DE10218228A1

DE10218228A1 - Verfahren und Einrichtung zur Funktionskontrolle einer Videokamera in einem Fahrzeug

Info

Publication number: DE10218228A1
Application number: DE10218228A
Authority: DE
Inventors: Bastian Witte
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2002-04-24
Filing date: 2002-04-24
Publication date: 2003-11-06

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Einrichtung zur Funktionskontrolle einer Videokamera in einem Kraftfahrzeug, gemäß Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 6. Um hierbei zu erreichen, dass eine Dejustage einer im oder am Fahrzeug angeordneten Videokamera auf zuverlässige Art und Weise behoben oder kompensiert wird, ist erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die aus den Kameradaten automatisch erkannten Umgebungsdaten mit den übrigen Sensordaten des Fahrzeuges, wie Gierrate, Querbeschleunigung etc., automatisch auf Plausibilität geprüft werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Einrichtung zur Funktionskontrolle einer Videokamera in oder an einem Kraftfahrzeug, gemäß Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 6.
Kameras, die an Fahrzeugen angeordnet sind, und zur Beobachtung des am Fahrzeug gelegenen Außenraumes in mehr oder weniger weiträumiger Umgebung vorgesehen sind, sind hinlänglich bekannt.
Aus der EP 1 089 054 A2 ist dabei eine Kamera zur Aufnahme von Einzelbildern an einem Fahrzeug bekannt, wobei die Anzeige der Bilder auf einem Display im Fahrzeug erfolgt.
Eine weitere Kameraeinrichtung für ein Fahrzeug ist aus der DE 199 61 313 A1 bekannt. Um einem Fahrer die Erfassung eines Kamerabildes zu erleichtern wird hierbei vorgeschlagen, dass am Bildschirm eine Referenzmarke für die Ausrichtung der Fahrzeuglängsachse angezeigt wird, der Verarbeitungseinrichtung Informationen zur Steuerung der Kamera bezüglich der Fahrzeuglängsachse zukommen zu lassen und die Verarbeitungseinrichtung derart auszubilden, dass eine Relativbewegung von dem Bild der Kamera und der Referenzmarke auf dem Bildschirm in Abhängigkeit von der tatsächlichen Stellung der Kamera zur Fahrzeuglängsachse durchführbar ist.
Aus der DE 199 62 997 A1 ist ein Verfahren zur Kalibrierung eines Sensorsystems bekannt, bei dem eine Selbstkalibrierung erfolgt und wobei das Sensorsystem hierbei auch als Kamerasystem ausgestaltet sein kann. Ein theoretisches Dejustageverfahren zur Ausrichtung eines Sensors oder eine Kamera in einem Kraftfahrzeug ist aus der DE 100 19 182 A1 bekannt, wobei dort durch ein Rechenverfahren ein Abgleich zwischen realem Bild und Modellbild vorgenommen wird.
Aus der WO 01/21446 A1 ist ein Kompensationsverfahren parallaktischer Fehler bei einer stereoskopischen Kameraanordnung in einem Kraftfahrzeug bekannt.
Bei Verfahren dieser Art ist die Dejustageermittlung entweder erheblich aufwendig, oder gar nicht möglich bzw. nur mit unzureichendem Ergebnis.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren sowie einer Einrichtung der gattungsgemäßen Art eine Dejustage, einer am Fahrzeug angeordneten Videokamera auf zuverlässige Art und Weise zu beheben oder zu kompensieren.
Die gestellte Aufgabe ist beim Verfahren der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den abhängigen Verfahrensansprüchen 2-6 angegeben.
Im Hinblick auf eine Einrichtung der gattungsgemäßen Art ist die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 7 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den übrigen abhängigen Ansprüchen angegeben.
Kern der verfahrensgemäßen Erfindung ist hierbei, dass die aus den Kameradaten erkannten Umgebungsdaten mit weiteren Sensordaten des Fahrzeuges, wie Gierrate und/oder Querbeschleunigung und/oder Raddrehzahldifferenz und/oder Lenkradwinkel zusammen mit einer Fahrgeschwindigkeit automatisch auf Plausibilität geprüft werden.
Das aus dem Videobild entnehmbare Fahrbahnverhalten wird dabei mit dem tatsächlichen Fahrverhalten durch die besagte Plausibilitätsprüfung mit weiteren Sensorwerten abgeglichen. Die Gierrate kann beispielsweise über einen Gierratensensor oder aus Raddrehzahldifferenzen ermittelt werden. Vorzugsweise werden bei den Raddrehzahldifferenzen die Räder von nicht angetriebenen Achsen herangezogen. Des weiteren kann die Gierrate auch aus einem Lenkradwinkel zusammen mit einer Fahrgeschwindigkeit bestimmt werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass die verfügbaren Sensordaten aus einem elektronischen Fahrwerksregelungssystem des Kraftfahrzeuges entnommen werden bzw. aus demselben verwendet werden. Die als automatisches oder elektronisches Fahrwerk bekannten Regelungssysteme, auch beispielsweise als Fahrdynamikregelsystem bekannt, verfügen über eine Reihe von Sensordaten wie Querbeschleunigung, Längsbeschleunigung, Gierrate etc. Die im System bereits verfügbaren Sensordaten können sodann auch in erfindungsgemäßer Weise mit dem Auswerteverfahren der Bildverarbeitungseinrichtung im Kraftfahrzeug verknüpft werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass über eine frei wählbare Zeit die Sensordaten mittels eines Weg/Zeit-Raumintegrals verwendet werden. Hierzu wird über ein Zeitintegral das Fahrbahnverhalten sowohl über die Sensordaten, als auch über die Bilddaten ausgewertet. Das integrale Ergebnis berücksichtigt dabei einen innerhalb der entsprechenden Zeit zurückgelegten Weg. Hieraus können sicher und zuverlässig Plausibilitätsprüfungen automatisch durchgeführt werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass das Verfahren kontinuierlich oder zyklisch angewendet wird. Das heißt, das Plausibilitätsverfahren in der genannten Art läuft permanent im Fahrbetrieb mit und überprüft die Kamera und kann somit auf eine Dejustage entsprechend reagieren.
Ein Reihe von Aggregaten können beispielsweise bei automatischer Fahrzeugführung oder teilautomatischer Fahrzeugbeeinflussung von großer Bedeutung sein, so wie beispielsweise die automatische Abstandsregelung in Verbindung mit Tempomat etc. sowie auch die automatische Fahrbahnranderkennung mit einer automatischen Lenknachstellung.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist angegeben, dass aus einer ermittelten Diskrepanz zwischen Videobild und Sensordaten ein Korrektursignal zur Nachjustierung der Kamera ermittelt, und an einer entsprechenden Nachjustiereinrichtung als Stellsignal zugeführt wird.
In einem weiteren vorteilhaften Verfahren werden aus einer ermittelten Diskrepanz zwischen Videobild und Sensordaten ein Korrektursignal zur elektronischen Bildkorrektur ermittelt. Damit kann eine Korrektur ohne mechanische Stellglieder durchgeführt werden. Ein Korrektursignal führt zur Veränderung der Bilddaten und erreicht damit auf elektronischem Weg die Nachjustierung.
Im Hinblick auf eine Einrichtung der gattungsgemäßen Art besteht der Kern der Erfindung darin, dass die aus einer Kamera entnehmbaren Bilddaten automatisch ausgewertet und daraus Umgebungsdaten ermittelbar sind und mit mindestens einer Information der Sensoren auf Anforderung oder automatisch auf Plausibilität in einer Überprüfeinrichtung prüfbar sind.
Dies entspricht in seiner Funktionsweise zumindest einigen strukturell notwendigen Maßnahmen zur Durchführung des Verfahrens.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass im Ergebnis der Überprüfeinrichtung eine Justiereinrichtung für die Kamera ansteuerbar ist. Damit werden die Umgebungsdaten dazu verwendet, die Kamera nicht nur auf ihre Funktion zu überprüfen, sondern auch ihre Positionierung nachzustellen. Hierdurch ist eine höhere Genauigkeit der Zuverlässigkeit erreichbar.
In vorteilhafter Ausgestaltung ist weiterhin angegeben, dass als Sensordaten mindestens eine Information der Ausgangsdaten aus einem elektronischen Fahrwerksregelungssystem einsetzbar sind.
In letzter vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass über eine frei wählbare Zeit die Sensordaten mittels eines Weg/Zeit-Raumintegrals in einer Auswerteeinrichtung berechenbar bzw. berücksichtigbar sind.
Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend näher beschrieben.
Hierbei ist ein prinzipieller Aufbau von für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der Realisierung der erfindungsgemäßen Einrichtung notwendigen funktionellen und strukturellen Merkmalen angegeben. Ausgehend von einer Kamera 2, die auf einer physischen Justiereinrichtung 3 montiert ist und ein Kraftfahrzeug, welches hier nicht weiter dargestellt ist, angebracht ist und den Außenraum desselben beobachtet, werden die durch die Kamera 2 verfügbaren Bilddaten, welche analog als auch digital vorliegen können, zu einer Bildauswertung 4 gegeben. Nachfolgend werden entsprechende Bildauswertedaten, die schon eine elektronische, automatische Interpretation des Umgebungsfeldes um das Fahrzeug enthalten, einer Überprüfeinrichtung 1 zugeführt. Gleichzeitig werden Sensordaten von Sensoren 10, 11, 12 sowie ggf. von der elektronischen Fahrwerksregelung 6, welche in einer Auswerteeinrichtung 5 bewertet werden, mitberücksichtigt. In der Überprüfeinrichtung 1 werden sodann die Daten der Bildauswertung und die Daten der Auswertung der Sensordaten gemeinsam berücksichtigt, und dort findet die Plausibilitätsprüfung statt. Im Ergebnis wird dann am Ausgang der Überprüfeinrichtung ein Stellsignal erzeugt, welches auf die Justiereinrichtung 3 der Kamera 2 einwirkt und diese nachjustiert. Dabei kann jedoch neben der reinen Stellsignalerzeugung für eine Justiereinrichtung 3 auch eine elektronische Kompensation direkt auf die Bildauswertung wirken.
Darüber hinausgehend kann entweder zusätzlich oder separat davon auch ein Warnsignal oder ein sichtbares optisches oder akustisches Signal auf einer Anzeige 20 gegeben werden.

Claims

1. Verfahren zur Funktionskontrolle einer Videokamera in oder an einem Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass die aus den Kameradaten erkannten Umgebungsdaten mit weiteren Sensordaten des Fahrzeuges, wie Gierrate und/oder Querbeschleunigung und/oder Raddrehzahldifferenz und/oder Lenkradwinkel zusammen mit einer Fahrgeschwindigkeit automatisch auf Plausibilität geprüft werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die verfügbaren Sensordaten aus einem elektronischen Fahrwerksregelungssystem (6) verwendet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass über eine frei wählbare Zeit die Sensordaten mittels eines Weg/Zeit- Raumintegrals verwendet werden.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren kontinuierlich oder zyklisch angewendet wird.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus einer ermittelten Diskrepanz zwischen Videobild und Sensordaten ein Korrektursignal zur Nachjustierung der Kamera (2) ermittelt und dort einer entsprechenden Nachjustiereinrichtung (3) als Stellsignal zugeführt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass aus einer ermittelten Diskrepanz zwischen Videobild und Sensordaten ein Korrektursignal zur elektronischen Bildkorrektur ermittelt wird.

7. Einrichtung zur Funktionskontrolle einer Videokamera in oder an einem Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass die aus einer Kamera (2) entnehmbaren Bilddaten automatisch auswertbar und daraus Umgebungsdaten ermittelbar sind und mit mindestens einer Information der Sensoren (10, 11, 12) auf Anforderung oder automatisch auf Plausibilität in einer Überprüfeinrichtung (1) prüfbar sind.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Ergebnis der Überprüfeinrichtung (1) eine Justiereinrichtung (3) für die Kamera (2) ansteuerbar ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Sensordaten mindestens eine Information der Ausgangsdaten aus einem elektronischen Fahrwerksregelungssystem (6) einsetzbar sind.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass über eine frei wählbare Zeit die Sensordaten mittels eines Weg/Zeit- Raumintegrals in einer Auswerteeinrichtung (5) berechenbar bzw. berücksichtigbar sind.