DE102022208381A1

DE102022208381A1 - Kameravorrichtung

Info

Publication number: DE102022208381A1
Application number: DE102022208381.4A
Authority: DE
Inventors: Tobias Hasenstein; Daniel Langer; Florian Kupfer; Kai Haeussermann; Thorsten Schneider; Tobias Kuehnl
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2022-08-11
Filing date: 2022-08-11
Publication date: 2024-02-22

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kameravorrichtung (1), insbesondere Außen-Kameravorrichtung, vorzugsweise Smart-Home-Außen-Kameravorrichtung, mit einem Gehäuse (10), mit einer Kameraeinheit (20), die zumindest einen Bildsensor (21) umfasst. Es wird vorgeschlagen, dass die Kameravorrichtung (1) mit zumindest einem Radarsensor (52, wobei der Radarsensor (52) zumindest eine Antenne (54) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kameravorrichtung, insbesondere eine Außen-Kameravorrichtung, vorzugsweise eine Smart-Home-Außen-Kameravorrichtung, mit einem Gehäuse und einer Kameraeinheit.
Stand der Technik
Es sind insbesondere im Smart-Home-Kamerasysteme zur Erfassung der Umgebung im Außenbereich bekannt. Viele Kameras setzen dabei auf eine Kombination aus einem Infrarot-Bewegungsmelder zur Erkennung von Personen.
Infrarot-Bewegungsmelder sind dabei störanfällig was Temperaturschwankungen angeht. Außerdem kann lediglich erkannt werden, ob sich eine Person im Detektionsbereich bewegt.
Offenbarung der Erfindung
Vorteilhaft ist, dass die erfindungsgemäße Kameravorrichtung eine Kameraeinheit umfasst, die zumindest einen Bildsensor umfasst. Vorteilhaft ist, dass die Kameravorrichtung zumindest einen Radarsensor aufweist. Der zumindest eine Radarsensor weist zumindest eine Antenne auf.
Gegenüber bekannten Kameravorrichtungen mit einfachen Infrarot-Bewegungsmeldern erlaubt die erfindungsgemäße Kameravorrichtung mit einem Radarsensor einen störungsarmen Betrieb. Es können zudem Objekte, insbesondere Personen, Tiere und/oder Gegenstände, deren Position im Raum und/oder deren Bewegungen im Raum zuverlässiger erkannt werden. Vorteilhaft ergibt sich eine verbesserte Nutzbarkeit der Kameravorrichtung.
Vorteilhaft lassen sich Tiefeninformationen, Winkelinformation, Bewegungsinformationen, Geschwindigkeitsinformationen eines Objekts, die mittels einem Radarsensors ermittelbar sind, nutzen. Mithilfe von Tiefeninformation und Winkelinformationen lassen sich beispielsweise bestimmte Bereiche ausgrenzen und ignorieren und/oder relevante Bereiche eingrenzen. Wird beispielsweise in einem definierten Bereich ein Objekt erkannt, so können als Reaktion gezielt zuvor bestimmte Aktionen innerhalb der Kameravorrichtung und/oder im verbundenen Smart-Home-System ausgeführt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Kameravorrichtung für den Außenbereich ausgebildet. Das Gehäuse ist wasserdicht oder spritzwassergeschützt ausgebildet.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann die Kameravorrichtung in ein Smart Home eingebunden werden. Ein Smart Home System ist ein System, das die Wohn- und Lebensqualität, die Sicherheit und die effiziente Energienutzung erhöhen soll. Ein Smart-Home-System baut auf mindestens zwei oder mehreren vernetzt und steuerbaren Geräten und Installationen sowie automatische Abläufe auf.
Smart Home Geräte sind Haustechniksteuerungsgeräte, Haustechnikgeräte, Haushaltsgerät, Gartengeräte, Informations- und Kommunikationselektronikgerät und/oder Unterhaltungselektronikgerät, die eine Kommunikationsschnittstelle aufweisen, welche eine Kommunikationsschnittstelle aufweisen, welche es ihnen erlaubt mit anderen Smart Home Geräten zu Kommunizieren.
Die Smart Home Geräte sind untereinander vernetzt und können Nachrichten, insbesondere Signale, Datenpakete, Informationen, Steuerbefehle und/oder Umgebungsgrößen usw. empfangen und/oder senden. Smart Home Geräte weisen eine Schnittstelle, insbesondere eine Kommunikationsschnittstelle auf.
Die Kommunikation verläuft drahtgebunden, insbesondere mittels eines Bussystems, Powerline, M-Bus, Ethernet, EIB, CAN, KNX, EMS, 1-Wire, DALI, DMX, OpenTherm oder drahtlos, vorzugsweise Bluetooth, NFC, RFID, ANT+, Dash7, GPRS, UMTS, 5G, LTE, WIMAX, Zigbee, Z-Wave, Matter, Thread, 868 MHz oder WIFI oder optisch, insbesondere mittels pulsmodulierten Lichts. Hierzu weist die Schnittstelle die für die Kommunikation mittels einer zuvor genannten Technologie oder Protokoll benötigte Hardwarbauteile, wie Verarbeitungsmittel, Verstärker, Antennen auf, als auch die benötigte Software auf.
Beispiele für Geräte, die heutzutage meist im Smart Home Umfeld eingesetzt werden, sind Lichtquellen, Jalousien, Heizungen, Kühlschränke, Waschmaschinen, Backöfen aber auch Kameras. Ferner können moderne Smart Home System aus der Ferne, beispielsweise durch ein mobiles Eingabegerät, insbesondere einem Smartphone, Tablett oder Mobiltelefon gesteuert werden.
Die Kameravorrichtung kann Teil einer Einbruchmeldeanlage sein. Unter einer Einbruchmeldeanlage wird, umgangssprachlich auch als Alarmanlage bezeichnet, sind technische, heute ausschließlich elektronisch betriebene Einrichtungen, die dem Objekt - und Personenschutz dienen zu verstehen. Eine Einbruchmeldeanlage soll durch Abschreckung Einbrüche, Diebstähle und Überfälle verhindern, im Notfall hilfeleistende Dienste (Polizei, Sicherheitsdienst etc.) benachrichtigen, die Aktionszeit von Dieben, Bankräubern usw. minimieren, die unmittelbare Umgebung sowie beteiligte, anwesende Personen alarmieren, helfen, einen Einbruch oder Überfall zu rekonstruieren. Auch kann die Kameravorrichtung Teil einer Einbruchmeldeanlage und eines Smart Home System sein.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ergeben sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale.
Eine vorteilhafte Weiterbildung ist, dass zumindest zwei Antennen ausgebildet sind. Durch zwei Antennen wird der Detektionsbereich erweitert und/oder die Genauigkeit erhöht. Jede weitere Antenne ermöglicht den Detektionsbereich zu vergrößern und/oder die Genauigkeit des Radarsensors zu verbessern.
Eine vorteilhafte Weiterbildung ist, dass ein Radarmodul ausgebildet ist. Das Radarmodul umfasst zumindest einen Radarsensor. Alternativ oder zusätzlich umfasst das Radarmodul zumindest eine Antenne. Vorzugsweise umfasst das Radarmodul zumindest zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht oder mehr Antennen. Das Radarmodul ermöglicht insbesondere das Zusammenfassen und/oder insbesondere das Ausrichten der Antennen und/oder Radarsensoren. Vorzugsweise kann durch die Erhöhung der Antennen der Detektionsbereich und/oder die Genauigkeit im Detektionsbereich erhöht werden
Eine vorteilhafte Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass ein erstes Radarmodule und ein zweites Radarmodul mit jeweils zumindest einem Radarsensor und/oder zumindest einer Antenne ausgebildet ist. Vorzugsweise weist jedes Radarmodul zumindest ein Radarsensor und/oder zumindest eine Antenne auf.
Vorzugsweise umfasst der, insbesondere jeder, Radarsensor zumindest eine Antenne, insbesondere mehrere Antennen, die wiederum als Array angeordnet und/oder verschaltet sind. Vorzugsweise weist ein Radarmodul mindestens eine Antenne auf. Vorzugsweise können die Antennen eines Radarsensors auch auf zwei oder mehr Radarmodule verteilt sein.
Eine vorteilhafte Weiterbildung ist, dass das Gehäuse ein erstes und ein zweites Gehäuseteil umfasst. Das zweite Gehäuseteil ist Teil der Kameraeinheit. Das zweite Gehäuseteil umhaust zumindest teilweise den Bildsensor. Das erste Gehäuseteil umhaust zumindest ein Radarmodul, insbesondere das erste Radarmodul und das zweite Radarmodul, und insbesondere weitere Radarmodule. Das Gehäuse schützt insbesondere die Radarmodule und die Kameraeinheit vor mechanischen Einflüssen, insbesondere auch vor Wasser, beispielsweise Regenwasser.
Als vorteilhafte Weiterbildung ist anzusehen, dass die Kameraeinheit gegenüber dem ersten Gehäuseteil, insbesondere um 360 Grad, vorzugsweise 240 Grad, beispielsweise 180 Grad, idealerweise 120 Grad, drehbar ausgebildet ist. Vorzugsweise ist die Kameraeinheit um mindestens 60 Grad, vorzugsweise um mindestens 90 Grad, idealerweise um mindestens 120 Grad drehbar ausgebildet. Vorzugsweise kann die Kameraeinheit auf einen definierten Bereich gerichtet werden. Insbesondere ist ein Ausrichten von Vorteil, wenn die Kameravorrichtung neben einer Eingangstür angebracht ist und die Wand, an der die Kameravorrichtung angebracht ist, nicht direkt in Richtung des Bereichs vor der Eingangstür gerichtet ist.
Eine vorteilhafte Weiterbildung ist, dass jedes Radarmodul einen Detektionsbereich aufweist. Sind zwei oder mehr Radarmodule ausgebildet, so überdecken sich die Detektionsbereiche von zumindest zwei Radarmodule. Insbesondere können die Tiefeninformation und Bewegungen besser erfasst werden. Vorzugweise sind die Radarmodule dabei so zueinander ausgerichtet, dass ein möglichst idealer Detektionsbereich erreicht wird. Vorzugsweise können die Detektionsbereiche eines Radarmoduls durch zusätzliche Radarsensoren oder Antennen vergrößert werden.
Als vorteilhafte Weiterbildung ist anzusehen, dass das erste Radarmodul und das zweite Radarmodul jeweils eine Haupterkennungsrichtung aufweisen, und dass die Haupterkennungsrichtungen der Radarmodule einen Horizontalwinkel von 50 bis 90, insbesondere 60 bis 80, vorzugsweise zirka 70 Grad zueinander aufweisen. Insbesondere wird eine optimale Überdeckung der Detektionsbereiche erreicht.
Vorzugsweise weist jeder Radarsensor, insbesondere jede Antenne eines Radarsensors, eine Erkennungsrichtung auf. Alle Erkennungsrichtungen der Antennen eines Radarmoduls korrelieren, und bilden die Haupterkennungsrichtung des Radarmoduls.
Eine vorteilhafte Weiterbildung ist, dass zwischen dem ersten Radarmodul und der Grundebene der Kameravorrichtung, ein erster Vertikalwinkel von 0 bis 20 Grad, insbesondere 5 bis 15 Grad, vorzugsweise 10 Grad ausgebildet ist. Alternativ oder zusätzlich ist zwischen dem zweiten Radarmodul und der Grundebene der Kameravorrichtung, ein zweiter Vertikalwinkel von 0 bis 20 Grad, insbesondere 5 bis 15 Grad, vorzugsweise 10 Grad ausgebildet. Meist wird die Kameravorrichtung in einer leicht erhöhten Position angebracht. Um diese Position zu korrigieren hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, dass ein Vertikalwinkel größer 0 Grad ausgebildet ist.
Als vorteilhafte Weiterbildung ist anzusehen, dass eine Beleuchtungseinheit mit, insbesondere LED, Leuchtmitteln innerhalb des ersten Gehäuseteils ausgebildet ist, und dass das erste Gehäuseteil einen lichtdurchlässigen Teilbereich des ersten Gehäuseteils umfasst. Vorteilhaft kann so der Bereich vor der Kameravorrichtung zusätzlich ausgeleuchtet werden.
Eine vorteilhafte Weiterbildung ist, dass an jedem Radarmodul ein Leuchtmodul ausgebildet ist, wobei das Leuchtmodul zumindest ein, insbesondere LED, Leuchtmittel aufweist. Das Leuchtmodul weist eine Leuchtrichtung auf. Leuchtrichtung des zumindest einen Leuchtmittels ist vorzugsweise parallel zur Haupterkennungsrichtung des Radarmoduls ausgebildet, ohne die Radarmodule zu überdecken. Vorteilhaft kann so die im Bereich der Radarmodule entfallenen Leuchtmittel kompensiert werden.
Eine vorteilhafte Weiterbildung ist, dass die Radarmodule zueinander verschoben, insbesondere parallel zur Längsachse verschoben, sind. Vorteilhaft können so weitere Informationen wie Höheninformationen erfasst werden.
Eine vorteilhafte Weiterbildung ist, dass die Radarmodule der Beleuchtungseinheit vorgelagert sind.
Eine vorteilhafte Weiterbildung ist, dass ein Mikrofon und ein Lautsprecher ausgebildet sind.
Eine vorteilhafte Weiterbildung ist, dass eine Verarbeitungseinheit und ein Kommunikationsmodul ausgebildet ist.
Eine vorteilhafte Weiterbildung ist, dass die Leuchtmittel einzeln, in Gruppen oder gemeinsam in verschiedenen Farben und Helligkeiten angesteuert werden können.
Eine vorteilhafte Weiterbildung ist, dass der zumindest eine Radarsensor bei Erkennung einer Bewegung eine sich im Standby befindliche Verarbeitungseinheit und/oder das Kommunikationsmodul und/oder die Kameraeinheit aufweckt. Im Standby -Modus kann Energie gespart werden, dennoch kann durch das Aufwecken die Kameravorrichtung auf Objekte reagieren.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:

1 eine erfindungsgemäße Kameravorrichtung (perspektivische Darstellung),
2 eine erfindungsgemäße Kameravorrichtung ohne den lichtdurchlässigen Teil des ersten Gehäuseteils (frontale Darstellung),
3 eine beispielhafte Ausrichtung eines ersten und eines zweiten Radarmoduls,
4 eine beispielhafte Ausrichtung eines Radarmoduls,
5 ein erstes und ein zweites Radarmodul,
6 ein erstes und ein zweites Radarmodul mit einem jeweils einem Leuchtmodul,
7 die Detektionsbereiche der Radarmodule und das Sichtfeld der Kameraeinheit, und
8 die Detektionsbereiche der Radarmodule und das Sichtfeld der Kameraeinheit, wobei das Sichtfeld gedreht ist,
9 eine Kameravorrichtung an einer Hauswand vor einer Garage angeordnet.

In 1 ist eine erfindungsgemäße Kameravorrichtung 1 dargestellt. Die Kameravorrichtung 1 umfasst ein Gehäuse 10, welches wiederum einen ersten Gehäuseteil 14 und einen zweiten Gehäuseteil 15 umfasst. Der zweite Gehäuseteil 15 ist Teil einer Kameraeinheit 20. Die Kameraeinheit 20 umfasst den zweiten Gehäuseteil 15.
Der erste Gehäuseteil 14 weist einen im wesentlichen zylinderförmigen Basisteil auf. Der erste Gehäuseteil 14 wird nach oben durch eine Abdeckung 16, insbesondere einen Deckel, abgeschlossen. Nach unten schließt sich an das erste Gehäuseteil 14 die Kameraeinheit 20 und/oder das zweite Gehäuseteil 15 an.
Auf der Rückseite des Gehäuses 10, insbesondere des ersten Gehäuseteils 14 ist eine Befestigungsanordnung 17 ausgebildet. Die Befestigungsanordnung 17 erlaubt es die Kameravorrichtung 1 an einem Gebäude, insbesondere einer Wand, vorzugsweise einer Gebäudewand, oder einer Stütze oder einem Pfosten, zu befestigen. Auch weist die Befestigungsanordnung 17 zumindest einen Kabeldurchlass auf, wodurch ein aus der Wand ragendes Versorgungskabel in das Gehäuse 10 der Kamera einführbar ist. Das eingeführte Kabel kann, elektrisch verbunden mit der Kameravorrichtung 1, diese mit Energie versorgen. Über das eingeführte Kabel erfolgt insbesondere die elektrische Energieversorgung der Kameravorrichtung 1. Alternativ oder zusätzlich kann über das gleiche Kabel oder über ein zusätzliches Kabel eine Datenübertragung und/oder ein Anschluss an die Smart Home Umgebung erfolgen.
Im unteren Bereich des ersten Gehäuseteils 14 ist ein zumindest teilweise umlaufender Ring 12 ausgebildet. Der Ring weist zumindest eine Ausnehmung auf. Beispielhaft weist der Ring 12 gemäß 1 eine Vielzahl an Löchern auf. Im inneren des ersten Gehäuseteils 14, insbesondere umhaust von dem Ring 12, ist insbesondere zumindest ein Mikrofon und/oder zumindest ein Lautsprecher angeordnet. Die Löcher ermöglichen das Hindurchleiten von Schall durch das Gehäuse 10.
Das Mikrofon und/oder der Lautsprecher können zur Aufnahme, Aufzeichnung und/oder Ausgabe von Audioinformationen genutzt werden. Ist ein Mikrofon und ein Lautsprecher vorhanden, so kann insbesondere über die Kameravorrichtung 1 mit einer Person, welche sich in der Nähe der Kameravorrichtung befindet, kommuniziert werden. Insbesondere kann die Kameravorrichtung 1 als Türsprechanlage mit Videofunktion genutzt werden.
Alternativ oder zusätzlich kann das Mikrofon auch zur Aufzeichnung von Geräuschen oder Sprache verwendet werden.
Alternativ oder zusätzlich kann das Mikrofon auch über einen Schall-Schwellwert zum Starten der Videoaufzeichnung, der Aktivierung der Beleuchtung und/oder dem Versenden eines Alarmsignals verwendet werden.
Alternativ oder zusätzlich kann der Lautsprecher auch zur Ausgabe von Signalen insbesondere einem Alarmsignal eingesetzt werden. Die Kameravorrichtung 1 kann beispielsweise Teil eines Einbruchmeldesystems sein.
Der Ring 12 der Kameravorrichtung 1 ist optional.
Die Kameravorrichtung 1 weist eine Kameraeinheit 20 auf. Die Kameraeinheit 20 schließt sich unterhalb des ersten Gehäuseteils 14 an dieses an. Die Kameraeinheit 20 ist, nach der Montage der Kameravorrichtung 1 an einem Gebäude oder einem Bauteil eines Gebäudes, im unteren Teil der Kameravorrichtung 1 ausgebildet. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann die Kameraeinheit 20 jedoch auch oberhalb oder neben dem ersten Gehäuseteil 14 angeordnet sein.
Die Kameraeinheit 20 schließt sich, wenn vorhanden, an den Ring 12 an. Die Kameraeinheit 20 umfasst das zweite Gehäuseteil 15.
Die Kammereinheit 20 weist eine optische Linse 22 auf. Hinter der optischen Linse 22 ist ein Bildsensor 21 angeordnet. Die Linse 22 verdeckt den Bildsensor 21, weshalb dieser in 1 nicht gezeigt ist. Der Bildsensor 21 ist ausgebildet optische Bilder zu erfassen. Das erfasste Bild ist hierbei in Pixel unterteilt. Auch ist der Bildsensor 21 ausgebildet ein Video zu erfassen.
Der Bildsensor 21 dient zur Aufnahme von zwei-dimensionalen Abbildern aus Licht auf elektrischem oder mechanischem Wege. Vorzugsweise ist der Bildsensor 21 halbleiterbasiert ausgebildet. Vorzugsweise erfasst der Bildsensor 21 Bildinformationen zumindest im sichtbaren Bereich. Insbesondere ist der Bildsensor 21 als Siliziums-Sensor, vorzugsweise CCD-, Bayer-, Active Pixel Sensor ausgebildet. Auch kann er als Nanosensor oder Röntgensensor ausgebildet sein.
Der Bildsensor 21 ist als bildgebendes Mittel Aufzeichnung von Bildern und/oder Videos vorgesehen. Der Bildsensor 21 weist ein Sichtfeld auf. Innerhalb des Sichtfelds kann der Bildsensor 21 optische Signale wahrnehmen.
Vorzugsweise beschreibt die Oberfläche des Bildsensors 21 eine Ebene. Senkrecht zu dieser Ebene erstreckt sich die Blickrichtung 150 des Bildsensors 21. Die Blickrichtung 150 des Bildsensors 21 verläuft im Zentrum des Sichtfelds 155 des Bildsensors 21.
Die Kameravorrichtung 1 weist eine Längsachse 105 auf.
Die Kameraeinheit 20 ist an dem ersten Gehäuseteil 14 drehbar angeordnet. Die Kameraeinheit 20 kann gegenüber dem ersten Gehäuseteil 14 händisch gedreht werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist ein Aktor vorgesehen, der das Drehen der Kameraeinheit 20 gegenüber dem ersten Gehäuseteil 14 ermöglicht. Der Aktor weist insbesondere einen Elektromotor, vorzugsweise einen Schrittmotor, auf. Vorzugsweise ist eine Getriebeeinheit zur Übertragung der Drehbewegung vom Aktor zur Kameraeinheit vorgesehen.
Die Kammereinheit 20 kann um eine Drehachse 30 gedreht werden. Insbesondere ist die Kammereinheit 20 vollständig um die Drehachse 30 drehbar. Das bedeutet, dass die Kameraeinheit 20 um 360°, insbesondere 140 Grad, vorzugsweise 120 Grad, idealerweise 90 Grad, um die Drehachse 30 verdreht werden kann. Insbesondere ist die Kameraeinheit 20 um mindestens 300°, vorzugsweise um mindestens 240°, idealerweise um mindestens 90 Grad drehbar. Vorzugsweise kann der zweite Gehäuseteil 15 gegenüber dem ersten Gehäuseteil 14 gedreht werden.
Vorzugsweise zeigt das Sichtfeld 155 und die Blickrichtung 150 der Kameraeinheit 20 im Auslieferungszustand nach vorne.
Die Drehachse 30 ist parallel zur Längsachse 105 der Kameraanaordnung 1. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung sind die Längsachse 105 und die Drehachse 30 identisch.
Optional weist die Kameraeinheit 20 zumindest einen Bewegungssensor 24 auf. Der Bewegungssensor 24 ist insbesondere als Infrarotsensor, vorzugsweise als PID (passive infrared sensor) ausgebildet. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Kamera einen zweiten Bewegungssensor, insbesondere einen Infrarotsensor, vorzugsweise als PID (passive infrared sensor), auf. In 1 und 2 sind vier Bewegungssensoren 24, insbesondere Infrarotsensoren, vorzugsweise PID (passive infrared sensor) ausgebildet. Die vier Bewegungssensoren sind gleichmäßig beabstandet zu der Linse 22 angeordnet. Die Kameravorrichtung kann auch drei, fünf oder mehr Bewegungssensoren umfassen. Die Infrarotsensoren 24 sind neben der Linse 22 angeordnet.
Vorteilhaft kann der Infrarotsensor auch dazu genutzt werden, um das Umgebungslicht zu messen - etwa um die Leuchtmittel zu aktivieren oder die Belichtungszeit des Bildsensors zu verbessern, insbesondere zu optimieren.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die Linse 22 und der Bildsensor 21 zueinander fest, also nicht bewegbar, ausgebildet. Das bedeutet, dass ein relatives Verschieben des Bildsensors 21 gegenüber der Linse 22 oder umgekehrt nicht möglich ist.
Vorzugsweise weist die Kameraeinheit 20 einen Kamerakopf 27 auf. Dieser ist in der beispielhaften Kameravorrichtung 1 gemäß 1 als Rechteck mit zwei Halbkreisen, insbesondere quasi oval ausgebildet. Der Kamerakopf umfasst die Linse 22, den Bildsensor 21 und die optionalen Bewegungssensoren 24. Der Kamerakopf 27 ist insbesondere händisch gegenüber der Kameraeinheit 20 bewegbar. Insbesondere erlaubt das Bewegen ein Ausrichten der Blickrichtung 10, bzw. des Sichtfelds 155 des Bildsensors 21.
Insbesondere ist zwischen der Blickrichtung 150 des Bildsensors 21 und der Längsachse 105 ein Winkel ausgebildet. Dieser Winkel kann variiert werden.. Vorzugweise kann der Kamerakopf 27 bewegt werden. Die Bewegung des Kamerakopfs 27 hat zur Folge, dass die Linse 22 und der Bildsensor 21 bewegt werden. Die Bewegung des Kamerakopfs 27 hat zur Folge, dass die Blickrichtung 150 des Bildsensor 21 verändert wird. Der Winkel zwischen Blickrichtung 150 und Längsachse 105 kann 0-60 Grad, vorzugsweise 10-50 Grad, verschwenkt werden.
In 2 ist die Kameravorrichtung 1 ohne den lichtdurchlässigen Bereich des ersten Gehäuseteils 14 dargestellt.
Die Kameravorrichtung 1 weist eine Beleuchtungseinheit 40 auf. Die Beleuchtungseinheit 40 weist insbesondere Leuchtmittel 42 auf. Die Leuchtmittel 42 sind insbesondere als LED-Leuchtmittel ausgebildet.
In 2 weist die Beleuchtungseinheit 40 vier Reihen mit LED-Leuchtmittel 42 auf. Die Reihen mit den LED-Leuchtmitteln 42 sind jeweils parallel zueinander angeordnet. Die Reihen erstrecken sich von unten nach oben bzw. von oben nach unten. Die Reihen erstrecken sich parallel zur Längsachse 105 der Kameravorrichtung 1.
Insbesondere weisen die beiden äußeren Reihen bespielhaft jeweils 20 Leuchtmittel 42 auf. Die beiden mittleren Reihen werden von einem ersten Radarmodul 50a und einem zweiten Radarmodul 50b unterbrochen.
Die Radarmodule 50a und 50b ragen gegenüber der Beleuchtungseinheit 40 heraus.
Die Radarmodule 50a, 50b weisen jeweils zumindest eine Antenne auf. Beispielhaft weisen das erste Radarmodul 50a und das zweite Radarmodul 50b jeweils einen Radarsensor 52 auf. Das erste Radarmodul 50a weist einen ersten Radarsensor 52a auf. Das zweite Radarmodul 50b weist einen zweiten Radarsensor 52b auf.
Vorzugsweise können die Radarmodule 50 auch mehr als einen Radarsensor 52 aufweisen. Vorzugsweise können die Radarmodule 50 eine oder mehrere Antennen eines Radarsensors aufweisen. Insbesondere sind die Antennen eines Radarsensors auf zwei oder mehr Radarmodule verteilt.
Die Kameravorrichtung 1 ist nicht auf zwei Radarmodule50a, 50b beschränkt. Vorzugsweise können mehr als zwei Radarmodule vorgesehen sein.
Die Radarmodule umfassen insbesondere einen Träger, der beispielsweise die Antennen trägt. Insbesondere sind die Antennen an dem Träger angeordnet oder ausgebildet. Vorzugsweise ist der Träger als Platine oder Leiterplatte ausgebildet.
In 5 sind zwei Radarmodule 50a, 50b aus 2 vergrößert dargestellt. Die Radarmodule 50a, 50b weisen jeweils beispielhaft fünf Antennen 54 auf. Beispielhaft weist jedes Radarmodul 50a, 50b jeweils ein Radarsensor 52a, 52b mit jeweils fünf Antennen 54a, 54b auf.
Radar steht für Radio Detektion and Ranging. Das Radarverfahren dient zur Erkennung und Ortung von Objekten, insbesondere Personen und/oder Tiere und/oder Gegenstände.
Es kann mittels dem Radarsensor 52 oder den Radarsensoren 52a, 52b der Abstand und/oder Winkel und/oder die Bewegungsrichtung und/oder die Geschwindigkeit eines Objekts, insbesondere einer Person, eines Tiers und/oder eines Gegenstands relativ zu der Kameravorrichtung 1 bestimmt werden.
Der oder die Radarsensoren 52a, 52b arbeiten hierbei auf Basis elektromagnetischer Wellen im Radiofrequenzbereich. Der Radarsensor 52a, 52b sendet ein sogenanntes Primärsignal als gebündelte elektromagnetische Welle aus. Diese Welle wird von Objekten reflektiert. Das von Objekten reflektierte Echo wird als Sekundärsignal empfangen. Das Sekundärsignal wird ausgewertet. Insbesondere kann anhand der Laufzeit der Abstand des Objekts und damit eine Tiefinformation ermittelt werden.
Bei Objekten handelt es sich insbesondere um Personen, Tiere und/oder Gegenstände. Insbesondere können so Objekte geortet werden.
Unter dem „Orten“ wird insbesondere das Bestimmen der Entfernung und des Winkels des Objekts zur Kameravorrichtung 1 verstanden.
Mittels der von einem Objekt reflektierte Wellen kann der Winkel bzw. die Richtung zu einem Objekt bestimmt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Entfernung zu dem Objekt bestimmt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Relativbewegung zwischen der Kameravorrichtung 1 und dem Objekt bestimmt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Wegstrecke und/oder die Geschwindigkeit mit dem sich das Objekt bewegt, bestimmt werden. Alternativ oder zusätzlich können die Konturen und/oder Größe und/oder Volumen eines Objekts bestimmt werden.
Der Radarsensor 52a, 52b weist zumindest eine Antenne 54a, 54b auf, welche zum Senden des Primärsignals und Empfangen des Sekundärsignals vorgesehen ist. In 5 und 6 weist jedes Radarmodul einen Radarsensor 52a, 52b auf.
Beispielhaft weist jeder Radarsensor fünf Antennen 54a, 54b auf. Es ist jedoch auch denkbar, dass lediglich ein Radarsensor ausgebildet ist, und dass dem Radarsensor eine oder mehrere, insbesondere fünf, Antennen auf dem ersten Radarmodul 50a und eine oder mehrere, insbesondere fünf, Antennen auf dem zweiten Radarmodul 50b zugeordnet sind.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung weist ein Radarmodul mehrere Radarsensoren 52a, 52b auf, wobei jeder Radarsensor zumindest eine Antenne aufweist.
In 2 weisen die Radarsensoren 52a, 52b jeweils fünf Antennen 54a, 54b auf. Es ist aber auch möglich, dass ein Radarsensor 52, zwei, drei, vier, sechs, sieben, acht, neun, zehn oder mehr Antennen 54 aufweist.
Die Antennen 54a, 54b sind Teil des Radarmoduls 50a, 50b.
Vorzugsweise weist der Radarsensor einen Radarsender auf. Der Radarsender umfasst insbesondere einen Impuls-Oszillator oder einen Power Amplifier Transmitter. Vorzugsweise umfasst der Radarsender mehrere Sendestufen.
Der Radarsender erzeugt zusammen mit einer oder mehreren Antennen des Radarsensors das Primärsignal.
Vorteilhaft umfasst der Radarsensor einen Radarempfänger. Der Radarempfänger nutzt insbesondere die Antenne oder die Antennen des Radarsensors, welche auch der Radarsender nutzt. Mittels Zirkulatoren, Richtkopplern und Nulloden wird der Radarempfänger vor dem Sendeimpuls, welcher zum Primärsignal führt, geschützt. Vorzugsweise ist der Radarempfänger mit Halbleitern und in Streifenleitertechnik aufgebaut. Vorzugsweise ist der Radarempfänger als integrierter Schaltkreis ausgebildet.
Vorzugsweise umfasst der Radarsensor neben dem Radarsender und dem Radarempfänger einen Verstärker und/oder eine ADU/DAU und/oder einen Mikroprozessor.
Vorzugsweise sind der Radarsender, Radarempfänger an dem Radarmodul angeordnet.
Vorzugsweise sind der Radarsender und/oder der Radarempfänger in einem Baustein, insbesondere integrierten Schaltkreis, vorzugsweise einem CMOS-Chip integriert und/oder ausgebildet. Gemäß einer Weiterbildung ist zusätzlich oder alternativ ein Verstärker integriert. Gemäß einer Weiterbildung ist zusätzlich oder alternativ ein ADU/DAU integriert. Gemäß einer Weiterbildung ist zusätzlich oder alternativ ein Mikroprozessor integriert. Der integrierte Schaltkreis ist insbesondere an einem Radarmodul angeordnet.
Vorzugsweise arbeiten zumindest zwei der Radarsensoren synchron und kohärent.
Vorzugsweise weist ein Radarsensor oder die Verarbeitungseinheit einen Signalprozessor auf. Vorzugsweise ist der Signalprozessor in den integrierten Schaltkreis integriert. Der Signalprozessor ist insbesondere als der integrierte Mikroprozessor ausgeführt.
Vorzugsweise arbeitet der Radarsensor in einem Bereich von 76 bis 81 GHz, insbesondere 77 GHz.
In 7 und 8 sind die Haupterkennungsrichtungen 120 und die Detektionsbereiche 126 der Radarmodule 50a, 50b vereinfacht dargestellt. Die Haupterkennungsrichtung 120a,120b und der Detektionsbereich 126a, 126b der Radarmodule 50a, 50b ist abhängig von dem oder den Radarsensoren 52a, 52b oder den Antennen 54a, 54b, die ein Radarmodul 50a, 50b aufweist.
Die Haupterkennungsrichtung 120 eines Radarmoduls 50a, 50b setzt sich aus einzelnen Erkennungsrichtungen einzelner Radarsensoren 52a, 52b und/oder Antennen 54 zusammen. Vorzugsweise ergibt sich für jede Antenne eine Erkennungsrichtung.
Sind alle Antennen eines Radarsensor auf einem Radarmodul angeordnet, bilden die Erkennungsrichtungen der Antennen in der Zusammenschau die Erkennungsrichtung des Radarsensors. Die Erkennungsrichtung der Radarsensoren bilden in der Zusammenschau die Haupterkennungsrichtung 120 des Radarmoduls. Die Erkennungsrichtung einer Antenne erstreckt sich senkrecht zu der Oberfläche der Antenne.
Sind dagegen die Antennen eines Radarsensor auf zwei oder mehrere Radarmodule verteilt, so bildet in der Zusammenschau die Erkennungsrichtungen der Antennen eines Radarmoduls die Haupterkennungsrichtung 120 des Radarmoduls.
Vorzugsweise ist der Radarsensor als Impulsradar ausgebildet.
Die elektromagnetischen Wellen werden mittels der Antennen des Radarsensors ausgesendet. Der Radarsensor sichert durch ein Antennen-Array, also mehrere Antennen die erforderliche Verteilung der Sendeleistung im Raum. Die Antenne wird vorzugsweise im Zeitmultiplexbetrieb verwendet. Während der Empfangszeit empfängt sie dann die reflektierte Energie, insbesondere das Sekundärsignal. Während der Sendezeit sendet sie das Primärsignal.
Vorzugsweise bündelt das Antennen-Array sehr stark, damit ein gutes laterales und vertikales Auflösungsvermögen erreicht wird.
Das Entfernungs-Auflösungsvermögen wird durch die Impulsdauer bestimmt.
Die Raumabtastung erfolgt durch die beiden zueinander versetzen Radarmodule 50a, 50b.
Vorzugsweise sind die Antennen eines Radarsensors passives Phased-Array-Antenne.
Die Radarmodule können auch als Dauerstrichradar (CW-Radar) ausgebildet sein.
Eine Verarbeitungseinheit, die insbesondere als Mikroprozessor oder Mikrokontroller ausgebildet ist, verarbeitet das Sekundärsignal und ermittelt hieraus zusammen mit dem Primärsignal den Abstand, Winkel, Geschwindigkeit usw. von Objekten. Vorzugsweise werden die Primär- und Sekundärsignale des zweiten und/oder weiteren Radarsensoren ebenfalls verwendet.
In 6 ist eine vorteilhafte Weiterbildung dargestellt. Gemäß dieser ist jedem Radarmodul 50a, 50b zumindest ein Leuchtmodul 56 mit zumindest einem Leuchtmittel, insbesondere einem LED-Leuchtmittel, zugeordnet. Vorzugsweise weist jedes Radarmodul 50a, 50b ein zusätzliches Leuchtmodul 56 auf. Diese Leuchtmodule ermöglichen die Kompensation der fehlenden Leuchtmittel im Bereich der Radarmodule 50a, 50b.
Das Leuchtmodul 56 umfasst eine Leiterplatte, die wiederum zumindest ein Leuchtmittel trägt. Auf der Leiterplatte ist gemäß 6 beispielhaft eine Reihe von Leuchtmitteln 58 angeordnet. Beispielhaft sind gemäß 6 sechs Leuchtmittel 58 je Leuchtmodul 56 angeordnet. Das Leuchtmodul 56 wird insbesondere mittels einer Schraube 57 befestigt. Alternativ kann das Leuchtmodul auch geklebt, gesteckt, geklipst, gerastet, geschweißt oder gelötet werden.
Die Leuchtmittel 58 des Leuchtmoduls 56 weisen eine Leuchtrichtung auf, die sich insbesondere senkrecht zu Oberfläche des Leuchtmittels 58 erstreckt. Die Leuchtrichtungen sind insbesondere parallel zueinander ausgebildet.
Die Leuchtrichtung der Leuchtmittel der Leuchtmodule 56 weicht von der Leuchtrichtung der Leuchtmittel 42 der Beleuchtungseinheit 40 ab. Die Leuchtrichtung ist insbesondere parallel zur Haupterkennungsrichtung 120 der Radarmodule 50a bzw. 50b.
Die Radarmodule 50a, 50b sind an einem Modulhalter 16 ausgebildet, insbesondere befestigt. Die Basisform des Modulhalters 16 entspricht einem Prisma.
Der Modulhalter 16 umfasst mindestens drei Mantelflächen, die eine rechteckige Grundform aufweisen. Eine Mantelfläche ist der Beleuchtungseinheit 40 zugerichtet, insbesondere liegt der Modulhalter 16 über dieser Mantelfläche die Beleuchtungseinheit 40. Zwei weitere Mantelflächen zeigen von der Beleuchtungseinheit 40 weg. An jeder der beiden Mantelflächen, die von dem Gehäuse weg zeigen, ist ein Radarmodul 50a, 50b angeordnet.
Vorzugsweise umfasst der Modulhalter 16 eine dreieckförmige Fläche, die in Richtung der Kameraeinheit 20 zeigt. Der dreieckförmigen Fläche gegenüberliegend ist ein Vieleck ausgebildet. Die genaue Form des Vielecks ist derart gewählt, dass die Radarmodul 50a, 50b dem gewünschten Winkel angeordnet sind.
Die Kameravorrichtung 1 weist eine Grundebene 110 auf. Die Beleuchtungseinheit 40 beschreibt die Grundebene 110 der Kameravorrichtung 1. Die Grundebene 110 erstreckt sich von oben nach unten und umgekehrt. Die Längsachse 30 der Kamera verläuft parallel zur Grundebene 110. Die Grundebene 110 ist parallel zur Oberfläche einer Wand, an der die Kamera montiert wird. Die Grundebene 110 zerteilt die Kameravorrichtung 1 in einen hinteren Teil und einen vorderen Teil. In dem hinteren Teil ist die Verarbeitungseinheit angeordnet. In dem vorderen Teil sind die Radarmodule 50a, 50b angeordnet.
Die Oberfläche der der Antennen 54a, 54b beschreibt jeweils eine Radarantennenebene 53. Vorzugsweise weist jeder Antenne eine Erkennungsrichtung auf. Die Erkennungsrichtung 118 verläuft senkrecht zur Oberfläche der Antennen, insbesondere der Radarantennenebene 53.
Aus den einzelnen Erkennungsrichtungen 118 der Antennen, die auf einem Radarmodul angebracht sind, ergibt sich die Haupterkennungsrichtung 120a, 120b eines Radarmoduls 50a, 50b.
Sind mehrere Radarsensoren auf einem Radarmodul angebracht. Ergibt sich aus den Erkennungsrichtungen 118 der Antennen eines Radarsensors die Erkennungsrichtung des Radarsensors. Aus den Erkennungsrichtungen der Radarsensoren ergibt sich die Haupterkennungsrichtung 120 des Radarmoduls 50.
Die Erkennungsrichtung 118 der Antennen und/oder der Radarsensoren eines Radarmoduls 50a, 50b miteinander korreliert bildet die Haupterkennungsrichtung 120 des Radarmoduls 50a, 50b. Weist ein Radarmodul nur ein Radarsensor auf, so entspricht die Erkennungsrichtung des Radarsensors der Haupterkennungsrichtung 120 des Radarmoduls 50.
Vorzugsweise entspricht die Haupterkennungsrichtung 120 eines Radarmoduls den miteinander korrelierten Erkennungsrichtungen 118 der Antennen des Radarmoduls. Die Erkennungsrichtung 118 einer Antenne verläuft senkrecht zur Oberfläche der Antenne.
Zumindest ein Radarmodul 50a, 50b ist in Bezug auf die Grundebene 110 winklig angeordnet.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung sind die Winkel zwischen den Radarmodulen, insbesondere dessen Oberfläche und der Grundebene 110 zwischen den einzelnen Radarmodulen 50a, 50b verschieden. Insbesondere sind die Radarmodule 50a, 50b bezüglich Winkel zu der Grundebene 110 und Ausrichtung bezüglich der Längsachse 105 verschieden.
In 3 sind die Radarmodule 50a, 50b dargestellt. Zur Vereinfachung der Ansicht sind lediglich die beiden Radarmodule 50a, 50b in einer Schnittebene, die senkrecht zur Längsachse 105 verläuft dargestellt.
Die Radarmodule 50a, 50b und/oder die Radarsensoren 52a, 52b sind winklig zur Grundebene 110 angeordnet. Zumindest eine Radarsensorebene 53 schließt mit der Grundebene 110 einen ersten Winkel 122a, 122b von insbesondere 15 bis 80 Grad, vorzugsweise 40 bis 70 Grad, idealerweise 50 bis 60 Grad, beispielsweise 55 Grad ein.
Die Haupterkennungsrichtungen 120a, 120b sind zueinander winklig ausgebildet. Insbesondere weisen die Haupterkennungsrichtung 120a, 120b der Radarmodule einen dritten Winkel 124 von insbesondere 50 bis 85 Grad, vorzugsweise 60 bis 80 Grad, idealweise 70 Grad auf. Durch den dritten Winkel 124 ergibt sich eine Überdeckung der Detektionsbereiche der Radarsensoren 52a, 52b.
Vorzugsweise liegt der dritte Winkel 124 in einer Ebene, die senkrecht zur Längsachse 105 verläuft. Insbesondere beschreibt die Ebene eine waagrechte Ebene, insbesondere horizontale Ebene, wenn die Kameravorrichtung 1 an einer Wand montiert ist.
Vorzugsweise wird der dritte Winkel 124 auch als Horizontalwinkel 124 bezeichnet.
Vorzugsweise bilden die Haupterkennungsrichtungen 120a, 120b der Radarmodule keinen Schnittpunkt.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist zwischen den Radarmodulen 50a, 50b eine Teilungsebene 130 ausgebildet. Gemäß 3 weist die Teilungsebene 130 den gleichen Abstand zu dem ersten und dem zweiten Radarmodul 50a, 50b auf. Die Teilungsebene 50a, 50b, beschreibt eine Ebene, die parallel zu Längsachse 105 und senkrecht zu Grundebene 110 ausgebildet ist. Vorzugsweise verläuft die Teilungsebene 130 durch die Drehachse 30.
Gemäß einer Weiterbildung ist der Abstand der Radarmodule 50a und 50b zu der Teilungsebene 130 jeweils unterschiedlich. Es ergeben sich hierdurch Vorteile bei der Objekterfassung.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung unterscheiden sich die ersten Winkel 122a des ersten Radarmoduls 50a und der erste Winkel 122b des zweiten Radarmoduls 50b zueinander. Es kann so auf örtliche Begebenheiten eingegangen werden.
In 4 ist ein Schnittansicht durch das Radarmodul 50 dargestellt. Die Radarsensorebene 53 ist winklig zu dem Grundebene 110 ausgebildet.
Vorzugsweise schließt die zumindest eine Antennensensorebene 53 mit der Grundebene 110 einen vierten Winkel 134 von insbesondere 2 bis 40 Grad, vorzugsweise 5 bis 25 Grad, idealerweise 7 bis 15 Grad, beispielsweise 10 Grad auf.
Vorzugsweise wird der vierte Winkel 134 auch als Vertikalwinkel 134 bezeichnet. Der Vertikalwinkel verläuft in der Ebene, die parallel zu einer Ebene ist, die senkrecht zur Grundebene 110 und parallel zur Längsachse 105 verläuft.
Für jedes Radarmodul 50a, 50b ist ein Vertikalwinkel 134a, 134b ausgebildet. Vorzugsweise sind der erste Vertikalwinkel 134a und der zweite Vertikalwinkel 134b gleich.
Vorzugsweise ist die Haupterkennungsrichtung 120 eines Radarmoduls 50, in einem an der Wand montierten Zustand der Kameravorrichtung 1 nach unten gerichtet. Der vierte Winkel 134 oder der Vertikalwinkel 134 definiert, wie stark das Radarmodul 50a, 50b nach unten gerichtet ist. In 4 beträgt der vierte Winkel 134 beispielhaft 10 Grad.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann der Horizontalwinkel und/oder die ersten Winkel und/oder der Vertikalwinkel eines oder mehrere Radarmodule verändert werden. Insbesondere sind die Radarmodule hierzu bewegbar angeordnet. Vorzugsweise sind können die Radarmodule händisch bewegt werden. Vorzugsweise erfolgt nach dem Bewegen ein Kalibrieren des oder der Radarsensoren.
Vorzugsweise weist die Kameravorrichtung 1 zumindest eine Verarbeitungseinheit auf. In der Verarbeitungseinheit laufen alle Informationen und Sensorsignale zusammen. Insbesondere laufen in der Verarbeitungseinheit die Informationen des oder der Radarsensoren 52a, 52b, der Kameraeinheit 20 sowie des Mikrofons und/oder des Lautsprechers und/oder des Kommunikationsmoduls zusammen.
Die Verarbeitungseinheit dient der Verarbeitung aller Informationen, die die Kameravorrichtung 1 erfasst. Weiterhin dient die Verarbeitungseinheit dem Vorbereiten von Kommunikationssignalen, die es erlauben Informationen an andere Geräte insbesondere Smart-Home-Geräte und oder Smartphones und/oder andere Bedienelemente und/oder Anzeigenelemente weiterzuleiten.
Die Kommunikation selbst läuft hierbei über ein Kommunikationsmodul ab. Die Kommunikation läuft drahtgebunden, insbesondere mittels eines Bussystems, Modbus, Powerline, M-Bus, Ethernet, EIB, CAN, KNX, EMS, OpenTherm oder drahtlos, vorzugsweise Bluetooth, NFC, RFID, ANT+, Dash7, GPRS, EDGE, UMTS, 5G, LTE, WIMAX, Zigbee, Thread, Matter, Z-Wave, 868 MHz oder WIFI ab.
Die Radarsensoren 52a, 52b dienen der Erfassung von Objekten. Gleichzeitig werden diese Objekte auch mittels des Bildsensors 21 der Kammereinheit 20 erfasst.
Vorteilhaft erweitert der Radarsensor die 2D Bildererfassung um eine Tiefeninformation. Die Kameravorrichtung ermöglicht eine 3D Erfassung von Objekten.
Die Verarbeitungseinheit ist ausgebildet, die von dem Bildsensor 21 bereitgestellten Informationen miteinander zu korrelieren. Das Korrelieren erfolgt hierbei im Anschluss an eine Kalibrierungsphase. Während der Kalibrierungsphase werden die durch das Bildsensor 21 erkannten Bewegungen, insbesondere der Bewegungen der Pixel, und die Veränderungen des erfassten Kamerabilds, insbesondere der sich verändernden Pixel, miteinander abgeglichen und mit der Information der Radarsensoren fusioniert.
Alternativ oder zusätzlich kann die Tiefeninformation des Radarsensors 52a, 52b mit Pixelbereichen des Bildsensors 21 fusioniert werden, um daraus eine farbige 3D „Punktwolke“ zu erzeugen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann dem Benutzer mitgeteilt werden, wie die Kameraeinheit 20 aktuell ausgerichtet ist. Dies ist möglich, da ein Verdrehen der Kameraeinheit 20 gegenüber dem ersten Gehäuseteil 14 auch ein Verdrehen der erfassten Detektionsbereiche zu den mittels dem Bildsensorerfassten Sichtfeld 155 zur Folge hat. Insbesondere kann so mitgeteilt werden, dass das Sichtfeld 155 der Kameraeinheit 20 sich mit dem Detektionsbereich 126 der Radarmodule 50a, 50b nur teilweise oder gar nicht überdeckt. Auch kann ermittelt werden, wie stark er sich überdeckt. Insbesondere kann diese dadurch erkannt werden, dass verglichen wird, in welchem Bereich eine Bewegung eines Objekts von den Radarsensoren 52a, 52b und dem Bildsensor 21 erfasst wird.
Vorzugsweise sind die Detektionsbereiche 126a, 126b der beiden Radarmodule 50a, 50b zusammen größer als das Sichtfeld 155 der Kameraeinheit 21.
In 7 sind die Detektionsbereiche 126a, 126b der Radarmodule 50a, 50b und das Sichtfeld 23 des Bildsensors 21 dargestellt. Hier ist zu entnehmen, wie sich die Detektionsbereiche 126a, 126b der Radarmodule 50a, 50b überdecken. Auch ist zu entnehmen, wie das Sichtfeld 155 des Bildsensors 21 lediglich einen Teil der Detektionsbereiche 126a, 126b überschneidet.
In 8 ist das Sichtfeld 155 des Bildsensors 21 gedreht dargestellt. Es ist hier zu entnehmen, dass Bewegungen und/oder Bildirnformationen, welche von dem Bildsensor 21 erfasst werden, ebenfalls von dem Radarmodul 50a erfasst werden.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Kameravorrichtung 1 ist, dass sie eine verbesserte Identifikation von Objekten erlaubt. Die verbesserte Identifikation eines Objekts wird dadurch erreicht, dass nicht nur die Bildinformation der Kameraeinheit 20, sondern auch die Information des oder der Radarsensoren 50a, 50b ausgewertet werden.
Durch die Kombination der Informationen des Radarsensors 52a, 52b und des optischem Bildsensor 21 kann ein vollautomatisches Öffnen von Toren ermöglicht werden.
Die Radarsensoren 52a, 52b erkennen die Bewegung eines Objekts, insbesondere eines zufahrenden Fahrzeugs. Wenn das Objekt gemäß 9 einen zweiten Referenzpunkt 72 überschritten hat, wird das Fahrzeug durch die Kamera identifiziert (Nummernschild und weitere Merkmale wie insbesondere Typ, Farbe). Der Radarsensor 52a, 52b verifiziert die geometrischen Abmessungen als weiteres Sicherheitsmerkmal. Wenn alle Merkmale mit einem berechtigten Fahrzeug übereinstimmen und das Objekt den ersten Referenzpunkt 70 überfährt, wird ein Signal zum Öffnen des Tores 74 übermittelt.
Zusätzlich oder alternativ erkennt der Radarsensor 52a, 52b das sich vor dem ersten Referenzpunkt 70 keine Objekte befinden oder in diesen Bereich hineinbewegen.
Der erste Referenzpunkt 70 und der zweite Referenzpunkt 72 werden durch den Radarsensor 52a, 52b gemessen. Die Referenzpunkte können an die örtlichen Gegebenheiten angepasst werden. Eine Installation von Lichtschranken ist nicht mehr erforderlich. Im Gegensatz zu Lichtschranken, die nur eine punktuelle Überwachung ermöglichen, wird mit Hilfe der erfindungsgemäßen Kameravorrichtung 1 zusätzlich eine räumliche Überwachung, Bewegung und Erfassung geometrischer Daten ermöglicht.
Eine gleiche Funktion kann auch für Außenbeleuchtungen und/oder elektrische Haustüren umgesetzt werden.
Ferner können Bereiche, insbesondere örtliche Bereiche, definiert werden. Das Definieren wird möglich durch das oder die Radarsensor 52a, 52b Abstände und Positionen von Objekten zu erfassen. Über die Kameraeinheit 20 können die Objekte in den Bereichen optisch erfasst und überwacht werden. Auch können Objekte in diesen Bewegungsbereiche erfasst werden. Verlässt oder betritt ein Objekt einen Bewegungsbereich, so kann diese zu einer Prüfung der Befugnis des Objekts führen - etwa in Form einer Videoaufzeichnung und/oder Objekterkennung und/oder Personen-/Gesichtsidentifikation.
Weist beispielsweise das Objekt keine Befugnis auf den Bewegungsbereich zu betreten oder zu verlassen, wird eine Mitteilung, insbesondere Alarm, ausgelöst. Vorzugsweise kann die Mitteilung, insbesondere der Alarm, derart ausgelöst werden, dass das Objekt, insbesondere die Person mittels des Lautsprechers verbal angesprochen wird und/oder akustisch eine Warnung signalisiert wird und/oder ein visuelles Signal über die Beleuchtung gegeben wird. Insbesondere können Blumenbeete Bereiche darstellen, welche nicht betreten werden sollen. Vorteilhaft können so Personen in Bereichen angesprochen werden.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die Kameravorrichtung 1 im Eingangsbereich eines Gebäudes angebracht. Das Sichtfeld 155 der Kameraeinheit 20 und der Detektionsbereich 126 eines Radarmoduls oder die Detektionsbereich 126a, 126b der Radarmodule 52a, 52b sind auf den Eingangsbereich gerichtet.
Vorzugsweise kann die Türklingel automatisch ausgelöst werden, wenn sich eine Person auf die Haustüre zu bewegt. Ist die Türklingel Teil des Smart-Home-System, dem auch die Kameravorrichtung 1 angehört, so ist das Auslösen zusätzlich vereinfacht. Insbesondere kann in Kombination der Türklingel gemeinsam mit dem Kamerabild direkt validiert werden wer sich auf die Tür zubewegt. Abhängig von der Validierung kann die Tür automatisch geöffnet werden.
Vorzugsweise kann die Eingangstüre automatisch geöffnet werden, wenn erkannt wird, dass sich ein definiertes Objekt, insbesondere eine definierte Person auf die Eingangstüre zubewegt oder sich vor der Haustüre befindet. Der Aufbau kann hierbei identisch wie zu 9 bereits beschrieben erfolgen. Lediglich das Tor ist als Eingangstüre ausgebildet.
Alternativ oder zusätzlich kann beim Erkennen eines Objekts, welches jedoch nicht identifiziert wird, eine Mitteilung an den Benutzer gesendet werden.
Vorzugsweise werden die Mitteilung an den Benutzer mittels dem Kommunikationsmodul gesendet. Insbesondere werden die Mitteilungen als Nachricht gesendet und/oder auf einem mobilen Gerät des Benutzers angezeigt. Auch können die Mitteilungen mittels des Kommunikationsmittels an ein Smart Home Gerät gesendet werden.
Wird zumindest erkannt, dass es sich bei dem Objekt um ein Paket handelt, so wird dies ebenfalls dem Benutzer kommuniziert, insbesondere mitgeteilt. Ein Paket kann dadurch erkannt werden, dass es meist eine rechteckige Grundform aufweist. Diese Grundform kann mithilfe des Radarsensors und dessen Tiefeninformation zusammen mit dem Kamerabild fusioniert werden, um eine zuverlässigere Paket-Erkennung umzusetzen.
Eine Paket-Erinnerung, insbesondere als Mitteilung, wird insbesondere alle x Minuten ausgelöst, bis das Paket entfernt wurde. Optional kann ein individueller Klingelton bei Paketerinnerung ausgelöst werden.
Die Objekterkennung kann auch auf Haustiere angewendet werden. Sitzt die Katze vor der Tür und möchte rein, kann analog die gleiche Erinnerungsfunktion von der Haustürklingel ausgelöst werden. Auch hier kann das Radarmodulgemeinsam mit dem Bildsensor die Objekterkennung verbessern.
Auch kann erkannt werden, dass sich eine Person in einem definierten Bereich, insbesondere dem Eingangsbereich, aufhält, welche den Klingelknopf nicht betätigt. Insbesondere kann nach dieser Erkennung ein Timer ablaufen. Ist der Timer abgelaufen, so wird eine Mitteilung an den Benutzer gesendet. Wird erkannt, dass die Person vor Ablauf des Timers den Eingangsbereich verlassen hat, wird keine Mitteilung gesendet.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung wird beim Erkennen von unbefugten Personen ein Videostream und/oder eine Bildaufzeichnung und/oder eine Videoaufzeichnung an den Benutzer oder eine Sicherheitseinrichtung, insbesondere die Polizei gesendet. Der Videostream und/oder die Bildaufzeichnung und/oder die Videoaufzeichnung werde mittels dem Kommunikationsmodul versendet.
Bei einer vorteilhaften Ausbildung werden bestimmte kleine Bereiche definiert. Werden diese Bereiche betreten oder wird ein Objekt in diesen Bereichen eingeführt oder abgelegt, so wird eine Mitteilung erzeugt. Diese Kleinstbereiche können beispielsweise in dem Briefkasten oder die Türklingel sein. Es kann beispielsweis ein Teppich vor die Haustür gelegt werden auf dem steht: „Just Stand here to ring“
Ferner kann die Kameravorrichtung 1 ein Assistent, insbesondere einen Eingangstürassistent, umfassen. Wird ein Objekt, insbesondere eine Person erkannt, so können automatisierte Abläufe ausgeführt werden. Beispiele hierfür sind das Abspielen von Nachrichten bei einer Personenerkennung. Oder bei Abwesenheitsassistent und einem erkannten Postboten oder Paketboten, der sich auf die Türe zubewegt, wird eine Nachricht ausgegeben. Vorzugsweise enthält die Nachricht als Information einen Ablageort für das Paket oder den Brief.
Ferner erlaubt die Kameravorrichtung 1 die Erkennung von Niederschlag und/oder Schneefall und/oder Nebel. Insbesondere ist hierbei das Rauschen des Radarsensors erhöht und damit detektierbar. Diese Information kann genutzt werden, um etwa die Außenbeleuchtung anzupassen. Vorzugsweise wird die Farbe der Außenbeleuchtung auf gelb gestellt bei Nebel, um Kontrast zu erhöhen.
Alternativ oder zusätzlich kann die Personenerkennung verbessert werden. Die Verbesserung ist möglich durch die Gangarterkennung. Die Gangart kann mittels dem Radarsensoren und dem daraus ermittelten Abstand einzelner Körperteile und der Bildinformation ermittelt werden.
Anhand von hinterlegten Gangartprofilen kann eine Person identifiziert werden. Abhängig von der identifizierten Person kann eine Reaktion ausgelöst werden. Die Kombination von Informationen, insbesondere Signale, des oder der Radarsensoren 52a, 52b und des Bildsensors 21 erhöht die Erkennungsrate. Die fehlende Tiefeninformation im Kamerabild kann durch den Radarsensor 52a, 52b erfasst und ergänzt werden. Die Gangart kann anhand der Bildinformation von dem Bildsensor und der Tiefeninformation ermittelt werden. Die Gangart für eine definierte Person erfasst und hinterlegt werden. Bewegt sich eine Person im Detektionsbereich der Radarmodule wird deren Gangart erfasst. Die erfasste Gangart wird mit den hinterlegten Gangarten verglichen. Bei einer Übereinstimmung wird eine für die Person hinterlegte Funktion ausgelöst.
Zusätzlich oder alternativ erfolgt mit der Bildinformation des Bildsensors eine Personenerkennung. Werden beide Verfahren vereint, kann die Genauigkeit der Erkennung und damit die Sicherheit erhöht werden.
Vorzugsweise kann die Position eines Objekts, insbesondere einer Person erkannt werden. Bei einer Person stellen die Füße den untersten Punkt der räumlichen Ausdehnung dar. Der Kopf stellt den oberen Punkt der räumlichen Ausdehnung dar. Anhand dieser Information kann auf die Position de Objekt geschlossen werden. Über den Radarsensor ist die Entfernung zu diesem Objekt bekannt.
Das Kamerabild und die Informationen des Radarsensors werden in Beziehung gesetzt. Die Kameravorrichtung 1 erhält die Position des Objekts relativ zum Kameravorrichtung 1. Dies kann innerhalb einer Kalibrierungsphase oder auch während des Betriebs erfolgen.
Über das untere räumliche Ende des Objekts kombiniert mit der Tiefeninformation des oder der Radarsensor 52a, 52b können Informationen über die örtliche Position des Bodens/des Untergrunds gesammelt werden, so dass es möglich ist, eine die räumliche Beschaffenheit der Umgebung zu erfassen.
Als Ergebnis dieser Ortsinformationen können z.B. Distanzlinie in einem Bild des Bildsensors auf einem Ausgabemittel angezeigt werden. Die Distanzlinien werden zur Illustration der Entfernung von Bodenpunkten der Umgebung des kombinierten Kamera-Radar Systems dargestellt. Vorzugsweise ergänzt die Verarbeitungseinheit die Bildinformationen um zusätzliche Informationen, wie beispielsweise die Distanzlinien.
Alternativ oder zusätzlich kann das beschriebene Verfahren gewonnen Informationen auch genutzt werden, damit ein oder mehrere Zonen im Umfeld zu definiert. Das Definieren erfolgt mittels Ablaufens oder dem Bewegen eines definierten Objekts über die Zonenränder.
Als Ergebnis kann eine Darstellung im Bild präsentiert werden oder z.B. auch eine Darstellung in Vogelperspektive der so definierten Zonen. Diese so definierten Zonen können dann für weitere Funktionen genutzt werden, z.B. als Alarmzonen oder für das Auslösen von Beleuchtung oder das Auslösen von Benachrichtigungen.
Die Kameravorrichtung wird umgangssprachlich auch als Kamera bezeichnet.

Claims

Kameravorrichtung (1), insbesondere Außen-Kameravorrichtung, vorzugsweise -Smart-Home-Außen-Kameravorrichtung, - mit einem Gehäuse (10), - mit einer Kameraeinheit (20), die zumindest einen Bildsensor (21) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass - die Kameravorrichtung (1) mit zumindest einem Radarsensor (52, wobei der Radarsensor (52) zumindest eine Antenne (54) aufweist.
Kameravorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Antennen (54a, 54b) ausgebildet sind, und dass insbesondere zumindest zwei der Antennen (54a, 54b) zueinander winklig angeordnet sind.
Kameravorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Radarmodul (50a) mit zumindest einem Radarsensore (52) und/oder mit zumindest einer Antenne (54) ausgebildet ist.
Kameravorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Radarmodule (50a) und ein zweites Radarmodul (50b) mit jeweils zumindest einem Radarsensor (52) und/oder mit zumindest einer Antenne (54) ausgebildet ist.
Kameravorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (10) ein erstes Gehäuseteil (14) und ein zweites Gehäuseteil (15) umfasst, wobei die Kameraeinheit (20) das zweite Gehäuseteil (15) umfasst, und wobei das zweite Gehäuseteil (15) zumindest teilweise den Bildsensor (21) umhaust, und wobei das erste Gehäuseteil (14) zumindest ein Radarmodul (50), insbesondere das erste Radarmodul (50a) und das zweite Radarmodul (50b), umhaust.
Kameravorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kameraeinheit (20) gegenüber dem ersten Gehäuseteil (14), insbesondere um mindestens 60 Grad, vorzugsweise um mindestens 90 Grad, idealerweise um mindestens 120 Grad, vorzugsweise um bis zu 240 Grad, drehbar ausgebildet ist.
Kameravorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Radarmodul (50a, 50b) einen Detektionsbereich (126a, 126b) aufweist, und dass sich die Detektionsbereiche (126a, 126b), bei zwei oder mehr Radarmodule (50a, 50b), von zumindest zwei Radarmodule (50a, 50b) zumindest teilweise überdecken.
Kameravorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Radarmodul (50a) und das zweite Radarmodul (50b) jeweils eine Haupterkennungsrichtung (120a, 120b) aufweisen, und dass zwischen den Haupterkennungsrichtungen (120a, 120b) der Radarmodule (50a, 50b) ein Horizontalwinkel (124) von 50 bis 90, insbesondere 60 bis 80, vorzugsweise 70 Grad ausgebildet ist.
Kameravorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem erste Radarmodul (50a) und der Grundebene (110) der Kameravorrichtung (1), ein erster Vertikalwinkel (134a) von 0 bis 20 Grad, insbesondere 5 bis 15 Grad, vorzugsweise 10 Grad ausgebildet ist, und/oder dass zwischen dem zweiten Radarmodul (50b) und der Grundebene (110) der Kameravorrichtung (1), ein zweiter Vertikalwinkel (134b) von 0 bis 20 Grad, insbesondere 5 bis 15 Grad, vorzugsweise 10 Grad ausgebildet ist.
Kameravorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Beleuchtungseinheit (40) mit, insbesondere LED, Leuchtmitteln (42) innerhalb des ersten Gehäuseteils (14) ausgebildet ist, und dass der erste Gehäuseteil (14) einen lichtdurchlässigen Teilbereich umfasst.
Kameravorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an zumindest einem der Radarmodul (50a, 50b) ein Leuchtmodul (56a, 56b) ausgebildet ist, wobei das Leuchtmodul (56a, 56b) zumindest ein, insbesondere LED, Leuchtmittel (58) mit einer Leuchtrichtung aufweist, und wobei insbesondere die Leuchtrichtung des zumindest einen Leuchtmittels parallel zur Haupterkennungsrichtung (120a, 120b) des Radarsensors (52a, 52b) des Radarmoduls (50a, 50b) ist.
Kameravorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Radarmodule (50a, 50b) zueinander verschoben, insbesondere parallel und/oder senkrecht zur Längsachse (105) verschoben, sind.
Kameravorrichtung (22 nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Radarmodule (50a, 50b) der Beleuchtungseinheit (40) vorgelagert sind.
Kameravorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mikrofon und/oder ein Lautsprecher ausgebildet sind.