktors bzw. Toleranzrahmens, so dass das wenigstens eine Teilblickfeld um den Toleranzrahmen größer als das wenigstens ein Projektionsfeld ist. Insbesondere kann das wenigstens eine Teilblickfeld wenigstens ein das wenigstens eine Projektionsfeld umgebendes Toleranzfeld umfassen. Insbesondere können dadurch Ausrichtungstoleranzen und/oder Auswirkungen der Fahrzeugbewegung Rechnung getragen werden. Das Vorsehen des Toleranzfelds um das wenigstens eine Projektionsfeld ermöglicht somit eine robuste und zuverlässige Ausblendung von projizierten Objekten bei der Erfassung der Umgebung.
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Nach einem zweiten Aspekt wird eine Vorrichtung zum Erfassen einer Umgebung eines Fahrzeugs bereitgestellt. Die Vorrichtung umfasst wenigstens eine Fahrzeugkamera zum Erfassen eines Blickfelds und zum Erzeugen einer Sequenz von Frames.
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Die Vorrichtung umfasst ferner eine Auswerteeinheit zum Ermitteln wenigstens eines Teilblickfelds zum Abdecken wenigstens eines aktuellen Projektionsfelds einer Projektionsvorrichtung des Fahrzeugs. Die Auswerteeinheit ist dazu ausgebildet, die Sequenz von Frames zum Erkennen von Objekten innerhalb des Blickfelds unter Ausschluss des wenigstens einen ermittelten Teilblickfelds zum Ausblenden von in dem wenigstens einen Projektionsfeld projizierten Objekten auszuwerten. Durch den Ausschluss des wenigstens einen Teilblickfelds des Blickfelds der Fahrzeugkamera, kann vermieden werden, dass etwaige Projektionsobjekte innerhalb des Teilblickfelds durch das Fahrassistenzsystem des Fahrzeugs erfasst werden. Mit dem Ausschluss des wenigstens einen Teilblickfelds wird somit eine Art Blindzone der Fahrzeugkamera bzw. des Fahrerassistenzsystems geschaffen, in welcher die Projektionsobjekte für die Fahrzeugkamera bzw. für das Fahrerassistenzsystem unsichtbar sind. Etwaige in dem Projektionsfeld projizierten Objekte können somit durch das Fahrerassistenzsystem nicht missinterpretiert bzw. mit realen Objekten verwechselt werden.
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Die Vorrichtung kann ferner eine Projektionsvorrichtung zum Projizieren wenigstens eines Projektionsobjekts innerhalb wenigstens eines Projektionsfelds umfasst, wobei das wenigstens eine Projektionsfeld wenigstens teilweise von dem Teilblickfeld erfasst wird. Die Vorrichtung kann insbesondere eine oder mehrere Projektionsvorrichtungen zum Projizieren von Objekten auf die Fahrbahnoberfläche umfassen. Die Projektionsvorrichtung kann insbesondere ein oder mehrere Scheinwerferprojektionsmodule einer Scheinwerfervorrichtung des Fahrzeugs aufweisen. Die Projektionsvorrichtung kann insbesondere ein Projektionsmodul eines linken Scheinwerfers und ein Projektionsmodul eines rechten Scheinwerfers umfassen. Die Projektionsmodule können insbesondere dazu ausgebildet sein, Objekte in einen gemeinsamen Projektionsbereich und/oder in jeweils einen individuellen Projektionsbereich zu projizieren.
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Nach einem dritten Aspekt wird ein Fahrzeug angegeben, wobei das Fahrzeug wenigstens eine Vorrichtung zum Erfassen einer Umgebung gemäß dem zweiten Aspekt aufweist. Das Fahrzeug zeichnet sich durch eine zuverlässige Erfassung der Umgebung und eine erhöhe Fahrsicherheit aus, aufgrund der Ausblendung von störenden Projektionen. Denn die Ausblendung von projizierten Objekten kann verhindern, dass das Fahrerassistenzsystem Projektionsobjekte mit realen Objekten, wie beispielsweise Straßenmarkierungen, andere Fahrzeuge oder Personen, verwechselt.
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Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Für gleiche oder gleichwirkende Teile werden in den Figuren gleiche Bezugszeichen verwendet.
- 1 zeigt schematisch ein Fahrzeug mit einer Vorrichtung zum Erfassen einer Umgebung gemäß einem Ausführungsbeispiel,
- 2 zeigt ein Fahrzeug gemäß in 1 in einer Verkehrssituation,
- 3 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Erfassen einer Umgebung gemäß einem Ausführungsbeispiel, und
- 4 zeigt anwendbare Koordinatensysteme bei dem Fahrzeugs gemäß 1.
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1 zeigt schematisch ein Fahrzeug mit einer Vorrichtung zum Erfassen einer Umgebung gemäß einem Ausführungsbeispiel. 1 zeigt insbesondere ein Fahrzeug 1, welches auf einer Fahrbahn 2 fährt, welche durch eine horizontale gerade Linie symbolisch dargestellt ist. In dem Fahrzeug 1 ist eine Vorrichtung 10 zum Erfassen einer Umgebung gemäß einem Ausführungsbeispiel implementiert. Die Vorrichtung 10 umfasst eine Fahrzeugkamera 20 sowie eine Auswerteeinheit 30. Die Fahrzeugkamera 20 kann insbesondere als Teil eines Frontkamerasystems des Fahrzeugs 1 oder als eine separate Kamera ausgebildet sein. Die Auswerteeinheit 30 kann insbesondere einen Prozessor (nicht gezeigt) und eine Speichereinheit (nicht gezeigt) zur Speicherung von Daten und von maschinenlesbaren Anweisungen für den Prozessor enthalten. Die Auswerteeinheit 30 kann insbesondere als Teil der Fahrzeugkamera 20 bzw. des Kamerasystems des Fahrzeugs 1 ausgebildet sein. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Auswerteeinheit 30 als Teil des Steuergeräts 50 des Fahrzeugs 1 ausgebildet.
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Die Fahrzeugkamera 1 ist dazu ausgebildet, ein Blickfeld 100 zu erfassen und eine Sequenz von Bildaufnahmen bzw. Frames, insbesondere für ein Fahrerassistenzsystem des Fahrzeugs 1, zu erzeugen. Die Auswerteeinheit 30 ist dazu ausgebildet, wenigstens ein Teilblickfeld 200 zum Abdecken eines Projektionsfelds 300 einer Projektionsvorrichtung 60 des Fahrzeugs 1 zu ermitteln. Die Projektionsvorrichtung 60 kann insbesondere als Teil einer Scheinwerfervorrichtung des Fahrzeugs 1 ausgebildet sein. Die Projektionsvorrichtung 60 kann insbesondere eine oder mehrere HD (High Definition) Projektionsmodule zum Bereitstellen von hochaufgelösten Projektionen umfassen. Mittels der Projektionsvorrichtung 60 können Objekte in einem Projektionsfeld 300 projiziert werden. Das Blickfeld 100 der Fahrzeugkamera 20, das Teilblickfeld 200 und das Projektionsfeld 300 der Projektionsvorrichtung 60 werden in 1 als Fahrbahnabschnitte symbolisch dargestellt. Das Projektionsblickfeld 300 liegt innerhalb des Teilblickfelds 200, welches sich innerhalb des Blickfelds 100 befindet. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel liegt das Blickfeld 100 sowie das Teilflickfeld 200 und das Projektionsfeld 300 in der Ebene der Fahrbahn 2 bzw. in der Fahrbahnebene.
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In einigen Ausführungsformen ist die Projektionsvorrichtung 60 dazu ausgebildet, Objekte in einem linken und in einem rechten Projektionsfeld zu projizieren. Die Projektionsvorrichtung 60 kann insbesondere dazu ausgebildet sein, in für Rechtsverkehr konfigurierte und/oder für Linksverkehr konfigurierte Fahrzeuge eingesetzt zu werden. Je nach Fahrzeugkonfiguration kann dabei das linke, das rechte oder beide Projektionsfelder zum Projizieren von Projektionsobjekten zu verwendet werden. Das wenigstens eine Teilblickfeld kann entsprechend ein linkes und ein rechtes Teilblickfeld umfassen, um die beiden Projektionsfelder abzudecken.
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Wird ein Projektionsobjekt innerhalb des Projektionsfelds 300 projiziert, so wird es durch das Fahrerassistenzsystem nicht registriert, da das Projektionsfeld 300 innerhalb des ausgeblendeten Teilblickfelds 200 bzw. in der Blindzone der Fahrzeugkamera 20 liegt.
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2 zeigt ein Fahrzeug gemäß in 1 in einer Verkehrssituation. In der in 2 dargestellten Verkehrssituation fährt das Fahrzeug 1 auf einer rechten Seite der Fahrbahn 2. Die Fahrbahn 2 weist Seitenstreifen 3 und 4 (als durchgezogene Linien dargestellt) und einen Mittelstreifen 5 (gestrichelt dargestellt) auf. Vor dem Fahrzeug 1 ist ein vorausfahrendes Fahrzeug 6 erkennbar. Das Fahrzeug 1 weist die Projektionsvorrichtung 60 gemäß 1 zum Projizieren von Objekten in einem einstellbaren Projektionsfeld 300. Das Projektionsfeld 300 liegt vor dem Fahrzeug 1 und weist Form eines im Wesentlichen rechteckigen länglichen Abschnitts der Fahrbahn 2 auf. Das Projektionsfeld 300 liegt innerhalb des Blickfelds 100 (in 2 nicht gezeigt) der Fahrzeugkamera 20.
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2 zeigt ferner Grenzpunkte 201 zum Aufspannen des Teilblickfelds 200 zum Abdecken des Projektionsfeldes 300. In dem gezeigten Beispiel stimmen das Teilblickfeld 200 und das Projektionsfeld 200 im Wesentlichen überein. Der rechte Seitenstreifen 4 wird dabei durch das Projektionsfeld 300 bzw. durch das Teilblickfeld 200 erfasst und verläuft teilweise innerhalb des Projektionsfelds 300. Eine Erkennung des Seitenstreifens 4 könnte somit durch Projektionen innerhalb des Projektionsfelds 300 beeinträchtigt werden. Durch das Ausblenden des Teilblickfelds 200, welches das Projektionsfeld 300 umfasst, wird jedoch erzielt, dass bei der Auswertung der Kameraaufnahmen zur Erkennung von Objekten das Projektionsfeld 300 ausgeschlossen wird. Etwaige Projektionsobjekte innerhalb des Projektionsfelds 300 werden somit von dem Fahrerassistenzsystem ignoriert und können die Erfassung der Umgebung nicht mehr beeinträchtigen.
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In einigen Ausführungsbeispielen hängt die Form bzw. die Länge und/oder die Position des Projektionsfelds 300 von aktuellen Betriebsparametern und/oder von einer aktuellen Fahrsituation ab. Insbesondere wird die Projektionsvorrichtung so angesteuert, dass das Projektionsfeld 300 gemäß dem wenigstens einen Betriebsparameter bzw. gemäß der aktuellen Fahrsituation angepasst wird. Insbesondere kann eine Fahrzeug-Sensorik des Fahrzeugs 1 den wenigstens einen Betriebsparameter bzw. die aktuelle Fahrsituation erfassen und die Steuereinheit 40 kann die Projektionsvorrichtung 11 entsprechend ansteuern, um das Projektionsfeld 200 gemäß der aktuellen Fahrsituation einzustellen.
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Die in 2 dargestellte Feldkonfiguration entspricht einer Fahrsituation, wenn das Fahrzeug auf einer im Wesentlichen geraden Fahrbahn 2 fährt. In einer Fahrsituation, wenn das Fahrzeug in einer Kurve mit einem aktuellen Kurvenradius fährt, kann das Projektionsfeld 300 eine Biegung mit einem dem aktuellen Kurvenradius entsprechenden Biegeradius aufweisen. In einigen Ausführungsbeispielen kann sich die nahe Grenze bzw. näher an dem Fahrzeug 1 liegende Grenze des Projektionsfelds 300 in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit verschieben. Dies wird in 2 durch den doppelseitigen Pfeil verdeutlicht. In einigen Ausführungsbeispielen bleibt die Position der nahen Grenze des Projektionsfeldes 300 in Bezug auf das Fahrzeug 1 im Wesentlichen konstant. In einigen Ausführungsbeispielen verschiebt sich die nahe Grenze des Projektionsfelds weg von der Vorderseite des Fahrzeugs 1, wenn eine vorbestimmte Grenzgeschwindigkeit überschritten wird. Entsprechend zur Verschiebung bzw. Verformung des Projektionsfeldes 300 verschiebt sich auch ein erstes an dem Fahrzeug 1 näher liegendes Ende 210 und/oder ein zweites von dem Fahrzeug 1 ferner liegendes Ende 220 des Teilblickfelds 200.
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4 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Erfassen einer Umgebung gemäß einem Ausführungsbeispiel. Gemäß dem Verfahren 350 wird in einem Verfahrensschritt 400 das Blickfeld mit der Fahrzeugkamera 20 erfasst und eine Sequenz von Bildaufnahmen bzw. Frames erzeugt. In einigen Ausführungsbeispielen wird die Fahrzeugkamera 20 vorher insbesondere zusammen mit dem Fahrerassistenzsystem des Fahrzeugs 1 aktiviert. Eine Sequenz von Frames kann grundsätzlich ein oder mehrere Frames bzw. Bildaufnahmen umfassen.
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In einem Verfahrensschritt 500 wird ein Teilblickfeld zum Abdecken wenigstens eines aktuellen Projektionsfelds einer Projektionsvorrichtung 60 des Fahrzeugs 1 ermittelt und in einem Verfahrensschritt 600 wird die Sequenz der Frames unter Ausschluss des wenigstens einen Teilblickfelds 200 zum Erkennen von Objekten ausgewertet. Die Ergebnisse der Auswertung in dem Verfahrensschritt 600 werden an das Fahrerassistenzsystem 700 zur Erkennung von Objekten, insbesondere Straßenmarkierungen, weitergegeben.
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Durch den Ausschluss des wenigstens einen Teilblickfelds 200 des Blickfelds 100 der Fahrzeugkamera 20, kann insbesondere vermieden werden, dass etwaige Projektionsobjekte innerhalb des Teilblickfelds durch das Fahrassistenzsystem 700 des Fahrzeugs 1 erfasst werden. Mit dem Ausschluss des wenigstens einen Teilblickfelds 200 wird somit eine Blindzone der Fahrzeugkamera 20 bzw. des Fahrerassistenzsystems 700 geschaffen, in welcher die Projektionsobjekte für die Fahrzeugkamera 20 bzw. für das Fahrerassistenzsystem 700 unsichtbar sind. Etwaige in dem Projektionsfeld 300 projizierten Objekte können somit durch das Fahrerassistenzsystem 700 nicht erfasst und somit auch nicht missinterpretiert werden.
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Die oben beschriebenen Verfahrensschritte 400, 500 und 600, können wiederholt durchgeführt werden, so dass das auszublendende Teilblickfeld aktuelle Situation ständig angepasst werden kann.
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In einigen Ausführungsbeispielen umfasst das Verfahren 350 Projizieren wenigstens eines Projektionsobjekts innerhalb wenigstens eines Projektionsfelds 300 mittels einer Projektionsvorrichtung 60 des Fahrzeugs 1. Das wenigstens eine Projektionsfeld 300 kann insbesondere wenigstens teilweise von dem Teilblickfeld 200 erfasst werden. Wird die Projektionsvorrichtung 60 bzw. die Projektion deaktiviert, so wird kein Teilblickfeld ermittelt bzw. von dem Blickfeld der Fahrzeugkamera ausgeschlossen. In einem solchen Fall kann im Wesentlichen das gesamte Blickfeld der Kamera für die Erfassung der Umgebung herangezogen werden. Die Deaktivierung der Projektion kann insbesondere durch die Fahrzeugkamera und/oder Fahrzeug-Sensorik erfasst und der Auswerteeinheit übermittelt werden.
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Das Ermitteln des Teilblickfelds in dem Verfahrensschritt 500 kann insbesondere anhand von Koordinaten der Grenzpunkte 201 erfolgen, welche über einen Kommunikationsbus an die Fahrzeugkamera 20 bzw. an die Auswerteeinheit 30 übermittelt werden. Die Koordinaten der Grenzpunkte können als sogenannte Weltkoordinaten bzw. Koordinaten in einem an dem Fahrzeug 1 fixierten Koordinatensystem angegeben werden. Das Weltkoordinatensystem kann seinen Nullpunkt bzw. Ursprung in der Mitte der Vorderseite des Fahrzeugs 1 haben. Sowohl die Projektionsvorrichtung 60 als auch die Fahrzeugkamera 20 können sich von diesem Punkt versetzt sein.
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In einigen Ausführungsbeispielen umfasst das Ermitteln des Teilblickfelds Umrechnen von Weltkoordinaten der Grenzpunkte 201 in Kamerakoordinaten bzw. in Koordinaten eines an der Fahrzeugkamera 20 fixierten Koordinatensystems.
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Das Verfahren kann Erfassen einer aktuellen Lagerung bzw. Ausrichtung der Fahrzeugkamera umfassen. Bei der Umrechnung der Weltkoordinaten der Grenzpunkte in die Kamerakoordinaten kann die Lagerung bzw. etwaige Schrägstellung des Fahrzeugkamera 20 durch Leveling bzw. mittels eines Rotationsoperators berücksichtigt werden. In einigen Ausführungsbeispielen wird die Korrektur der Schrägstellung kameraintern vorgenommen. In einigen Ausführungsbeispielen wird eine Kameramatrix zum Umrechnen zwischen den Weltkoordinaten und den Kamerakoordinaten herangezogen. Dabei werden die Weltkoordinaten der Grenzpunkte 201 mit der Kameramatrix multipliziert, um die Koordinaten der Grenzpunkte 201 auf einer zweidimensionalen Abbildungsebene in dem Bezugssystem der Fahrzeugkamera 20 zu erhalten, welche zum Ermitteln des auszublendenden Teilblickfelds 200 herangezogen werden können.
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4 zeigt anwendbare Koordinatensysteme bei dem Fahrzeugs gemäß 1. Der Einfachheit halber wird das Fahrzeug 1 in 4 in Draufsicht schematisch dargestellt. Das Weltkoordinatensystem und das Kamerakoordinatensystem werden mit X- bzw. Z-Achsen verdeutlicht. Die Projektionsvorrichtung 60 ist von dem Koordinatenursprung 1000 des Weltkoordinatensystems nach rechts versetzt, und weist eine horizontale Ausrichtung von ca. - 7,5° bezüglich der Z-Achse auf. Die Fahrzeugkamera 20 und ist nach hinten versetzt. Die Projektionsvorrichtung 60 und/oder die Fahrzeugkamera 20 können insbesondere auf das Weltkoordinatensystem geeicht sein, wobei etwaigen Schrägstellungen und Kippungen der Projektionsvorrichtung 60 bzw. der Fahrzeugkamera 20 Rechnung getragen wird. Zur Erfassung der Umgebung mittels der Fahrzeugkamera 20 kann ein Kamerakoordinatensystem 2000 bzw. an der Fahrzeugkamera 20 fixiertes Koordinatensystem herangezogen werden. Zum Projizieren von Objekten mittels der Projektionsvorrichtung 60 kann ein an der Projektionsvorrichtung 60 fixiertes Koordinatensystem 3000 herangezogen werden.
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In einigen Ausführungsbeispielen wird ein in Weltkoordinaten ermitteltes bzw. berechnetes polygonales Teilblickfeld an die Fahrzeugkamera 20 bzw. an die Auswerteeinheit 20 übermittelt. Insbesondere kann das Teilblickfeld mit einer Anzahl von Parametern C0, C1, C2, ... beschrieben werden, welche an die Fahrzeugkamera 20 bzw. an die Auswerteeinheit 30 übermittelt werden. C0 kann beispielsweise die Anfangsposition des Teilblickfelds und die weiteren Parameter C1, C2, ... die Form des Teilblickfelds charakterisieren. Anhand der Parameter C0, C1, C2, ... erhält die Fahrzeugkamera 20 bzw. die Auswerteeinheit 30 eine Information über die Gestaltung des Teilblickfelds 200, um es bei der Auswertung auszublenden.
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Die Projektionsvorrichtung 60 bzw. die Scheinwerfervorrichtung des Fahrzeugs 1 kann insbesondere die Weltkoordinaten verswenden zur Beschreibung von Grenzpunkten 201 verwenden. In einigen Ausführungsbeispielen rechnet die Projektionsvorrichtung 60 die Koordinaten der Grenzpunkte 201 unter Berücksichtigung der Versetzung der Fahrzeugkamera 20 relativ zu der Projektionsvorrichtung 60 in Kamerakoordinaten um und übermittelt die Kamerakoordinaten der Grenzpunkte 201 and die Fahrzeugkamera 20. Die Information über die Lagerung bzw. Leveling der Fahrzeugkamera 20 kann insbesondere separat der Fahrzeugkamera 20 bzw. der Auswerteeinheit 30 bereitgestellt werden.
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In einigen Ausführungsbeispielen wird das wenigstens eine Projektionsfeld 300 im Wesentlichen vollständig von dem wenigstens einen Teilblickfeld erfasst. Insbesondere kann das wenigstens eine Teilblickfeld 200 um einen Toleranzrahmen größer als das wenigstens eine Projektionsfeld 300 sein. Das Vorsehen des Toleranzrahmens um das Projektionsfelds 300 innerhalb des Teilblickfelds 200 (in 4 gestrichelt dargestellt) ermöglicht eine robuste und zuverlässige Ausblendung von projizierten Objekten. Insbesondere können dadurch Ausrichtungstoleranzen und/oder Auswirkungen der Fahrzeugbewegung Rechnung getragen werden.
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Obwohl zumindest eine beispielhafte Ausführungsform in der vorhergehenden Beschreibung gezeigt wurde, können verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden. Die genannten Ausführungsformen sind lediglich Beispiele und nicht dazu vorgesehen, den Gültigkeitsbereich, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration der vorliegenden Offenbarung in irgendeiner Weise zu beschränken. Vielmehr stellt die vorhergehende Beschreibung dem Fachmann einen Plan zur Umsetzung zumindest einer beispielhaften Ausführungsform zur Verfügung, wobei zahlreiche Änderungen in der Funktion und der Anordnung von in einer beispielhaften Ausführungsform beschriebenen Elementen gemacht werden können, ohne den Schutzbereich der angefügten Ansprüche und ihrer rechtlichen Äquivalente zu verlassen. Außerdem können nach den hier beschriebenen Prinzipien auch mehrere Module bzw. mehrere Produkte miteinander verbunden werden, um weitere Funktionen zu erhalten.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Fahrbahn
- 3
- Seitenstreifen
- 4
- Seitenstreifen
- 5
- Mittelstreifen
- 6
- vorausfahrendes Fahrzeug
- 10
- Vorrichtung
- 20
- Fahrzeugkamera
- 30
- Auswerteeinheit
- 50
- Steuergerät
- 60
- Projektionsvorrichtung
- 100
- Blickfeld
- 200
- Teilblickfeld
- 201
- Grenzpunkt
- 210
- erstes Ende des Teilblickfelds
- 220
- zweites Ende des Teilblickfelds
- 300
- Projektionsfeld
- 350
- Verfahren
- 400
- Verfahrensschritt
- 500
- Verfahrensschritt
- 600
- Verfahrensschritt
- 700
- Fahrerassistenzsystem
- 1000
- Weltkoordinatensystem
- 2000
- Kamerakoordinatensystem
- 3000
- Koordinatensystem der Projektionsvorrichtung
