DE19757595C2

DE19757595C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Aufnahme eines dreidimensionalen Abstandsbildes

Info

Publication number: DE19757595C2
Application number: DE19757595A
Authority: DE
Inventors: Peter Mengel; Guenter Doemens
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1997-12-23
Filing date: 1997-12-23
Publication date: 2000-05-11
Anticipated expiration: 2017-12-24
Also published as: DE19757595A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Aufnahme eines dreidimensionalen Abstandsbildes von räumli chen Objekten.

Dreidimensional aufnehmende und verarbeitende Sensorsysteme gewinnen für verschiedenste Aufgabenstellungen in der indu striellen Technik zunehmend an Bedeutung. Bekannte optische Radarsysteme, wie beispielsweise Laserradar basieren entweder auf dem Prinzip der Laserimpuls-Laufzeitmessung oder auf der Bestimmung der Phasendifferenz von moduliertem Laserlicht zur Ableitung der Objektdistanz. Zum Aufbau eines dreidimensiona len bildgebenden Systemes sind zusätzliche mechanische Scan einrichtungen erforderlich. Dies führt zu einem relativ teu ren elektronischen und mechanischen Aufwand, der den Einsatz solcher dreidimensionalen Systeme auf wenige Spezial anwendungen beschränkt.

Es sind Verfahren bekannt, die eine CCD-Kamera (Charged Cou pled Device) einsetzen, wobei für diese Halbleiterkameras die Fernseh(TV)- Norm herangezogen wird. Somit lassen sich ledig lich relativ lange Auslesezeiten erzielen.

Aus DE 196 19 186 C1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem zur Erzeugung eines Raumbildes eine Vielzahl von ausgesandten Lichtimpulsen zu einem Gesamtbild aufakkumuliert wird. In DE 37 32 347 ist ein Entfernungsbild-Sensor beschrieben, bei dem eine Bildaufnahme einer CCD-Kamera mittels eines Ver schlusses gesteuert wird, und eine Entfernungsinformation über eine Differenzbildung von zeitlich aufeinanderfolgenden Signalamplitudenwerte abgeleitet wird.

DE 41 29 912 C1 beschreibt eine Methode zur Aufnahme von Ent fernungsbildern, bei der eine der CCD-Kamera vorgeschaltete Verschlußeinrichtung mittels einer Steuerung ihrer Transpa renz modulierte Reflexionsbilder erzeugt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Aufnahme eines dreidimensionalen Abstandsbildes, sowie eine Vorrichtung dazu zur Verfügung zu stellen, womit ein schnel les und kostengünstiges Verfahren zur Gewinnung eines dreidi mensionalen Abstandsbildes für räumliche Objekte ohne aufwen dige mechanische Einrichtungen bereitgestellt wird.

Die Lösung dieser Aufgabe geschieht durch die Merkmale des Anspruchs 1, 2 bzw. des Anspruches 23.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß unter Ein satz eines bildpunktauflösenden (pixelauflösenden) und wahl frei auslesbaren optoelektronischen Sensors, dessen Integra tionszeit punktweise einstellbar ist, eine extrem schnelle Bildaufnahme eines dreidimensionalen Abstandsbildes möglich ist. Dazu wird das Objekt mit einem oder mehreren sehr kurzen Lichtimpulsen beleuchtet, woraufhin Lichtimpulse der gleichen Länge vom Objekt zurückgestreut werden. Diese zurückgestreu ten Lichtimpulse werden über eine entsprechende Optik auf den optoelektronischen Chip geleitet. Aufgrund der unterschiedli chen Abstände unterschiedlicher Objektpunkte vom Sensor wer den mit den Orten korrespondierende zurückgestreute Lichtim pulse zu unterschiedlichen Zeiten am Sensor ankommen. Für ei ne Abstandsmessung wird ein Zeitmeßfenster geöffnet, dessen Zeitdauer einer vorbestimmbaren Integrationszeit entspricht. Die Integrationszeit ist kleiner oder gleich der Länge der ausgesandten und damit auch der Länge der reflektierten Lich timpulse. Somit ist sichergestellt, daß der erste in den Sen sor einfallende zurückgestreute Lichtimpuls mehr oder weniger vollständig aufgenommen wird. Die zeitverzögert eintreffenden Lichtimpulse werden hinten abgeschnitten, so daß aufgrund der unterschiedlichen Ladungen im Raster des optoelektronischen Sensors die unterschiedlichen Laufzeiten in Ladungsunter schiede umgesetzt werden können. Daraus läßt sich ein dreidi mensionales Abstandsbild errechnen.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden mit einer sehr langen Integrationszeit sämtliche Lichtimpulse gleichzeitig mit der zuerst beschriebenen Messung oder zeit versetzt danach mit ihrer vollständigen Länge aufgenommen. Dies wird zur Normierung benutzt, so daß Unterschiede im Re flektionsverhalten des Objektes erkannt und ausgeglichen wer den können.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen können den Unteransprü chen entnommen werden.

Die wesentlichen Vorteile der Erfindung liegen darin, daß beispielsweise mechanische Shutter entfallen. Es können ex trem kurze Bildaufnahmezeiten realisiert werden. Der verwen dete optoelektronische Sensor wird allgemein als CMOS-Sensor bezeichnet, wobei dies lediglich die technologische Bezeich nung des Halbleiterbauelementes ist. Mit einem derartigen Sensor lassen sich minimale Integrationszeiten von 50 bis 30 nsec realisieren (Jitter bei weniger als 0,1%). Die techni sche Entwicklung schreitet bei den Integrationszeiten noch voran.

Im folgenden werden anhand von schematischen Figuren Ausfüh rungsbeispiele beschrieben.

Fig. 1 zeigt das Funktionsprinzip zur Erfassung eines drei dimensionalen Abstandsbildes mit einem CMOS-Sensor,

Fig. 2 zeigt die schematische Darstellung zur zeitlichen Verschiebung zweier Lichtimpulsle im Integrationsfenster de ren zugehörige Objektpunkte einen unterschiedlichen Abstand zum CMOS-Sensor besitzen,

Fig. 3 zeigt zwei Varianten des Sensors zur gleichzeitigen Erfassung von dreidimensionalen Abstandsbildern und Intensi täts- bzw. Grauwertbildern mit einem CMOS-Sensor,

Fig. 4 zeigt die schematische Darstellung der Fahrzeuginnen raumüberwachung mit einem dreidimensionalen CMOS-Sensor.

Es wird ein Verfahren zur seriellen oder gleichzeitigen Er fassung bzw. Erzeugung eines Intensitäts- und eines dreidi mensionalen Abstandsbildes räumlicher Objekt mit einem opto elektronischen Sensor unter Kurzzeitbelichtung beschrieben. Das Verfahren nutzt die Laufzeitunterschiede der von den dreidimensionalen Objekten zurückgestreuten Lichtimpulse bei der bildpunktsynchronen (pixelsynchronen) Detektion am Sensor innerhalb kurzer Integrationszeiten. Dabei wird ein CMOS- Sensor eingesetzt. Dieser Sensor besitzt eine Lichtempfind lichkeit von beispielsweise 1 mLux. Weiterhin weist er eine hohe Intensitätsdynamik von bis zu 10⁷ auf, einen wahlfreien Zugriff auf die einzelnen Bildpunkte (Pixel), sowie eine ein stellbare Integrationszeit (Sample & Hold). Für die Messung der Ladungsmenge Q(t) bei Belichtung am einzelnen Bildpunkt.

Gegenüber Verfahren die eine CCD-Kamera einsetzen, lassen sich besondere Vorteile erzielen, wie beispielsweise die pa rallele Erfassung von Intensitäts- und dreidimensionalen Bil dern, sowie die Realisierung kurzer Bildaufnahmezeiten, die deutlich unter den Auslesezeiten von CCD-Kameras liegen. Wei terhin benötigt der CMOS keine aufwendigen mechanischen Shut ter und es müssen auch keine leistungsstarken Laserlichtquel len für die Kurzzeitbelichtung eingesetzt werden.

Das Verfahren ist insbesondere für die Erkennung von Personen und Bewegungsabläufen in der Raumüberwachung, beispielsweise Fahrzeuginnen/-außenüberwachung der Automatisierung von Kra nanlagen sowie der Navigation geeignet.

Die wesentlichen Funktionsmerkmale werden anhand von Fig. 1 erläutert. Zunächst wird für die Beleuchtung der zu erfassen den räumlichen Objekte mit kurzen Lichtimpulsen beispielswei se < 100 ns gesorgt. Die Beleuchtung kann mit Laserlicht, wie beispielsweise mit einer gepulsten Laserdiode oder mit Lichtquellen, wie beispielsweise einer gepulsten LED-Diode erfolgen. Das Verfahren ist unabhängig vom Winkel der Be leuchtung, die nicht unbedingt zentral zur allgemeinen Detek tionsrichtung erfolgen muß. So ist beispielsweise auch bei koaxialer Beleuchtung und Detektion der Einsatz eines Ring lichtes denkbar. Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung dient nur zur schematischen Verdeutlichung des Funktionsprinzips.

Eine erste Bildaufnahme A wird mit einer kurzen Integrations zeit Δ_A am CMOS-Sensor verbunden. Die von den Objektpunkten G der dreidimensionalen Szene zurückgestreuten Lichtimpulse 3 der Länge Δ_L (< 100 nsec) werden an den zugehörigen Bildpunk ten 9 des CMOS-Sensors innerhalb einer eingestellten kurzen Integrationszeit Δ_A ≦ Δ_L erfaßt. Durch einen elektronischen Triggerimpuls wird dabei ein fester zeitlicher Bezug zwischen ausgesandtem Lichtimpuls 2 und dem Öffnen des Integrations zeitfensters am CMOS-Sensor hergestellt. Aufgrund der Lauf zeit des Lichtes ergibt sich je nach Objektabstand R eine un terschiedliche zeitliche Verschiebung

zwischen ausgesandtem und am CMOS- Sensor detektierten Lichtimpuls. Die am Bildpunkt innerhalb der Integrationszeit Δ_A gemessene Ladung Q_A wird dadurch vom Abstand R zwischen Sensor und Objektpunkt G abhängig. Siehe hierzu Fig. 2.

Q_A ∝ I₀ . O_R(Δ_L - (2R/v_c - t_D)) (1)

I₀ Intensität des ausgesandten Lichtimpulses
O_R Oberflächenreflektionskoeffizient am Objektpunkt G
t_D Triggerpunktzeitverzögerung zwischen ausgesandtem Lichtim puls und Start des Integrationsfensters am CMOS-Sensor

Für Objektpunkte G mit gleichem Oberflächenreflektionskoeffi zienten O_R wird abhängig von ihrem Abstand R eine unter schiedliche Ladung Q_A am zugehörigen Bildpunkt des CMOS- Sensors gemessen. Damit werden kleine Laufzeitunterschiede der Lichtimpulse in Ladungsänderungen Q_A transformiert. Diese können bei einem CMOS-Sensor sehr empfindlich und mit hoher Dynamik detektiert werden. Üblicherweise besitzen die Objekte einer dreidimensionalen Szene eine unterschiedliche Oberflä chenreflektion. Es wird daher zur Normierung des Abstandsbil des noch eine zweite Bildaufnahme Q_B durchgeführt, die nur von der Oberflächereflektion der Objekte der dreidimensiona len Szene abhängig ist.

Die Durchführung einer zweiten Bildaufnahme B mit langer In tegrationszeit Δ_B dient zur Normierung der Oberflächenreflek tion der dreidimensionalen Szene, wobei im Prinzip das her kömmliche Intensitäts- oder Grauwertbild verwendet wird. Hierzu wird am CMOS-Sensor bei einer zweiten Bildaufnahme ei ne Integrationszeit Δ_B eingestellt, die sehr groß gegenüber der Länge eines Beleuchtungslichtimpulses ist; Δ_B » Δ_L z. B. 1 Mikrosekunde. Jetzt werden alle zurückgestreuten Lichtim pulse 3 unabhängig von ihrer Laufzeit in vollem Umfang am CMOS-Sensor detektiert. Die an einem Bildpunkt gemessene La dung Q_B gibt sich zu

Q_B ∝ I₀ x O_R Δ_L. (2)

Das erhaltene Bild ist nur von der Beleuchtungsintensität I₀ dem Oberflächenreflektions-Koeffizienten O_R des zugehörigen Objektpunktes, sowie der Lichtimpulslänge Δ_L abhängig.

Die Erzeugung des zweidimensionalen Abstandsbildes Q_R ge schieht durch die Berechnung aus der Differenz und Normierung von Bildaufnahme A und B bzw. Q_A und Q_B

Q_R = (Q_A - Q_B)/Q_B (3).

Aus Gleichung (1) und (2) folgt mit t_d = 0 die Gleichung

Q_R ∝ -2R/(v_c . Δ_L) (4).

Dieser Wert kann nach Auslesen und Digitalisieren sowie zu sätzlicher Skalierung für alle Bildpunkte direkt als Ab standsbild Q_R ausgegeben werden. Ist die Triggerverzögerungs zeit t_d ungleich 0, so addiert sich zu allen Punkten des Ab standsbildes Q_R ein konstanter Offset

R_D = t_D/(v_c . Δ_L). (5).

Die gleichzeitige Aufnahme von Intensitäts- und dreidimen sinalem Bild bezieht sich auf eine Ausführung einer örtlich und zeitlich parallelen Erfassung von Intensitäts- und Ab standswerten. Hierzu wird eine Chiparchitektur und pixelbezo gene Integrationszeit derart gewählt, daß direkt benachbarte Pixel A und Pixel B entsprechend der Fig. 3 auf dem CMOS- Sensor die zurückgestreuten Lichtimpulse 3 der dreidimensio nalen Szene gleichzeitig mit kurzer Integrationszeit Δ_A ≦ Δ_L (für Pixel A) aufnehmen und mit langer Integrationszeit ΔB » Δ_L (für Pixel B) erfassen. Durch eine auf dem Chip inte grierte elektronische Schaltung kann dann direkt das zweidi mensionale Abstandsbild

Q_R = (Q_A - Q_B)/Q_B (6)

der zugeordneten Pixel A und B berechnet und ausgegeben wer den.

Fig. 3 zeigt dazu schematisch zwei mögliche Anordnungen auf dem CMOS-Sensor für die parallele Erfassung von Intensitäts und dreidimensionalem Abstandsbild. Weitere Varianten hierzu sind möglich. Die gleichzeitige Erfassung von Intensitäts- und dreidimensionalem Abstandsbild ist besonders für die Ana lyse bewegter dreidimensionaler Szenen von Bedeutung, bei spielsweise die Erfassung von Personengestik oder die Objekt verfolgung. Weitere besondere Kennzeichen der Erfindung sind:

- Falls erforderlich kann eine zusätzliche Normierung des dreidimensionalen Abstandsbildes bezüglich Umgebungslicht durchgeführt werden. Hierzu wird zunächst ohne Beleuchtung der dreidimensionalen Szene bzw. des Objekts die Ladung eines Bildpunktes mit kurzer und langer Integrationszeit erfaßt und von den mit Beleuchtung gemessenen Ladungen Q_A und Q_B abgezo gen. Anschließend erfolgt die Berechnung des Abstandsbildes Q_R.
- Durch zeitliche Mittelung der Signale mehrerer Lichtim pulse kann eine Erhöhung der Empfindlichkeit des Verfahrens gegenüber dem Rauschen bei geringen zurückgestreuten Lichtin tensitäten erreicht werden.
- Die Meßunsicherheit für die Abstandsbestimmung hängt vom Signal/Rauschverhalten des CMOS-Sensors ab. Erwartet wird das Laufzeitunterschiede zwischen 0,1 ns noch detektiert werden können. Daraus folgt eine Meßunsicherheit von weniger als 3 cm für die Abstandsbestimmung.

Die wesentlichen Verwendungen des beschriebenen Verfahrens und der beschriebenen Vorrichtung betreffen die Überwachung von Innenräumen, insbesondere in Fahrzeugen in Verbindung mit volumetrischen Auswerteverfahren. Die Aufgabe der optischen Innenraummüberwachung bei Fahrzeugen ist die Erkennung der Sitzbelegung, wie beispielsweise Personen, Kindersitz, son stige Objekte, die Erfassung der Sitzposition von Personen sowie der Diebstahlschutz, d. h. das unzulässige Eindringen in das Fahrzeuginnere von außen. Die Erkennung von Personen und ihrer Sitzposition ist für die stufenweise Auslösung eines Airbags (smart Airbag) von hoher sicherheitsrelevanter Be deutung und muß im Kollisionsfall sehr zuverlässig und in kurzen Meßzeiten erfolgen. Die Erfindung erfüllt diese Anfor derungen durch eine schnelle und zuverlässige Erzeugung eines dreidimensionalen Abstandsbildes Q_R im Fahrzeuginneren, wobei volumentrische Auswerteverfahren eingesetzt werden. Dabei werden aus den Abstandswerten R in einem Raumwinkelelement Ω die von Objekten 1 besetzten Nettovolumenanteile im Fahrzeu ginnenraum als Differenz zu den Abstandswerten bei unbesetz tem Fahrzeuginneren bestimmt (siehe hierzu Fig. 4).

Das Verfahren und die Vorrichtung liefern weitere wesentliche Vorteile, wie:

- Schnelle, globale Erfassung der aktuellen Sitzbelegung durch Differenzbildung eines dreidimensionalen Abstandsbildes vom Fahrzeuginneren ohne Objekte (dreidimensionales Referenz bild Q_RO) und dem aktuell auszuwertenden dreidimensionalen Abstandsbild mit einer Person oder einem sonstigen Objekt Q_RP auf einem Sitz. Dabei gilt für das Nettovolumen V_P der Sitz belegung:
V_P = ∫Ω R₀(Ω) . dF - ∫Ω R_P(Ω) . dF, (7),
wobei R₀ die Abstandswerte ohne Person bzw. sonstigem Objekt und R_P die Abstandswerte mit Person bzw. sonstigen Objekt auf dem Sitz sind und dF eine differenzielle Fläche bezeichnet.
- Die adaptive Ermittlung der Sitzbelegung aus der Berech nung der relativen Abstandsänderungen vor und nach dem Ein steigen einer Person ins Fahrzeug kann durchgeführt werden. Durch Anwendung regressiver und stochiastischer Auswertever fahren kann die Zuverlässigkeit der Differenzbestimmung noch weitergesteigert werden.
- Die Größenbestimmung der erfaßten Objekte und globale Un terscheidung von Objekten über Volumen-Vergleichsklassen ist möglich.
- Räumliche Zuordnung von besetzten Volumenanteilen ist mög lich.
- Bestimmung der räumlichen Extrempositionen (x, y, z) des be setzten Volumens im Innenraum für die Steuerung der Airbag Auslösung kann bestimmt werden.
- Volumetrische Verfolgung von Bewegungsabläufen im Raum bei zeitlich aufeinanderfolgenden Bildaufnahmen und Diffe renzbildung. Erkennuung von Personen und Gestik aus der Bewe gungsanalyse.

Diese integrale Volumenbetrachtung ermöglicht eine globale Erfassung von Objekten und Positionen im Raum und ist nicht auf die Bestimmung von Merkmalen, wie beispielsweise Kontu ren, Ecken, Kanten im Bild zur Objekterkennung angewiesen. Die Auswertezeiten können für die dreidimensionale Bildauf nahme und volumetrische Auswertung unter 10 ms liegen.

Als Anwendungsgebiet des beschriebenen Verfahrens und der Vorrichtung kommt insbesondere ein Fahrzeuginnenraum infrage. Dabei wird für die dreidimensionale Bildaufnahme mit LED- Lichtimpulsen von beispielsweise 50 ns (Nanosekunden) ein Ob jekt belichtet. Die Integrationszeiten am CMOS-Sensor werden für die Bildaufnahme Q_A zu 50 ns und für die Bildaufnahme Q_B zu 0,5 µs, gewählt. Die zu erfassende Szenendynamik im Fahr zeuginneren soll 200 : 1 betragen. Die Abstandswerte R sollen mit einer Meßunsicherheit < 15 cm (entsprechender Laufzeitun terschied eines Lichtimpulses = 1 ns) in einem Meßbereich bis 1,5 m (Laufzeit 10 ns) erfaßt werden.

Mit diesen Anforderungen wird am CMOS Sensor eine Intensi tätsdynamik von (10 × 200 =) 2000 : 1 erforderlich. Die digi tale Erfassung des dreidimensionalen Abstandsbildes Q_R wird damit durch einen 12 Bit A/D Wandler gewährleistet. Für eine Sensorortsauflösung von 50 × 50 Bildpunkten werden für die Bildaufnahmen A mit kurzer Integrationszeit und B mit langer Integrationszeit maximal 10⁴ Ausleseoperationen notwendig, die bei Auslesefrequenzen, von beispielsweise 2 MHz zu einer gesamten Bildaufnahmezeit für das dreidimensionale Abstands bild von maximal 5 ms führen. Die Berechnung der Differenzvo lumina aus den 2500 Abstandswerten ist mit einem schnellen Prozessor, wie beispielsweise einem Pentium mit 200 MHz in weiteren 5 ms ohne Schwierigkeit ausführbar.

In Fig. 4 wird ein Schemal für eine Anwendung der Erfindung in Fahrzeuginnenräumen dargestellt. Die Pfeile mit gepunkte ten Linien sind stellvertretend für einen nichtbelegten Sitz und die mit durchgezogenen Linien für einen mit einer Person belegten Sitz. Für die globale Objekterkennung und Positions bestimmung wird der umhüllende Nettovolumenanteil aus den dreidimensionalen Abstandsdaten bei besetztem und bei unbe setztem Fahrzeug bestimmt. Das Nettovolumen V_P einer Person oder eines sonstigen Objektes auf einem Autositz berechnet sich nach Gleichung (7).

Bezugszeichenliste

1

Objekt

2

Lichtimpuls der Länge Δ_L

3

Lichtimpuls der Länge Δ_L

, zurückgestreut

4

Sensor

5

Beleuchtungseinrichtung

6

,

7

Optik

8

Triggereinrichtung

9

Bildpunktelement
G Objektpunkt
Δ_A

; Δ_B

Integrationszeit

Claims

1. Verfahren zur Aufnahme eines dreidimensionalen Abstands bildes von räumlichen Objekten unter Einsatz eines bild punktauflösenden und wahlfrei auslesbaren optoelektronischen Sensors (4), dessen Integrationszeit Δ bildpunktweise ein stellbar ist, bestehend aus folgenden Schritten:

1. das Objekt (1) wird mit mindestens einem Lichtimpuls (2) beleuchtet,
2. von Objektpunkten (G) zurückgestreute Lichtimpulse (3) mit einer Zeitdauer Δ_L werden an zugehörigen Bildpunkten des Sen sor (4) innerhalb einer vorgegebenen kurzen Integrationszeit Δ_A, mit Δ_A ≦ Δ_L erfaßt, wobei der Zeitpunkt für den Beginn der Integrationszeit Δ_A vor dem Eintreffen des ersten zurückge streuten Lichtimpulses (3) liegt, der dem nächstliegenden Ob jektpunkt (G) entspricht,
3. aus den entsprechend ihrer unterschiedlichen Laufzeiten resultierenden unterschiedlichen aufgenommenen Intensitäten der zurückgestreuten Lichtimpulse (3) werden Abstandswerte ermittelt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, worin zur gleichzeitigen oder nachfolgenden Normierung der Oberflächenreflexion des Objek tes (1) zusätzlich sämtliche zurückgestreuten Lichtimpulse (3) mit einer langen Integrationszeit Δ_B » Δ_L vollständig erfaßt werden.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin der Beginn einer Integrationszeit Δ_A; Δ_B mit einer Trig gerimpulsverzögerung verbunden ist.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin eine Integrationszeit Δ_A weniger, als 100 ns beträgt.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin eine Integrationszeit Δ_B ca. 1 µs beträgt.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin eine Lichtimpulslänge weniger als 100 ns beträgt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2-6, worin zur gleichzeitigen Aufnahme eines dreidimensionalen und eines Grauwertbildes auf dem Sensor (4) zeilenweise unterschiedli che Integrationszeiten Δ_A bzw. Δ_B eingestellt werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2-6, worin zur gleichzeitigen Aufnahme eines dreidimensionalen und eines Grauwertbildes auf dem Sensor (4) bildpunktweise unterschied liche Integrationszeiten Δ_A bzw. Δ_B abwechselnd eingestellt werden.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das Objekt (1) mit Lichtimpulsen eines Lasers oder einer ge pulsten Leuchtdiode beleuchtet wird.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin der Sensor (4) ein CMOS Sensor ist.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin eine Erkennung von statischen Objekten und/oder von Bewe gungsabläufen vorgenommen wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, worin Objekte überwacht wer den, wie Gegenstände oder Personen in Räumen oder in Fahrzeu gen.

13. Verfahren nach Anspruch 11, worin Fahrzeuge oder Kranan lagen überwacht werden und/oder worin eine allgemeine Naviga tion vorgenommen wird.

14. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, worin eine Sitzbele gung und/oder eine Sitzposition in einem Fahrzeug erkannt wird.

15. Vorrichtung zur Aufnahme eines dreidimensionalen Abstand bildes, bestehend aus:

1. einer Beleuchtungseinrichtung (5), die ausgesandte Lichtim pulse (2) über eine Optik (6) auf ein Objekt (1) richtet,
2. einem optoelektronischen Sensor (4) mit einer vorgeschal teten Optik (7), der die vom Objekt (1) zurückgestreuten Lichtimpulse (3) detektiert, wobei der Sensor (4) durch eine Vielzahl von Bildpunktelementen (9) bildpunktauflösend aufge baut und wahlfrei auslesbar ist und die Integrationszeit Δ bildpunktweise einstellbar ist,
3. einer Triggereinrichtung (8) zur zeitlichen Abstimmung zwischen Beleuchtungseinrichtung (5) und Sensor (4),
4. einer Recheneinheit zur Berechnung eines dreidimensionalen Bildes aus den entsprechenden Ladungen der Bildpunkte.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, worin an den Bildpunktele menten (9) des Sensors (4) zeilen- oder spaltenweise abwech selnd eine kurze Integrationszeit Δ_A und eine lange Inte grationszeit Δ_B eingestellt ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15, worin an den Bildpunktele menten (9) des Sensors (4) abwechselnd kurze und lange Inte grationszeiten Δ_A bzw. Δ_B eingestellt sind.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15-17, worin die Re cheneinheit auf dem Sensor (4) angeordnet ist.