DE102022205949A1

DE102022205949A1 - Sensorvorrichtung, insbesondere für Fahrzeugkameras

Info

Publication number: DE102022205949A1
Application number: DE102022205949.2A
Authority: DE
Inventors: Andrea Weuffen
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2022-06-13
Filing date: 2022-06-13
Publication date: 2023-12-14
Also published as: WO2023241944A1

Abstract

Es wird eine Sensorvorrichtung, insbesondere für Fahrzeugkameras (2a), vorgeschlagen, umfassend eine Mehrzahl von Pixeln (3a; 3b), die zur Erfassung von Strahlung vorgesehen sind und die zumindest eine Pixelschicht (4a; 4b) bilden, und eine Mehrzahl von, insbesondere unterschiedlichen, Filtereinheiten (5a; 5b, 6a; 6b, 7a; 7b, 8a; 8b, 9a; 9b), die zumindest eine über der Pixelschicht (4a; 4b) angeordnete Filterschicht (10a; 10b) bilden, wobei sich die Filtereinheiten (5a; 5b, 6a; 6b, 7a; 7b, 8a; 8b, 9a; 9b) jeweils über begrenzte, von mehreren Pixeln (3a; 3b) gebildete Teilbereiche (11 a; 11b, 12a; 12b, 13a; 13b, 14a; 14b, 15a; 15b) der Pixelschicht (4a; 4b) erstrecken.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sensorvorrichtung, insbesondere für Fahrzeugkameras, und auf eine Rechenvorrichtung. Zudem bezieht sich die Erfindung auf eine Kamera, insbesondere eine Fahrzeugkamera, auf ein Sensorsystem und auf ein Fahrzeug. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung einer entsprechenden Sensorvorrichtung, auf ein computerimplementiertes Verfahren und auf ein entsprechendes Computerprogrammprodukt.
Sensorvorrichtungen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Solche Sensorvorrichtungen weisen üblicherweise eine Filterschicht gebildet aus einer einzelnen Filtereinheit auf, die lediglich eine einzelne Art von Filterung erlaubt. Ebenfalls bekannt ist es, Filtereinheiten auf einzelne Pixel aufzubringen. Aufgrund von Einschränkungen bei den bekannten Fertigungsmethoden ist dies nur bei Strukturgrößen größer als 10 µm möglich. Deshalb müssen die Pixel entsprechend groß sein, was bei gleicher Sensorfläche zu einer niedrigeren Pixelanzahl und somit geringerer Auflösung der Sensorvorrichtung führt.
Es wird eine Sensorvorrichtung, insbesondere für Fahrzeugkameras, vorgeschlagen. Die Sensorvorrichtung umfasst eine Mehrzahl von Pixeln, die zur Erfassung von Strahlung vorgesehen sind und die zumindest eine Pixelschicht bilden. Die Sensorvorrichtung umfasst eine Mehrzahl von, insbesondere unterschiedlichen, Filtereinheiten, die zumindest eine über der Pixelschicht angeordnete Filterschicht bilden. Die Filtereinheiten erstrecken sich jeweils über begrenzte, von mehreren Pixeln gebildete Teilbereiche der Pixelschicht.
Die Sensorvorrichtung ist vorzugsweise zu einem Einsatz in einer Kamera, insbesondere in einer Fahrzeugkamera, vorgesehen. Insbesondere kann die Kamera die Sensorvorrichtung umfassen. Die Sensorvorrichtung kann insbesondere zumindest teilweise als ein Bildsensor ausgebildet sein. Insbesondere kann die Sensorvorrichtung zumindest teilweise als ein CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)-Bildsensor, als ein CCD (Charge-Coupled Device)-Bildsensor oder als ein anderer, einem Fachmann als sinnvoll erscheinender Bildsensor ausgebildet sein. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell programmiert, speziell ausgestattet und/oder speziell ausgelegt verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt die Funktion in zumindest einem Betriebszustand ausführt.
Die Pixel sind insbesondere strahlungssensitive Elemente. Vorzugsweise sind die Pixel dazu vorgesehen, zumindest Strahlung aus einem infraroten und/oder eine sichtbaren Spektralbereich zu erfassen. Unter einem „infraroten Spektralbereich“ soll insbesondere ein Bereich umfassend Strahlung mit Wellenlängen zwischen 780 nm und 1 mm verstanden werden. Unter einem „sichtbaren Spektralbereich“ soll insbesondere ein Bereich umfassend Strahlung mit Wellenlängen zwischen 380 nm und 780 nm verstanden werden. Vorzugsweise sind die Pixel als Photodetektoren, beispielsweise als Photodioden oder als Phototransistoren, ausgebildet. Insbesondere sind die Pixel dazu vorgesehen, in Abhängigkeit von erfasster Strahlung elektrische Signale zu erzeugen. Zusätzlich ist denkbar, dass die Pixel Optikelemente, wie beispielsweise Mikrolinsen, aufweisen. Vorzugsweise sind die Pixel äquidistant zueinander in einer Ebene, beispielsweise auf einem Substrat, angeordnet, insbesondere um die Pixelschicht zu bilden. Insbesondere ist eine Auflösung der Sensorvorrichtung desto höher je mehr Pixel die Sensorvorrichtung umfasst. Bevorzugt sind die Pixel kleiner als 10 µm. Vorzugsweise weist ein Pixel parallel zu der Pixelschicht, insbesondere zu einer Haupterstreckungsebene der Pixelschicht, eine maximale Erstreckung von weniger als 10 µm auf. Unter einer „Haupterstreckungsebene“ eines Objekts soll insbesondere eine Ebene verstanden werden, welche parallel zu einer größten Seitenfläche eines kleinsten gedachten Quaders oder Quadrates ist, welcher/welches das Objekt gerade noch vollständig umschließt, und insbesondere durch den Mittelpunkt des Quaders oder Quadrates verläuft.
Die Filtereinheiten sind vorzugsweise zumindest im infraroten und/oder sichtbaren Spektralbereich effektiv, können insbesondere Strahlung aus dem infraroten und/oder dem sichtbaren Spektralbereich beeinflussen. Die Filterschicht, insbesondere die Filtereinheiten, ist/sind entlang einer Strahlungseinfallsrichtung bevorzugt vor der Pixelschicht, insbesondere vor den Pixeln, angeordnet. Insbesondere ist/sind die Filterschicht, insbesondere die Filtereinheiten, derart angeordnet, dass auf die Sensorvorrichtung einfallende Strahlung durch die Filterschicht, insbesondere die Filtereinheiten, gelangen muss, um zur Pixelschicht, insbesondere zu den Pixeln, zu gelangen. Insbesondere kann/können die Filterschicht, insbesondere die Filtereinheiten, entlang der Strahlungseinfallsrichtung zwischen einer Optikeinheit, insbesondere einem Objektiv, der Kamera und der Pixelschicht, insbesondere den Pixeln, angeordnet sein.
Vorzugsweise sind die Filtereinheiten als optische Filter ausgebildet. Insbesondere sind die Filtereinheiten dazu vorgesehen, zumindest einen Teil der einfallenden Strahlung, beispielsweise Strahlung in einem bestimmten Wellenlängenbereich oder mit einer bestimmten Polarisation, zu blockieren. Die Filtereinheiten können insbesondere als Farbfilter, Polarisierungsfilter, Kantenfilter, Interferenzfilter o. dgl. ausgebildet sein. Insbesondere kann ein Pixel in Abhängigkeit von unterschiedlichen Filtereinheiten, durch die die Strahlung zum Pixel gelangt, unterschiedliche Signale liefern. Bevorzugt umfasst die Sensorvorrichtung eine Mehrzahl von unterschiedlichen Filtereinheiten, beispielsweise mehrere unterschiedliche Farbfilter und Polarisierungsfilter. Insbesondere umfasst die Sensorvorrichtung zumindest zwei, bevorzugt zumindest drei, besonders bevorzugt zumindest vier und ganz besonders bevorzugt zumindest fünf unterschiedliche Filtereinheiten. Vorzugsweise umfasst die Sensorvorrichtung eine Mehrzahl von Filtereinheiten je unterschiedlichem Typ von Filtereinheit, beispielsweise 15 rote Farbfilter, 10 blaue Farbfilter und 5 Polarisierungsfilter. Vorzugsweise sind die Filtereinheiten in der Filterschicht, insbesondere in einer gemeinsamen Ebene, nebeneinander angeordnet, insbesondere so dass jedem Pixel eine einzelne Filtereinheit zugeordnet ist. Alternativ ist vorstellbar, dass sich zumindest ein Teil der Filtereinheiten gegenseitig überlappt, insbesondere so dass jedem Pixel zumindest zwei Filtereinheiten zugeordnet sind. Die Filtereinheiten können insbesondere plattenartig, folienartig, als Beschichtung o. dgl. ausgebildet sein. Vorzugsweise können die Filtereinheiten direkt auf die Pixel aufgebracht, insbesondere stoffschlüssig mit den Pixeln verbunden, sein. Alternativ ist vorstellbar, dass die Sensorvorrichtung eine Halteeinheit aufweist, um die Filtereinheiten über der Pixelschicht anzuordnen.
Die Filtereinheiten erstrecken sich jeweils insbesondere über von zumindest zwei Pixeln, bevorzugt von zumindest drei Pixeln, besonders bevorzugt von zumindest vier Pixeln und ganz besonders bevorzugt von zumindest fünf Pixeln gebildete begrenzte Teilbereiche der Pixelschicht. Die begrenzten Teilbereiche der Pixelschicht können insbesondere als Pixelzonen oder als Makropixel bezeichnet werden. Bevorzugt sind die begrenzten Teilbereiche größer als 10 µm. Vorzugsweise weist ein begrenzter Teilbereich parallel zu der Pixelschicht, insbesondere zur Haupterstreckungsebene der Pixelschicht, eine maximale Erstreckung von mehr als 10 µm auf. Die begrenzten Teilbereiche, insbesondere die Filtereinheiten, können insbesondere gleich groß sein oder unterschiedliche Größen, insbesondere Flächen, aufweisen.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Sensorvorrichtung kann vorteilhaft eine Mehrzahl von Filtereinheiten in einem einzigen optischen Pfad integriert werden. Vorteilhaft kann eine Sensorvorrichtung mit einer Mehrzahl von Filtereinheiten bereitgestellt werden, die mittels Standard-Fertigungsmethoden hergestellt werden kann. Vorteilhaft kann eine Sensorvorrichtung mit einer Mehrzahl von Filtereinheiten und gleichzeitig hoher Auflösung bereitgestellt werden.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Filtereinheiten als Farbfilter und/oder als Polarisierungsfilter ausgebildet sind. Vorzugsweise ist zumindest ein Teil der Filtereinheiten als Farbfilter und zumindest ein weiterer Teil der Filtereinheiten als Polarisierungsfilter ausgebildet. Die Farbfilter sind insbesondere Filter, die lediglich für Strahlung in einem bestimmten Wellenlängenbereich durchlässig sind. Beispielsweise kann ein Blaufilter für Strahlung in einem Wellenlängenbereich von 420 nm bis 500 nm, ein Grünfilter für Strahlung in einem Wellenlängenbereich von 500 nm bis 570 nm und ein Rotfilter für Strahlung in einem Wellenlängenbereich von 600 nm bis 780 nm durchlässig sein. Bevorzugt umfasst die Sensorvorrichtung eine Mehrzahl von unterschiedlichen Farbfiltern, wie beispielsweise Infrarotfilter, Rotfilter, Grünfilter und Blaufilter. Die Polarisierungsfilter sind insbesondere Filter, die für Strahlung mit einer bestimmten Polarisation, insbesondere Polarisationsrichtung, undurchlässig sind, wie beispielsweise für linear polarisiertes Licht. Die Polarisierungsfilter können insbesondere als lineare Polarisierungsfilter oder als zirkulare Polarisierungsfilter ausgebildet sein. Insbesondere kann die Sensorvorrichtung unterschiedliche Polarisierungsfilter, insbesondere lineare und zirkulare Polarisierungsfilter umfassen.
Vorteilhaft kann eine präzise Filterung der einfallenden Strahlung, insbesondere zur Analyse von Umgebungsbedingungen, ermöglicht werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Filtereinheiten überlappungsfrei zueinander angeordnet sind. Vorzugsweise sind die Filtereinheiten in der Filterschicht, insbesondere in einer gemeinsamen Ebene, aneinander anschließend oder beabstandet voneinander angeordnet. Insbesondere kann die Pixelschicht zumindest eine Ausnehmung frei von Filtereinheiten aufweisen. Vorzugsweise ist jedem Pixel der Pixelschicht jeweils höchstens eine Filtereinheit der Filterschicht zugeordnet. Insbesondere durchläuft einfallende Strahlung auf dem Weg zur Pixelschicht höchstens eine einzelne Filtereinheit. Vorteilhaft kann eine besonders präzise und bestimmten Pixeln zuordenbare Filterung ermöglicht werden.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Filtereinheiten balkenartig angeordnet sind. Insbesondere sind die Filtereinheiten balkenartig oder streifenartig ausgebildet. Insbesondere können die Filtereinheiten in Strahlungseinfallsrichtung betrachtet als Rechtecke ausgebildet sein, wobei sich die langen Kanten der Rechtecke horizontal oder vertikal über die komplette Pixelschicht erstrecken. Beispielsweise kann bei einer Sensorvorrichtung mit einer Größe von 300x200 Pixeln die Pixelschicht in 10 gleich große begrenzte Teilbereiche mit jeweils einer Größe von 300x20 Pixeln aufgeteilt sein, wobei sich über jeden begrenzten Teilbereich jeweils eine entsprechend große und entsprechend balkenartige Filtereinheit erstreckt. Insbesondere können unterschiedliche balkenartig angeordnete Filtereinheiten eine Art Streifenmuster der Filterschicht bilden. Es kann eine vorteilhafte Anordnung der Filtereinheiten ermöglicht werden.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Filtereinheiten schachbrettartig angeordnet sind. Insbesondere sind die Filtereinheiten alternativ oder zusätzlich zu einer balkenartigen Anordnung schachbrettartig angeordnet. Insbesondere ist denkbar, dass in einem Teil der Filterschicht die Filtereinheiten balkenartig und in einem weiteren Teil der Filterschicht die Filtereinheiten schachbrettartig angeordnet sind. Insbesondere kann jeweils eine Filtereinheit einem Feld eines gedachten Schachbrettmusters der Filterschicht entsprechen. Insbesondere sind die Filtereinheiten und/oder die begrenzten Teilbereiche der Pixelschicht, insbesondere in Strahlungseinfallsrichtung betrachtet, rechteckig, bevorzugt quadratisch ausgebildet. Beispielsweise kann bei einer Sensorvorrichtung mit einer Größe von 300x200 Pixeln die Pixelschicht in 150 gleich große begrenzte Teilbereiche mit jeweils einer Größe von 20x20 Pixeln aufgeteilt sein, wobei sich über jeden begrenzten Teilbereich jeweils eine entsprechend große und entsprechend quadratische Filtereinheit erstreckt. Es kann eine weitere vorteilhafte Anordnung der Filtereinheiten ermöglicht werden.
Des Weiteren wird eine Rechenvorrichtung, um Sensordaten einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung auszuwerten, vorgeschlagen. Die Rechenvorrichtung umfasst zumindest ein Rechenmodul, das dazu vorgesehen ist, Sensordaten der unterschiedlichen Teilbereiche der Pixelschicht der Sensorvorrichtung zeitlich zuzuordnen und miteinander zu korrelieren. Die Rechenvorrichtung ist vorzugsweise datenübertragungstechnisch mit der Sensorvorrichtung verbunden. Insbesondere kann die Sensorvorrichtung zumindest eine Ausgabeschnittstelle aufweisen, um der Rechenvorrichtung die Sensordaten bereitzustellen. Vorzugsweise weist die Rechenvorrichtung zumindest eine Eingangsschnittstelle zu einem Empfang der Sensordaten von der Sensorvorrichtung, insbesondere von der Ausgabeschnittstelle der Sensorvorrichtung, auf. Insbesondere können die Sensorvorrichtung und die Rechenvorrichtung über die Ausgabeschnittstelle der Sensorvorrichtung und die Eingangsschnittstelle der Rechenvorrichtung datenübertragungstechnisch verbunden sein. Vorzugsweise ist die Eingangsschnittstelle dazu vorgesehen, die Sensordaten dem Rechenmodul bereitzustellen.
Insbesondere kann ein Steuergerät, z.B. ein elektronisches Steuergerät, des Fahrzeugs die Rechenvorrichtung umfassen oder zumindest teilweise ausbilden. Alternativ oder zusätzlich ist vorstellbar, dass die Rechenvorrichtung zumindest teilweise in eine Kamera umfassend die Sensorvorrichtung oder in die Sensorvorrichtung integriert ist. Ein Steuergerät bereitet Daten von Sensoren als Eingangssignale auf, verarbeitet diese mittels der Rechenvorrichtung, insbesondere mittels des Rechenmoduls, beispielsweise einem programmierbaren Logikbaustein, einem FPGA (Field programmable Gate Array)- oder ASIC (Application specific integrated Circuit)-Baustein oder einer Computerplattform, und stellt Logik- und/oder Leistungspegel als Steuer- oder Regelsignal bereit. Das Steuergerät ist vorzugsweise in ein Bordnetz des Fahrzeugs integriert, beispielsweise in einen CAN-Bus. Das Steuergerät ist beispielsweise ein elektronisches Steuergerät für automatisierte Fahrfunktionen, im Englischen Domain ECU genannt. Insbesondere kann das Steuergerät eine ADAS (advanced driver assistance system)/AD (autonomous driving) Domain ECU für assistiertes bis vollautomatisiertes, das heißt autonomes, Fahren sein.
Die Rechenvorrichtung, insbesondere das Rechenmodul, ist beispielsweise als ein System-on-a-Chip mit modularem Hardwarekonzept realisiert, das heißt alle oder zumindest ein großer Teil von Funktionen sind auf einem Chip integriert und können modular erweitert werden. Der Chip ist insbesondere in das Steuergerät integrierbar. Die Rechenvorrichtung, insbesondere das Rechenmodul, umfasst beispielsweise einen Mehrkernprozessor und Speichermodule. Der Mehrkernprozessor ist für einen Signal-/Datenaustausch mit Speichermedien konfiguriert. Beispielsweise umfasst der Mehrkernprozessor ein Bussystem. Die Speichermodule bilden einen Arbeitsspeicher. Die Speichermodule sind beispielsweise RAM, DRAM, SDRAM oder SRAM. Bei einem Mehrkernprozessor sind mehrere Kerne auf einem einzigen Chip, das heißt einem Halbleiterbauelement, angeordnet. Mehrkernprozessoren erreichen eine höhere Rechenleistung und sind kostengünstiger in einem Chip zu implementieren im Vergleich zu Mehrprozessorsystemen, bei denen jeder einzelne Kern in einem Prozessorsockel angeordnet ist und die einzelnen Prozessorsockel auf einer Hauptplatine angeordnet sind. Die Rechenvorrichtung, insbesondere das Rechenmodul, kann nach einem Aspekt der Erfindung wenigstens einen zentralen Verarbeitungsprozessor, im Englischen als Central Processing Unit, abgekürzt CPU, bezeichnet, umfassen.
Die Rechenvorrichtung, insbesondere das Rechenmodul, umfasst vorzugsweise auch wenigstens einen Grafikprozessor, im Englischen als Graphic Processing Unit, abgekürzt GPU, bezeichnet. Grafikprozessoren besitzen eine spezielle Mikroarchitektur zum parallelen Prozessieren von Abläufen. Nach einem Aspekt der Erfindung kann der Grafikprozessor wenigstens eine Prozesseinheit umfassen, die speziell zum Ausführen von Tensor- und/oder Matrixmultiplikation ausgeführt ist. Tensor- und/oder Matrixmultiplikation sind die zentralen Rechenoperationen für das Deep Learning.
Die Rechenvorrichtung, insbesondere das Rechenmodul, kann nach einem Aspekt der Erfindung auch Hardware-Beschleuniger für künstliche Intelligenz, zum Beispiel sogenannte Deep Learning Accelerators, umfassen. Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung kann ein Klassifikator in der Programmiertechnik CUDA bereitgestellt werden. Damit werden Softwarecodeabschnitte des Klassifikators direkt durch die GPU abgearbeitet. Bevorzugt sind die Rechenvorrichtung oder das Steuergerät konfiguriert, modular mit mehreren, beispielsweise mindestens vier, derartiger Chips erweitert zu werden.
Insbesondere ist das Rechenmodul dazu vorgesehen, Sensordaten der Sensorvorrichtung den unterschiedlichen Teilbereichen der Pixelschicht und einem Erfassungszeitpunkt zuzuordnen. Insbesondere ist das Rechenmodul dazu vorgesehen, zu einem gleichen Zeitpunkt erfasste Sensordaten der unterschiedlichen Teilbereiche miteinander zu korrelieren. Vorzugsweise kann das Rechenmodul dazu vorgesehen sein zu unterschiedlichen Erfassungszeitpunkten, beispielsweise nacheinander, erfasste Sensordaten eines einzelnen Teilbereichs miteinander zu korrelieren, insbesondere zu verrechnen, beispielsweise um eine Auflösung zu erhöhen. Vorteilhaft kann eine Auswertung der Sensordaten der Sensorvorrichtung ermöglicht werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass das Rechenmodul dazu vorgesehen ist, die korrelierten Sensordaten auszuwerten, um zumindest einen Fahrbahnzustandsparameter zu bestimmen. Vorzugsweise ist die Sensorvorrichtung dazu vorgesehen, eine Fahrbahn, auf der sich das Fahrzeug fortbewegt, zu erfassen. Der Fahrbahnzustandsparameter kann insbesondere als eine Fahrbahnfeuchtigkeit, wie beispielsweise trocken, feucht, überspült o. dgl., als ein Fahrbahnbelag, wie beispielsweise Schnee, Eis, Wasser, Öl, Laub o. dgl., als eine Höhe des Fahrbahnbelags, als eine Fahrbahntemperatur, als ein Fahrbahnmaterial, wie beispielsweise Kies, Asphalt, Beton o. dgl., als ein Fahrbahnzustand, wie beispielsweise eben, uneben, mit Schlaglöchern, aufgebrochen o. dgl., oder als ein anderer, einem Fachmann als sinnvoll erscheinender Fahrbahnzustandsparameter ausgebildet sein. Vorzugsweise ist das Rechenmodul dazu vorgesehen, eine Mehrzahl von unterschiedlichen Fahrbahnzustandsparametern zu bestimmen.
Vorzugsweise liefern die Pixel in Abhängigkeit von unterschiedlichen Fahrbahnzustandsparametern unterschiedliche Sensordaten. Vorzugsweise wirken sich die unterschiedlichen Filtereinheiten in Abhängigkeit von unterschiedlichen Fahrbahnzustandsparametern unterschiedlich stark auf die Sensordaten auf. Beispielsweise ist denkbar, dass in Abhängigkeit von einer feuchten Fahrbahn ein von den einem Polarisierungsfilter zugeordneten Pixeln erfasstes Strahlungssignal deutlich geringer ist als ein von den einem Blaufilter zugeordneten Pixeln, weil zumindest ein Teil der Strahlung bei einer Reflexion am Feuchtigkeitsfilm polarisiert wird, wobei der Teil durch den Polarisierungsfilter blockiert wird, durch den Blaufilter jedoch nicht. Insbesondere ist das Rechenmodul dazu vorgesehen, von den unterschiedlichen Sensordaten der unterschiedlichen Teilbereiche auf den Fahrbahnzustandsparameter zu schließen. Bevorzugt ist das Rechenmodul dazu vorgesehen, bei der Auswertung der korrelierten Sensordaten eine Fortbewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs, insbesondere zum Erfassungszeitpunkt, zu berücksichtigen. Vorzugsweise kann das Rechenmodul dazu vorgesehen sein, den bestimmten Fahrbahnzustandsparameter an zumindest ein Steuergerät, insbesondere ein zentrales Steuergerät, des Fahrzeugs auszugeben, beispielsweise über eine Ausgabeschnittstelle der Rechenvorrichtung. Vorzugsweise ist das Steuergerät und/oder das Rechenmodul dazu vorgesehen, in Abhängigkeit von dem bestimmten Fahrbahnzustandsparameter zumindest ein Steuer- oder Regelsignal zu bestimmen. Das Steuer- oder Regelsignal kann insbesondere einen Befehl für ein automatisiertes Fahrmanöver des Fahrzeugs, wie beispielsweise eine Geschwindigkeitsreduzierung, ein Warnsignal für einen Fahrzeugführer des Fahrzeugs und/oder einen Befehl für eine Übertragung des Fahrbahnzustandsparameters an weitere Fahrzeuge, Infrastrukturobjekte o. dgl. umfassen. Vorteilhaft kann mittels der Sensordaten einer kompakten Sensorvorrichtung ein Fahrbahnzustandsparameter bestimmt werden.
Weiterhin wird eine Kamera, insbesondere eine Fahrzeugkamera, vorgeschlagen. Die Kamera umfasst zumindest eine erfindungsgemäße Sensorvorrichtung. Die Kamera ist vorzugsweise zu einem Einsatz in einem Fahrzeug vorgesehen. Insbesondere kann das Fahrzeug die Kamera umfassen. Vorzugsweise kann die Kamera eine erfindungsgemäße Rechenvorrichtung umfassen. Die Sensorvorrichtung und/oder die Rechenvorrichtung können/kann insbesondere in einem Gehäuse der Kamera angeordnet sein. Insbesondere kann die Kamera weitere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Komponenten, wie beispielsweise eine Optikeinheit, insbesondere ein Objektiv, umfassen. Vorteilhaft kann eine kompakte Kamera bereitgestellt werden, die eine Fahrbahnzustandserkennung ermöglicht, bereitgestellt werden.
Zudem wird ein Sensorsystem vorgeschlagen. Das Sensorsystem umfasst zumindest eine erfindungsgemäße Sensorvorrichtung oder zumindest eine erfindungsgemäße Kamera. Das Sensorsystem umfasst zumindest eine erfindungsgemäße Rechenvorrichtung. Vorzugsweise kann das Sensorsystem eine Mehrzahl von Sensorvorrichtungen oder Kameras umfassen. Insbesondere kann die Rechenvorrichtung dazu vorgesehen sein, Sensordaten mehrerer Sensorvorrichtungen auszuwerten. Vorteilhaft kann ein integriertes Sensorsystem zur Fahrbahnzustandserkennung bereitgestellt werden.
Des Weiteren wird ein Fahrzeug vorgeschlagen. Das Fahrzeug umfasst zumindest eine erfindungsgemäße Kamera oder zumindest ein erfindungsgemäßes Sensorsystem. Insbesondere kann das Fahrzeug eine Mehrzahl von Kameras oder Sensorsystemen umfassen, die insbesondere an unterschiedlichen Positionen an dem Fahrzeug angeordnet sein können, um unterschiedliche Fahrbahnbereiche zu überwachen. Das Fahrzeug ist bevorzugt als ein automatisiert betreibbares Fahrzeug ausgebildet. Unter einem „automatisiert betreibbaren Fahrzeug“ soll insbesondere ein Fahrzeug mit einer der Automatisierungsstufen 1 bis 5 der Norm SAE J3016 verstanden werden. Insbesondere weist das automatisiert betreibbare Fahrzeug eine technische Ausrüstung auf, die für diese Automatisierungsstufen gefordert ist. Die technische Ausrüstung umfasst insbesondere Umfelderkennungssensoren, wie beispielsweise zumindest eine erfindungsgemäße Kamera, Radarsensoren, Lidarsensoren, weitere Kameras und/oder Akustik-Sensoren, Steuergeräte o. dgl. Bevorzugt ist das automatisiert betreibbare Fahrzeug als ein Landfahrzeug ausgebildet. Das automatisiert betreibbare Fahrzeug kann insbesondere als ein PKW, bevorzugt als ein Personentransportfahrzeug, als ein LKW, als ein Baustellenfahrzeug, als ein Agrarfahrzeug oder als ein anderes, einem Fachmann als sinnvoll erscheinendes Fahrzeug ausgebildet sein. Das automatisiert betreibbare Fahrzeug kann alternativ auch als ein Luftfahrzeug, beispielsweise als eine Drohne, als ein Flugzeug, als ein Helikopter, als ein Senkrechtstart- und -landungsflugzeug o. dgl., oder als ein Wasserfahrzeug, beispielsweise als ein Schiff oder als ein Boot, ausgebildet sein. Es kann ein vorteilhaft verkehrs- und insassensicheres Fahrzeug bereitgestellt werden.
Ferner wird ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung vorgeschlagen. Eine Mehrzahl von, insbesondere unterschiedlichen, Filtereinheiten wird derart auf zumindest eine von einer Mehrzahl von Pixeln gebildete Pixelschicht aufgebracht, dass die Filtereinheiten zumindest eine über der Pixelschicht angeordnete Filterschicht bilden und dass sich die Filtereinheiten jeweils über begrenzte, von mehreren Pixeln gebildete Teilbereiche der Pixelschicht erstrecken. Die Filtereinheiten können insbesondere mit der Pixelschicht verklebt werden, auf die Pixelschicht aufgedampft, aufgesprüht, aufgetragen o. dgl. werden, über der Pixelschicht befestigt werden oder auf eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Art und Weise auf die Pixelschicht aufgebracht werden. Vorteilhaft kann ein massenproduktionstaugliches Verfahren zur Herstellung der Sensorvorrichtung bereitgestellt werden.
Weiterhin wird ein computerimplementiertes Verfahren, um Sensordaten einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung auszuwerten, vorgeschlagen. Sensordaten der unterschiedlichen Teilbereiche der Pixelschicht der Sensorvorrichtung werden zeitlich zugeordnet und miteinander korreliert. Vorteilhaft kann ein effizientes Verfahren zur Auswendung der Sensordaten bereitgestellt werden.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die korrelierten Sensordaten ausgewertet werden, um zumindest einen Fahrbahnzustandsparameter zu bestimmen. Vorteilhaft kann ein Verfahren bereitgestellt werden, das anhand von Sensordaten der Sensorvorrichtung eine Fahrbahnzustandserkennung ermöglicht.
Des Weiteren wird ein Computerprogrammprodukt, um Sensordaten einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung auszuwerten, vorgeschlagen. Das Computerprogrammprodukt umfasst Ausführungsbefehle, die bei der Ausführung des Programms durch eine erfindungsgemäße Rechenvorrichtung diese veranlassen, ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen. Vorteilhaft kann ein Computerprogrammprodukt bereitgestellt werden, das anhand von Sensordaten der Sensorvorrichtung eine Fahrbahnzustandserkennung ermöglicht.
Die Erfindung wird an zwei Ausführungsbeispielen in den folgenden Figuren verdeutlicht. Es zeigen:

1 ein erfindungsgemäßes Fahrzeug in einer schematischen Darstellung,
2 ein erfindungsgemäßes Sensorsystem des erfindungsgemäßen Fahrzeugs aus 1 in einer schematischen Darstellung,
3 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung des erfindungsgemäßen Sensorsystems aus 2 in einer schematischen Darstellung,
4 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Sensorvorrichtung aus 3 in einer schematischen Darstellung,
5 ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen computerimplementierten Verfahrens in einer schematischen Darstellung und
6 eine Draufsicht auf eine alternative erfindungsgemäße Sensorvorrichtung in einer schematischen Darstellung.

1 zeigt ein Fahrzeug 19a in einer schematischen Darstellung. Das Fahrzeug 19a ist beispielhaft als ein automatisiert betreibbares Fahrzeug ausgebildet. Das Fahrzeug 19a ist beispielhaft als ein Landfahrzeug, insbesondere als ein PKW, ausgebildet. Das Fahrzeug 19a umfasst zumindest ein Sensorsystem 18a. Das Sensorsystem 18a umfasst zumindest eine Kamera 2a, insbesondere eine Fahrzeugkamera. Das Sensorsystem 18a umfasst zumindest eine Rechenvorrichtung 16a. Die Kamera 2a ist auf eine Fahrbahn 20a, auf der sich das Fahrzeug 19a fortbewegt, ausgerichtet. Die Kamera 2a, insbesondere eine Sensorvorrichtung 1a der Kamera 2a (vgl. 2), ist dazu vorgesehen, die Fahrbahn 20a zu erfassen. Die Fahrbahn 20a liegt in einem Sichtfeld 21 a der Kamera 2a.
2 zeigt ein Sensorsystem 18a des Fahrzeugs 19a aus 1 in einer schematischen Darstellung. Die Kamera 2a umfasst die Sensorvorrichtung 1a. Die Sensorvorrichtung 1a ist in einem Gehäuse 22a der Kamera 2a angeordnet. Die Kamera 2a umfasst weitere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Komponenten, hier beispielhaft eine Optikeinheit 23a, insbesondere ein Objektiv.
Die Rechenvorrichtung 16a ist dazu vorgesehen, Sensordaten der Sensorvorrichtung 1a auszuwerten. Die Rechenvorrichtung 16a umfasst zumindest ein Rechenmodul 17a, das dazu vorgesehen ist, Sensordaten unterschiedlicher Teilbereiche 11a, 12a, 13a, 14a, 15a einer Pixelschicht 4a der Sensorvorrichtung 1a zeitlich zuzuordnen und miteinander zu korrelieren. Die Rechenvorrichtung 16a ist datenübertragungstechnisch mit der Sensorvorrichtung 1a verbunden. Die Sensorvorrichtung 1a weist zumindest eine Ausgabeschnittstelle 24a auf, um der Rechenvorrichtung 1a die Sensordaten bereitzustellen. Die Rechenvorrichtung 16a weist zumindest eine Eingangsschnittstelle 25a zu einem Empfang der Sensordaten von der Sensorvorrichtung 1a, insbesondere von der Ausgabeschnittstelle 24a der Sensorvorrichtung 1a, auf. Die Sensorvorrichtung 1a und die Rechenvorrichtung 16a sind über die Ausgabeschnittstelle 24a der Sensorvorrichtung 1a und die Eingangsschnittstelle 25a der Rechenvorrichtung 16a datenübertragungstechnisch verbunden. Die Eingangsschnittstelle 25a ist dazu vorgesehen, die Sensordaten dem Rechenmodul 17a bereitzustellen.
Das Rechenmodul 17a ist dazu vorgesehen, Sensordaten der Sensorvorrichtung 1a den unterschiedlichen Teilbereichen 11a, 12a, 13a, 14a, 15a der Pixelschicht 4a und einem Erfassungszeitpunkt zuzuordnen. Das Rechenmodul 17a ist dazu vorgesehen, zu einem gleichen Zeitpunkt erfasste Sensordaten der unterschiedlichen Teilbereiche 11a, 12a, 13a, 14a, 15a miteinander zu korrelieren. Das Rechenmodul 17a kann dazu vorgesehen sein zu unterschiedlichen Erfassungszeitpunkten, beispielsweise nacheinander, erfasste Sensordaten eines einzelnen Teilbereichs 11a, 12a, 13a, 14a, 15a miteinander zu korrelieren, insbesondere zu verrechnen, beispielsweise um eine Auflösung zu erhöhen.
Das Rechenmodul 17a ist dazu vorgesehen, die korrelierten Sensordaten auszuwerten, um zumindest einen Fahrbahnzustandsparameter zu bestimmen. Das Rechenmodul 17a ist dazu vorgesehen, von den unterschiedlichen Sensordaten der unterschiedlichen Teilbereiche 11a, 12a, 13a, 14a, 15a auf den Fahrbahnzustandsparameter zu schließen. Das Rechenmodul 17a ist dazu vorgesehen, bei der Auswertung der korrelierten Sensordaten eine Fortbewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs 19a, insbesondere zum Erfassungszeitpunkt, zu berücksichtigen. Das Rechenmodul 17a ist dazu vorgesehen, den bestimmten Fahrbahnzustandsparameter an zumindest ein Steuergerät, insbesondere ein zentrales Steuergerät, des Fahrzeugs 19a auszugeben (hier nicht dargestellt), beispielsweise über eine Ausgabeschnittstelle 26a der Rechenvorrichtung 16a.
3 zeigt eine Seitenansicht einer Sensorvorrichtung 1a des Sensorsystems 18a aus 2 in einer schematischen Darstellung. Der Übersichtlichkeit halber ist lediglich ein Teil der Sensorvorrichtung 1a, insbesondere im Bereich eines ersten Teilbereichs 11a und eines zweiten Teilbereichs 12a der Pixelschicht 4a, dargestellt. Die Sensorvorrichtung 1a umfasst eine Mehrzahl von Pixeln 3a, die zur Erfassung von Strahlung vorgesehen sind und die die zumindest eine Pixelschicht 4a bilden. Die Sensorvorrichtung 1a umfasst eine Mehrzahl von, insbesondere unterschiedlichen, Filtereinheiten 5a, 6a, 7a, 8a, 9a, die zumindest eine über der Pixelschicht 4a angeordnete Filterschicht 10a bilden. Die Filtereinheiten 5a, 6a, 7a, 8a, 9a erstrecken sich jeweils über die begrenzten, von mehreren Pixeln 3a gebildeten Teilbereiche 11a, 12a, 13a, 14a, 15a der Pixelschicht 4a. In 3 sind eine erste Filtereinheit 5a, die sich über den ersten Teilbereich 11a erstreckt, und eine zweite Filtereinheit 6a, die sich über den zweiten Teilbereich 12a erstreckt, dargestellt. Die Sensorvorrichtung 1a ist zumindest teilweise als ein Bildsensor ausgebildet.
Die Pixel 3a sind äquidistant zueinander in einer Ebene, hier beispielhaft auf einem Substrat 27a, angeordnet, insbesondere um die Pixelschicht 4a zu bilden. Die Pixel 3a sind kleiner als 10 µm. Ein Pixel 3a weist parallel zu der Pixelschicht 4a, insbesondere zu einer Haupterstreckungsebene der Pixelschicht 4a, eine maximale Erstreckung von weniger als 10 µm auf.
Die Filterschicht 10a, insbesondere die Filtereinheiten 5a, 6a, 7a, 8a, 9a, ist/sind entlang einer Strahlungseinfallsrichtung 28a vor der Pixelschicht 4a, insbesondere vor den Pixeln 3a, angeordnet. Die Filterschicht 10a, insbesondere die Filtereinheiten 5a, 6a, 7a, 8a, 9a, ist/sind derart angeordnet, dass auf die Sensorvorrichtung 1a einfallende Strahlung durch die Filterschicht 10a, insbesondere die Filtereinheiten 5a, 6a, 7a, 8a, 9a, gelangen muss, um zur Pixelschicht 4a, insbesondere zu den Pixeln 3a, zu gelangen. Die Filterschicht 10a, insbesondere die Filtereinheiten 5a, 6a, 7a, 8a, 9a, ist/sind entlang der Strahlungseinfallsrichtung 28a zwischen der Optikeinheit 23a, insbesondere dem Objektiv, der Kamera 2a und der Pixelschicht 4a, insbesondere den Pixeln 3a, angeordnet.
4 zeigt eine Draufsicht auf die Sensorvorrichtung 1a aus 3 in einer schematischen Darstellung. Die Sensorvorrichtung 1a ist entlang der Strahlungseinfallsrichtung 28a auf die Sensorvorrichtung 1a blickend dargestellt. Der Übersichtlichkeit halber sind lediglich wenige der Pixel 3a dargestellt und deren weitere Anordnung durch Punktierung angedeutet. Die Filtereinheiten 5a, 6a, 7a, 8a, 9a sind als optische Filter ausgebildet. Die Filtereinheiten 5a, 6a, 7a, 8a, 9a sind dazu vorgesehen, zumindest einen Teil der einfallenden Strahlung, beispielsweise Strahlung in einem bestimmten Wellenlängenbereich oder mit einer bestimmten Polarisation, zu blockieren. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die Sensorvorrichtung 1a beispielhaft die fünf Filtereinheiten 5a, 6a, 7a, 8a, 9a. Die Filtereinheiten 5a, 6a, 7a, 8a, 9a sind hier beispielhaft durch unterschiedliche Schraffuren und Punktierungen illustriert. In einem Verfahren zur Herstellung der Sensorvorrichtung 1a werden die Filtereinheiten 5a, 6a, 7a, 8a, 9a auf die Pixelschicht 4a aufgebracht, insbesondere durch Verkleben, Aufdampfen, Aufsprühen, Auftragen, Befestigen o. dgl.
Die Filtereinheiten 5a, 6a, 7a, 8a, 9a erstrecken sich jeweils über von jeweils einer Mehrzahl von Pixeln 3a gebildete begrenzte Teilbereiche 11a, 12a, 13a, 14a, 15a der Pixelschicht 4a. Die erste Filtereinheit 5a erstreckt sich über den ersten Teilbereich 11a, die zweite Filtereinheit 6a über den zweiten Teilbereich 12a, eine dritte Filtereinheit 7a über einen dritten Teilbereich 13a, eine vierte Filtereinheit 8a über einen vierten Teilbereich 14a und eine fünfte Filtereinheit 9a über einen fünften Teilbereich 15a. Die begrenzten Teilbereiche 11a, 12a, 13a, 14a, 15a sind größer als 10 µm. Ein begrenzter Teilbereich 11a, 12a, 13a, 14a, 15a weist parallel zu der Pixelschicht 4a, insbesondere zur Haupterstreckungsebene der Pixelschicht 4a, eine maximale Erstreckung von mehr als 10 µm auf. Die begrenzten Teilbereiche 11 a, 12a, 13a, 14a, 15a, insbesondere die Filtereinheiten 5a, 6a, 7a, 8a, 9a, sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel beispielhaft gleich groß.
Die Filtereinheiten 5a, 6a, 7a, 8a, 9a sind als Farbfilter und/oder als Polarisierungsfilter ausgebildet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die erste Filtereinheit 5a, die zweite Filtereinheit 6a, die dritte Filtereinheit 7a und die vierte Filtereinheit 8a beispielhaft als Farbfilter ausgebildet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die erste Filtereinheit 5a beispielhaft als ein Infrarotfilter, die zweite Filtereinheit 6a beispielhaft als ein Rotfilter, die dritte Filtereinheit 7a beispielhaft als ein Grünfilter und die vierte Filtereinheit 8a beispielhaft als ein Blaufilter ausgebildet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die fünfte Filtereinheit 9a beispielhaft als Polarisierungsfilter ausgebildet.
Die Filtereinheiten 5a, 6a, 7a, 8a, 9a sind überlappungsfrei zueinander angeordnet. Die Filtereinheiten 5a, 6a, 7a, 8a, 9a sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel beispielhaft in der Filterschicht 10a, insbesondere in einer gemeinsamen Ebene, aneinander anschließend angeordnet. Jedem Pixel 3a der Pixelschicht 4a ist jeweils eine Filtereinheit 5a, 6a, 7a, 8a, 9a zugeordnet. Einfallende Strahlung durchläuft auf dem Weg zur Pixelschicht 4a eine einzelne Filtereinheit 5a, 6a, 7a, 8a, 9a.
Die Filtereinheiten 5a, 6a, 7a, 8a, 9a sind balkenartig angeordnet. Die Filtereinheiten 5a, 6a, 7a, 8a, 9a sind in Strahlungseinfallsrichtung betrachtet als Rechtecke ausgebildet, wobei sich die langen Kanten der Rechtecke horizontal über die komplette Pixelschicht 4a erstrecken. Die unterschiedlichen balkenartig angeordneten Filtereinheiten 5a, 6a, 7a, 8a, 9a bilden eine Art Streifenmuster der Filterschicht 10a.
5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines computerimplementierten Verfahrens, um Sensordaten der Sensorvorrichtung 1a auszuwerten, in einer schematischen Darstellung. In einem ersten Verfahrensschritt 29a werden Sensordaten der unterschiedlichen Teilbereiche 11a, 12a, 13a, 14a, 15a der Pixelschicht 4a der Sensorvorrichtung 1a zeitlich zugeordnet und miteinander korreliert. In einem zweiten Verfahrensschritt 30a werden die korrelierten Sensordaten ausgewertet, um zumindest einen Fahrbahnzustandsparameter zu bestimmen.
Ein Computerprogrammprodukt umfasst Ausführungsbefehle, die bei der Ausführung des Programms durch die Rechenvorrichtung 16a diese veranlassen, das Verfahren, insbesondere die Verfahrensschritte 29a, 30a, auszuführen.
In der 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Hinsichtlich der Ausgestaltung gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere hinsichtlich Bauteilen mit gleichen Bezugszeichen, darf auf das Ausführungsbeispiel der 1 bis 5 verwiesen werden. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels der 1 bis 5 der Buchstabe a und ist den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels der 6 der Buchstabe b nachgestellt.
6 zeigt eine Draufsicht auf eine alternative Sensorvorrichtung 1b in einer schematischen Darstellung. Die Sensorvorrichtung 1b ist entlang einer Strahlungseinfallsrichtung 28b auf die Sensorvorrichtung 1b blickend dargestellt. Die Sensorvorrichtung 1b unterscheidet sich von der Sensorvorrichtung 1 a des Ausführungsbeispiels der 1 bis 5 durch eine Anzahl von Teilbereichen 11b, 12b, 13b, 14b, 15b einer Pixelschicht 4b der Sensorvorrichtung 1b und einer Anzahl und Anordnung von Filtereinheiten 5b, 6b, 7b, 8b, 9b der Sensorvorrichtung 1b. Der Übersichtlichkeit halber sind lediglich wenige von die Pixelschicht 4b bildenden Pixeln 3b der Sensorvorrichtung 1b dargestellt und deren weitere Anordnung durch Punktierung angedeutet.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die Pixelschicht 4b beispielhaft 24 Teilbereiche 11b, 12b, 13b, 14b, 15b. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die Sensorvorrichtung 1b beispielhaft 24 Filtereinheiten 5b, 6b, 7b, 8b, 9b und fünf verschiedene Typen von Filtereinheiten 5b, 6b, 7b, 8b, 9b. Der Übersichtlichkeit halber beschränken sich die Darstellung und die Bezugszeichen auf fünf dieser Filtereinheiten 5b, 6b, 7b, 8b, 9b. Die Filtereinheiten 5b, 6b, 7b, 8b, 9b sind analog zu den Filtereinheiten 5b, 6b, 7b, 8b, 9b des Ausführungsbeispiels der 1 bis 5 als Farbfilter und Polarisierungsfilter ausgebildet.
Die Filtereinheiten 5b, 6b, 7b, 8b, 9b sind schachbrettartig angeordnet. Jeweils eine Filtereinheit 5b, 6b, 7b, 8b, 9b entspricht einem Feld eines gedachten Schachbrettmusters einer von den Filtereinheiten 5b, 6b, 7b, 8b, 9b gebildeten Filterschicht 10b. Die Filtereinheiten 5b, 6b, 7b, 8b, 9b und die begrenzten Teilbereiche 11b, 12b, 13b, 14b, 15b der Pixelschicht 4b sind, insbesondere in Strahlungseinfallsrichtung 28b betrachtet, rechteckig, im vorliegenden Ausführungsbeispiel beispielhaft quadratisch, ausgebildet.
Bezugszeichen

1: Sensorvorrichtung
2: Kamera
3: Pixel
4: Pixelschicht
5: Filtereinheit
6: Filtereinheit
7: Filtereinheit
8: Filtereinheit
9: Filtereinheit
10: Filterschicht
11: Teilbereich
12: Teilbereich
13: Teilbereich
14: Teilbereich
15: Teilbereich
16: Rechenvorrichtung
17: Rechenmodul
18: Sensorsystem
19: Fahrzeug
20: Fahrbahn
21: Sichtfeld
22: Gehäuse
23: Optikeinheit
24: Ausgabeschnittstelle
25: Eingangsschnittstelle
26: Ausgabeschnittstelle
27: Substrat
28: Strahlungseinfallsrichtung
29: Verfahrensschritt
30: Verfahrensschritt

Claims

Sensorvorrichtung, insbesondere für Fahrzeugkameras (2a), umfassend eine Mehrzahl von Pixeln (3a; 3b), die zur Erfassung von Strahlung vorgesehen sind und die zumindest eine Pixelschicht (4a; 4b) bilden, und eine Mehrzahl von, insbesondere unterschiedlichen, Filtereinheiten (5a; 5b, 6a; 6b, 7a; 7b, 8a; 8b, 9a; 9b), die zumindest eine über der Pixelschicht (4a; 4b) angeordnete Filterschicht (10a; 10b) bilden, wobei sich die Filtereinheiten (5a; 5b, 6a; 6b, 7a; 7b, 8a; 8b, 9a; 9b) jeweils über begrenzte, von mehreren Pixeln (3a; 3b) gebildete Teilbereiche (11a; 11b, 12a; 12b, 13a; 13b, 14a; 14b, 15a; 15b) der Pixelschicht (4a; 4b) erstrecken.
Sensorvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Filtereinheiten (5a; 5b, 6a; 6b, 7a; 7b, 8a; 8b, 9a; 9b) als Farbfilter und/oder als Polarisierungsfilter ausgebildet sind.
Sensorvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Filtereinheiten (5a; 5b, 6a; 6b, 7a; 7b, 8a; 8b, 9a; 9b) überlappungsfrei zueinander angeordnet sind.
Sensorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Filtereinheiten (5a, 6a, 7a, 8a, 9a) balkenartig angeordnet sind.
Sensorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Filtereinheiten (5b, 6b, 7b, 8b, 9b) schachbrettartig angeordnet sind.
Rechenvorrichtung, um Sensordaten einer Sensorvorrichtung (1a; 1b) nach einem der vorhergehenden Ansprüche auszuwerten, umfassend zumindest ein Rechenmodul (17a), das dazu vorgesehen ist, Sensordaten der unterschiedlichen Teilbereiche (11a; 11b, 12a; 12b, 13a; 13b, 14a; 14b, 15a; 15b) der Pixelschicht (4a; 4b) der Sensorvorrichtung (1a; 1b) zeitlich zuzuordnen und miteinander zu korrelieren.
Rechenvorrichtung nach Anspruch 6, wobei das Rechenmodul (17a) dazu vorgesehen ist, die korrelierten Sensordaten auszuwerten, um zumindest einen Fahrbahnzustandsparameter zu bestimmen.
Kamera, insbesondere Fahrzeugkamera, umfassend zumindest eine Sensorvorrichtung (1 a; 1b) nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
Sensorsystem, umfassend zumindest eine Sensorvorrichtung (1 a; 1b) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 oder zumindest eine Kamera (2a) nach Anspruch 8 und zumindest eine Rechenvorrichtung (16a) nach Anspruch 6 oder 7.
Fahrzeug, umfassend zumindest eine Kamera (2a) nach Anspruch 8 oder zumindest ein Sensorsystem (18a) nach Anspruch 9.
Verfahren zur Herstellung einer Sensorvorrichtung (1 a; 1 b) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei eine Mehrzahl von, insbesondere unterschiedlichen, Filtereinheiten (5a; 5b, 6a; 6b, 7a; 7b, 8a; 8b, 9a; 9b) derart auf zumindest eine von einer Mehrzahl von Pixeln (3a; 3b) gebildete Pixelschicht (4a; 4b) aufgebracht wird, dass die Filtereinheiten (5a; 5b, 6a; 6b, 7a; 7b, 8a; 8b, 9a; 9b) zumindest eine über der Pixelschicht (4a; 4b) angeordnete Filterschicht (10a; 10b) bilden und dass sich die Filtereinheiten (5a; 5b, 6a; 6b, 7a; 7b, 8a; 8b, 9a; 9b) jeweils über begrenzte, von mehreren Pixeln (3a; 3b) gebildete Teilbereiche (11a; 11b, 12a; 12b, 13a; 13b, 14a; 14b, 15a; 15b) der Pixelschicht (4a; 4b) erstrecken.
Computerimplementiertes Verfahren, um Sensordaten einer Sensorvorrichtung (1a; 1b) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 auszuwerten, wobei Sensordaten der unterschiedlichen Teilbereiche (11 a; 11b, 12a; 12b, 13a; 13b, 14a; 14b, 15a; 15b) der Pixelschicht (4a; 4b) der Sensorvorrichtung (1a; 1b) zeitlich zugeordnet und miteinander korreliert werden.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 12, wobei die korrelierten Sensordaten ausgewertet werden, um zumindest einen Fahrbahnzustandsparameter zu bestimmen.
Computerprogrammprodukt, um Sensordaten einer Sensorvorrichtung (1 a; 1b) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 auszuwerten, umfassend Ausführungsbefehle, die bei der Ausführung des Programms durch eine Rechenvorrichtung (16a) nach Anspruch 6 oder 7 diese veranlassen, ein Verfahren nach Anspruch 12 oder 13 auszuführen.