DE19842827B4

DE19842827B4 - Precrashsensierungssystem

Info

Publication number: DE19842827B4
Application number: DE19842827.8A
Authority: DE
Inventors: André Zander; Ruprecht Sinnhuber; Rudolf Mai
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1998-09-18
Filing date: 1998-09-18
Publication date: 2015-08-06
Anticipated expiration: 2018-09-19
Also published as: DE19842827A1

Abstract

Precrashsensierungssystem, insbesondere für Kraftfahrzeuge, umfassend eine Bilderfassungseinrichtung zur optischen Erfassung von beabstandeten Gegenständen und eine Bilderzeugungseinrichtung zur optischen Erzeugung eines Abbildes des erfaßten Gegenstandes, dadurch gekennzeichnet, daß eine Auswertungseinrichtung (4) zur Auswertung des erfassten Bildes vorgesehen ist, die mittels eines Algorithmus Teilbereiche des erfassten Bildes selektiert, und daß eine der Bilderzeugungseinrichtung (3) zugeordnete Steuereinrichtung (5) vorgesehen ist, die den Bildaufbau bestimmende Parameter derart steuert, daß die selektierten Bereiche mit anderen Parametern wiedergegeben werden, als die nicht selektierten Bereiche, wobei der Parameter der Kontrast oder die Farbe ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Precrashsensierungssystem, insbesondere für Kraftfahrzeuge, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Zur Verhinderung eines Crashs oder zur frühzeitigen Anzeigung eines unabwendbaren Crashs sind Sensierungssystem bekannt, welche die Umgebung eines Fahrzeuges überwachen. So können mittels bestimmter Sensoren, wie zum Beispiel Radarsensoren, der Abstand und die Relativgeschwindigkeit eines Objektes beispielsweise unter Ausnutzung einer Frequenzverschiebung aufgrund des Doppler-Effektes erfaßt werden. Eine solche Radar-Abstandssensorik ist beispielsweise aus der EP 0 806 681 A2 bekannt.
Des weiteren ist aus der DE 38 27 729 A1 eine Kollisionswarneinrichtung für Kraftfahrzeuge bekannt, die insbesondere der Vermeidung von Kollisionen mit stehenden Hindernissen im Nahbereich eines Kraftfahrzeuges dient. Hierzu ist eine Abstandsmeßeinrichtung zur berührungslosen Abstands-Lageerkennung für ein Objekt im Bereich des Kraftfahrzeuges vorgesehen, die wenigstens einen Sensor zur Erfassung des Fahrzeugkurses aufweist und die entsprechenden Bewegungssignale abgibt, wobei die Abstands- und Lagesignale sowie die Bewegungssignale einer Auswerteeinheit zugeführt werden, die anhand dieser Signale errechnet, ob eine Kollision mit dem erfaßten Objekt möglich ist, wobei das Ergebnis auf einer Anzeigeeinheit darstellbar ist. Als Abstandsmeßeinrichtung sind Sende/Empfangseinheiten für Ultraschallsignale sowie mittels Infrarotstrahlung vorgesehen.
Aus der DE 44 23 966 A1 ist ein Hinderniserfassungssystem bekannt, welches eine Hinderniserfassungseinrichtung, zum Beispiel in Form eines Laserradars, zur Erfassung einer dynamischen Relativität des Fahrzeuges in bezug auf jedes Hindernis vor dem Fahrzeug aufweist. Entsprechend der dynamischen Relativität des Hindernisses zu dem Fahrzeug wird das gefahrene Niveau bestimmt und eine Gefahrenbeurteilung durchgeführt, wofür die Lageveränderung des Hindernisses relativ zum Fahrzeug, der Abstand des Hindernisses zum Fahrzeug und/oder die Bahnen von Hindernis und Fahrzeug erfaßt werden.
Eine bildliche Darstellung der Precrashsituation erfolgt bei diesen Systemen nicht, so daß einer Person nur eine Beschreibung der momentanen Situation anhand bestimmter ausgewählter Daten vermittelt wir.
Aus der US 5,680,123 A ist ein Fahrzeugüberwachungssystem bekannt, welches eine Vielzahl von an verschiedenen Stellen des Fahrzeugs befestigte Videokameras aufweist, um Objekte dem Fahrzeugführer anzuzeigen und sichtbar zu machen. Das von der Kamera erfaßte Bild wird einer Anzeigeeinrichtung und/oder einem Videorekorder über einen Video-Multiplexer zugeführt, wobei die Ansichten von verschiedenen Kameras gemäß der Stellung eines Signalkontrollschalters auf einem Bildschirm wiedergegeben werden können. Hierdurch können beispielsweise in dem toten Winkel eines Fahrzeugs befindliche Hindernisse erkannt werden. So können beispielsweise dann, wenn ein Abstandssensor bei Unterschreitung eines Mindestabstandes zu einem Objekt aktiviert wird, durch sofortige Betätigung der Hauptkontrolleinrichtung sämtliche Kameras sowie ein Videorekorder aktiviert werden, so daß der Fahrzeugführer dem Hindernis noch rechtzeitig ausweichen oder das Fahrzeug zum Halten bringen kann. Entsprechend kann durch das Videoüberwachungssystem des Fahrzeuges die Aktivierung eines Airbags oder einer anderen Sicherheitseinrichtung erfolgen.
Aus der DE 195 34 230 A1 ist ein Verfahren zur Erkennung von Objekten in zeitveränderlichen Aufnahmen einer optisch überwachten Szene bekannt, wobei Bilder mehrfarbig aufgenommen werden. Dabei werden innerhalb eines Bildes zusammenhängende Flächen einheitlicher Farbe ermittelt und für einander entsprechende Flächen in zeitlich aufeinanderfolgenden Bildern jeweils ein Bewegungsvektor ermittelt.
Aus der DE 43 36 288 C1 ist eine Einrichtung zur Überwachung des Rück- bzw. Frontraumes eines einparkenden Kraftfahrzeuges bekannt. Diese weist eine Video-Kamera mit einer Bildscharfsteuerung auf, welche ein einmal erkanntes Objekt schärfemäßig mit dem Autofokus über das gesamte Sucherfeld verfolgen kann, beispielsweise per Fuzzy Logik.
Aus der DE 197 43 726 A1 ist ein Steuergerät für ein Fahrzeug bekannt, mit einer Einrichtung zum Erfassen der Positionsdaten eines vorausfahrenden Fahrzeugs, einer Bildaufnahmeeinrichtung zum Aufnehmen eines nach vorn in einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs gerichteten Bildes, einer Einrichtung zum Erfassen von Fahrbetriebsdaten des vorausfahrenden Fahrzeugs anhand des Bildes und einer Steuereinrichtung zum Durchführen einer vorbestimmten Steuerung auf Grundlage der Positionsdaten und der Fahrbetriebsdaten des vorausfahrenden Fahrzeugs. Dabei umfasst die Einrichtung zum Erfassen von Fahrbetriebsdaten eine Einrichtung zum Bestimmen eines Erfassungsbereiches auf Grundlage der Positionsdaten des vorausfahrenden Fahrzeugs. Die Fahrbetriebsdaten werden dann anhand eines in dem Erfassungsbereich befindlichen Bildausschnittes der Bildfläche erfasst.
Nachteilig an allen bekannten Systemen ist, daß die Objekterfassung unspezifisch bezüglich der jeweiligen Art des Objektes ist, so daß zwischen Objekten unterschiedlichen Gefährdungspotentials, wie zum Beispiel Personen einerseits und Sachen andererseits, nicht differenziert wird. Des weiteren ist bei dem Einsatz von Videokameras zur Überwachung der Umgebung eines Fahrzeuges die Auswertung des Bildes mittels herkömmlicher Auswertungseinrichtungen vergleichsweise langsam, so daß bei hohen Relativgeschwindigkeiten von Fahrzeug und Hindernis bzw. Hindernissen mit hohem Gefährdungspotential wie beispielsweise Personen die entsprechenden Sicherungs- bzw. Warnsysteme nur vergleichsweise spät ausgelöst werden. Insbesondere ist ein Eingriff des Fahrzeugführers in den Bewegungsablauf des Fahrzeuges zur frühzeitigen Verhinderung einer kollisionsgefährlichen Situation bei den bisher bekannten Systemen erst vergleichsweise spät möglich.
Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, ein Precrashsensierungssystem, insbesondere für Kraftfahrzeuge, zu schaffen, welches eine hohe Objektspezifizität aufweist und eine schnelle Auswertung der erfaßten Signale ermöglicht.
Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Durch die Selektion von Teilbereichen des erzeugten Bildes mittels eines Algorithmus kann der selektierte Teilbereich einer anderen Bilderzeugung oder Bildverarbeitung unterworfen werden, als die übrigen Teilbereiche des Bildes. Dabei ist eine der Bilderzeugungseinrichtung zugeordnete Steuereinrichtung vorgesehen, die den Bildaufbau bestimmende Parameter derart steuert, dass die selektierten Bereiche mit anderen Parametern wiedergegeben werden als die nicht selektierten Bereiche, wobei der Parameter der Kontrast oder die Farbe ist. Die Bildauswertung mittels eines entsprechenden Algorithmus kombiniert mit einer auf den selektierten Teilbereich abgestimmten Konfiguration des Precrashsensierungssystems ermöglichst eine vergleichsweise schnelle Ansprechzeit des erfindungsgemäßen Systems und genauere Verfolgung des Hindernisses. Es ist von der Erfindung mit umfaßt, daß eine Auswertung des erfaßten Abbildes des Hindernisses zu einem beliebigen Zeitpunkt zwischen Bilderfassung und Bilderzeugung oder der Bilderzeugung nachfolgend erfolgt.
Insbesondere kann mittels des Algorithmus auch eine sehr schnelle Klassifizierung der Hindernisse nach qualitativen Kriterien, beispielsweise nach einem Gefährdungspotential, und damit eine Bewertung einer Gefahrensituation erfolgen. Hierzu kann ein detektiertes Hindernis durch eine entsprechende Konturenerkennung oder durch eine Analyse der Bewegung des Hindernisses klassifiziert werden. So können beispielsweise Fußgänger oder insbesondere Kinder aufgrund ihrer charakteristischen Kontur oder aufgrund des konkreten Bewegungsablaufs wie z. B. Gehen, Laufen o. dgl. schneller erfaßt werden.
Insbesondere kann die Konturerkennung eines Hindernisses mit einer Konturverfolgung kombiniert werden. Hierzu kann es ausreichend sein, stets nur einige der konturbestimmenden Pixel oder Pixelgruppen, ggf. einschließlich benachbarter Pixel, des Abbildes des wiedergegebenen Hindernisses zu verfolgen, wodurch eine besonders schnelle Auswertung der jeweiligen Fahrzeugsituation möglich ist. Die Konturverfolgung, die beispielsweise auch laser- oder radargesteuert erfolgen kann, kann mit einer Änderung der Ausrichtung der Bilderfassungseinrichtung kombiniert sein.
Zusätzlich kann die zuvor erfaßte Kontur eines Hindernisses auch mit einer anderen Auflösung verfolgt werden, so daß eine schnelle Hindernisverfolgung bei hoher Auflösung des dargestellten Bildes möglich ist.
Nach Selektion eines Teilbereichs des erzeugten Bildes kann die Bilderfassungseinrichtung mittels der zugeordneten Steuereinrichtung derart konfiguriert werden, daß die Bilderfassung auf den selektierten Teilbereich des Bildes, beispielsweise durch Fokussierung auf diesen oder durch Erhöhung der Tiefenschärfe, abgestimmt wird.
Ein Videokamerasystem als Bilderfassungseinrichtung, welches vorzugsweise mehrere über den Umfang des Fahrzeugs verteilte Kameras aufweist, kann als analoges oder digitales System ausgeführt sein.
Eine Bildbereichsselektion kann beispielsweise aufgrund charakteristischer Veränderungen einzelner Bildbereiche erfolgen, beispielsweise bei Annäherung an ein Hindernis. Vorzugsweise erfolgt eine Bildbereichsselektion durch den Algorithmus aufgrund eines Vergleichs des erfaßten Bildes mit vorgegebenen Masken, die jeweils der Kontur eines möglichen Hindernisses entsprechen.
Die Auswertungseinrichtung kann insbesondere lernfähig sein, so daß beispielsweise sich einem Fahrzeug wiederholt nähernde Objekte erfaßt und deren charakteristische Konturen gespeichert werden. Insbesondere kann auch der Algorithmus adaptierbar sein.
Die Signaleinrichtungen, welche dem erfindungsgemäßen System zugeordnet sind, können optische und/oder akustische Warneinrichtungen darstellen. Als aktive Sicherheitseinrichtungen kommen insbesondere Airbags, Gurtstraffer, automatische Bremseinrichtungen, automatisch ausfahrbare Überrollbügel oder dergleichen zur Anwendung. Es sind jedoch auch beliebig andere geeignete Signal- bzw. Sicherheitseinrichtungen denkbar.
Insbesondere können auch Warn- und/oder Sicherheitseinrichtungen anderer als das ausgelöste Precrashsensierungssystem aufweisende Fahrzeug durch das erfindungsgemäße System aktiviert werden, so zum Beispiel bei Kollisionen zwischen verschiedenen Fahrzeugen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Bilderzeugungseinrichtung des erfindungsgemäßen Precrashsensierungssystems Bestandteil eines allgemeinen Fahrzeugüberwachungssystems, wie zum Beispiel eines Spiegelersatzsystems, einer Einparkhilfe, einer Innenraumüberwachung oder dergleichen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Die Figur zeigt eine schematische Darstellung des Precrashsensierungssystems 1 für Kraftfahrzeuge, welches eine Videokamera 2 zur Erfassung von Hindernissen in einer Entfernung von dem Fahrzeug und einen Bildschirm 3 zur Darstellung des erfaßten Hindernisses aufweist. Die Videokamera 3 ist mit einer Auswertungseinrichtung 4 zur Auswertung des auf dem Bildschirm 3 dargestellten Hindernisses versehen, welche einen Scanner umfaßt, der den Bildschirm 3 abrastert. Die Auswertungseinrichtung 4 weist des weiteren einen Algorithmus auf, mittels dessen aufgrund eines vorgegebenen Satzes von Masken, welche typische Konturen von Hindernissen darstellen, einzelne Bildschirmbereiche selektierbar sind. Ein rechteckiger den selektierten Bildschirmbereich umfaßender Bildschirmausschnitt, dem bestimmte Pixel des Bildschirms zuzuordnen sind, wird über die Steuereinrichtung 5 angesteuert, so daß dieser Bereich mit einem erhöhten Kontrast und gegebenenfalls zusätzlich einer erhöhten Bildauflösung wiedergegeben wird.
Die Auswertungseinrichtung 4 ist mit einem Signalhorn 6 sowie mit einem Airbag 7 als Teil des Fahrzeugsicherheitssystems verbunden, wobei durch das Sicherheitssystem zugleich eine automatische Ansteuerung des Bremssystems erfolgt. Die Auswertungseinrichtung 4 ist dabei derart ausgelegt, daß das Sicherheitssystem erst dann anspricht und der Airbag 7 ausgelöst wird, wenn die dem Hindernis zugeordnete Kontur einen vorbestimmten Übereinstimmungsgrad mit der korrespondierenden Maske überschreitet sowie einen vorgegebenen Mindestabstand unterschreitet.
Verläßt die dem Hindernis zugeordnete Kontur den Bildschirmausschnitt, so wird über die Steuerungseinrichtung 8 die Videokamera 2 über einen vorgegebenen Steuerungsalgorithmus verschwenkt, wodurch das ausgewählte Hindernis verfolgt werden kann.
Bezugszeichenliste

1: Precrashsensierungssystem
2: Videokamera
3: Bildschirm
4: Auswertungseinrichtung
5: Steuereinrichtung
6: Signalhorn
7: Airbag
8: Steuerung

Claims

Precrashsensierungssystem, insbesondere für Kraftfahrzeuge, umfassend eine Bilderfassungseinrichtung zur optischen Erfassung von beabstandeten Gegenständen und eine Bilderzeugungseinrichtung zur optischen Erzeugung eines Abbildes des erfaßten Gegenstandes, dadurch gekennzeichnet, daß eine Auswertungseinrichtung (4) zur Auswertung des erfassten Bildes vorgesehen ist, die mittels eines Algorithmus Teilbereiche des erfassten Bildes selektiert, und daß eine der Bilderzeugungseinrichtung (3) zugeordnete Steuereinrichtung (5) vorgesehen ist, die den Bildaufbau bestimmende Parameter derart steuert, daß die selektierten Bereiche mit anderen Parametern wiedergegeben werden, als die nicht selektierten Bereiche, wobei der Parameter der Kontrast oder die Farbe ist.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bilderfassungseinrichtung ein Videokamerasystem (2) ist.
System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bilderzeugungseinrichtung ein Bildschirm (3) ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die selektierten Bereiche mit anderen die Bildschärfe und/oder den Bildausschnitt und/oder die Vergrößerung bestimmenden Parametern wiedergegeben werden, als die nicht selektierten Bereiche.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Algorithmus eine Selektion eines Bildbereichs aufgrund eines Vergleichs mit einem vorgegebenen Satz von Masken ermöglicht.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertungseinrichtung lernfähig ist.
System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das System (1) eine Signaleinrichtung (6) zur Abgabe von Warnsignalen und/oder eine automatisch auslösbare Sicherheitseinrichtung (7) aufweist, die mit der Auswertungseinrichtung (4) gekoppelt ist und die bei einem vorbestimmten Übereinstimmungsgrad eines selektierten Bereiches mit einem vorgegebenen Muster des Maskensatzes automatisch auslöst.
System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das System (1) eine Signaleinrichtung (6) zur Abgabe von Warnsignalen und/oder eine automatisch auslösbare Sicherheitseinrichtung (7) aufweist, die mit der Auswerteeinrichtung (4) gekoppelt ist und bei Unterschreitung eines vorgegebenen Mindestabstandes automatisch auslöst.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bilderfassungseinrichtung (2) und/oder die Bilderzeugungseinrichtung (3) Bestandteil eines allgemeinen Fahrzeugüberwachungssystems sind.