JP2011520406A - 自動車におけるカメラシステムのための露光制御方法 - Google Patents

Abstract

自動車におけるカメラシステムのための露光制御方法が提示される。カメラシステムにより、車両周辺の画像列が最適な露光時間で撮影される。最適な露光時間が周囲の明るさ又は個々の物体の明るさに関係して規定される。最適な露光時間が所定の閾値より長い時、短い所定の露光時間すなわち最適な露光時間より短い露光時間で少なくとも１つの中間画像が撮影される。カメラシステムの画像データに基づいて少なくとも２つの運転者援助機能が実行される。第１の運転者援助システムのために最適な露光時間で撮影される画像データガ使用され、第２の運転者援助システムのために短い露光時間で撮影される画像データが使用される。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車におけるカメラシステムのための露光制御方法に関し、例えば運転者援助機能を備えた車両に用いられる。最適に照明される画像は、物体及び運転者援助システムの信頼性の確実で誤りのない検出のための前提である。

米国特許出願公開第２００４／０２２７８１４号明細書は、異なる露光時間を持つ第１の画像と第２の画像を合成する車両のカメラシステムのための二重露光方法を示している。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２００６０２８６２４号明細書は、効果的に短縮される積分時間を可能にする制御装置を持つ露光適応画像センサを示している。

異なる時間に撮影される２つの画像の合成により、急速にその位置を変化する物体をぼやけさせる。

不十分な照明の場合、短縮される積分時間は、物体又は標識のコントラストを少なくし、従ってもはや確実に検出されなくする。

従ってここに紹介される発明の課題は、物体を確実に認識できるカメラの露光方法を提示することである。

本発明によればこの課題は、独立請求項に記載の装置及び方法によって解決される。有利な展開は従属請求項からわかる。

カメラシステムにより、車両周辺の画像列が最適な露光時間で撮影される。最適な露光時間が周囲の明るさ又は個々の物体の明るさに関係して規定される。更に露光時間が、考慮される応用例えば運転者援助機能に関係してもよい。更に最適な露光時間が所定の閾値より長い時、短い所定の露光時間すなわち最適な露光時間より短い露光時間で少なくとも１つの中間画像が撮影される。

カメラシステムの画像データに基づいて少なくとも２つの運転者援助機能が実行され、その際第１の運転者援助システムのために最適な露光時間で撮影される画像データが使用され、第２の運転者援助システムのために短い露光時間で撮影される画像データが使用される。

本発明の有利な構成では、所定の閾値が自動車の速度に関係している。特に高い速度では小さい閾値が選ばれる。考慮される閾値と速度との関係は、例えば逆比例であるか、又は段階関数に従う。

本発明の有利な構成では、画像が交互に短い及び長い露光時間で撮影される。

本発明の有利な構成では、方法が交通標識認識用カメラシステムにおいて場合によっては別の運転者援助機能のために使用される。

運転者援助機能Ａ，Ｂ及びＣを持つ実施例及び図について以下に説明される。運転者援助機能Ａは例えば車線認識であり、Ｂは例えば電灯制御であり、Ｃは例えば交通標識認識である。

一定の画像割合及び所定の閾値より例えば５ｍｓより小さい露光時間における時間線図を示す。 長く露光される画像及び短く露光される画像の交替する列を持つ時間線図を示す。 所定の閾値より小さい露光時間及び簡単化された同期化を持つ時間線図を示す。 長く露光される画像及び短く露光される画像の交替する列及び簡単化された同期化を持つ時間線図を示す。

昼間に車線認識（ＳｐＥ）、交通標識認識（ＶＺＥ）のような応用は、露光制御に類似の要求を課す。即ち陽の当たる所及び影の所では画像撮影装置のダイナミックレンジに適度の要求、また例えばトンネル乗入れ及びトンネル乗出しの際車線を見出すためできるだけ大きいコントラストを維持したままでダイナミックレンジに高度の要求を課す。

夜は露光制御に対して別の極端を示す。車線の見出しはできるだけ長い露光時間を必要とする。向かって来る前照灯が望ましくないまぶしさを生じないようにするために、ダイナミックレンジは非常に高くなければならない。遠距離灯援助（ＦＬＡ）のように夜間に働く応用のために、向かって来る車両のほかに物体が画像撮影装置を飽和させないように、露光を設定せねばならない。他方交通標識認識のために、高い速度において露光時間が大きくなりすぎてはならない。なぜならば、そうしないと、”運動かすみ“（ｍｏｔｉｏｎ−ｂｌｕｒｓ）のため、交通標識の表示例えば速度限界がもはや明白に認められないからである。運動かすみを回避するため露光時間の基準値は，２００ｋｍ／ｈで５ｍｓである。薄明及び夜における車線認識及び交通標識認識のための対立する要求は、以下に説明される解決策を必要とする。

第１実施例として説明される方法では、自動車の所定の速度及び交通標識認識のため所定の露光時間以上で、短時間に露光される第２の画像が撮影される。

夜間交通標識のため露光は、短くすることができる。なぜならば交通標識は前照灯の光を少なくとも一部反射し、従って例えば道路のアスファルトより著しく大きい前照灯の光量を反射するからである。交通標識は、一層短い露光時間でもまだ十分なコントラストでカメラのために見える。リフレッシュ速度は、一般にすべての応用について一定で、例えば２５Ｈｚである。

図１には、一定の画像割合及び所定の閾値より小さく例えば５ｍｓより小さい露光時間における時間線図が示されている。ハッチングを施した面積は、露光に並行して行われる読出し時間を示す。読出し時間に、サイクルにおいて先に撮影された画像が読出される。

さて、所定の閾値より大きく例えば５ｍｓより大きい露光時間が必要になると、利用可能な時間幅（２５フレーム／秒のリフレッシュ速度で４０ｍｓ／画像）内に、所定の閾値例えば５ｍｓより小さい露光時間で露光される画像が撮影可能であり、それにより運動かすみによって歪められない画像が付加的に形成されるようにしている。この付け足しの考慮は、画像の読出し時間が利用可能な時間幅（例えば２５フレーム／秒で１５ｍｓ）より著しく短いことを前提としている。その場合例えば第１のフレームを２５ｍｓに短縮し、長さ１５ｍｓの第２のフレームを挿入することができる。こうして画像割合は、露光時間に対して所定の閾値（例えば５ｍｓ）より大きく倍加され、車線認識又は遠距離灯援助及び交通標識認識のための画像が交互に撮影される。図２は、例えば第１フレームに対して２０ｍｓ、また第２フレームに対して５ｍｓの露光時間における方法の時間的経過を示す。

第２実施例では、刻時及び画像評価に対する簡単化された同期化要求を持つ方法が紹介される。両方のフレームは同じ長さに選ばれる。場合によっては延長されるクロック周波数はそのつどの応用に関係して必要である。図３には、露光時間が所定の閾値より短い場合に対する方法の時間的経過が示されている。露光時間が５ｍｓより短いと、両方のフレームに対する露光制御を同じに行うことができる。周辺が一層暗く、必要な露光時間が一層大きくなると、今やＶＺＥフレームに対する露光時間は短く（例えば５ｍｓ）保たれる。これが図４に示されている。短い露光時間は、車両の速度に関係して決定することができる。それにより小さい速度に対して露光時間を長くして（図４に示すように最大２５ｍｓに）、運動かすみなしにコントラストが十分な画像を得ることができる。短く露光される画像に対する露光時間と速度との関係は、例えば逆比例であるか、又は段階関数に従う。その代りに固定的に規定される例えば５ｍｓの短い露光時間を設けることができる。

Claims (11)

1. 自動車におけるカメラシステムのための露光制御方法であって、カメラシステムにより、車両周辺の画像列が最適な露光時間で撮影され、最適な露光時間が周囲の明るさ又は個々の物体の明るさに関係して規定され、最適な露光時間が所定の閾値より長い時、短い所定の露光時間すなわち最適な露光時間より短い露光時間で少なくとも１つの中間画像が撮影されるものにおいて、カメラシステムの画像データに基づいて少なくとも２つの運転者援助機能が実行され、その際第１の運転者援助システムのために最適な露光時間で撮影される画像データが使用され、第２の運転者援助システムのために短い露光時間で撮影される画像データが使用されることを特徴とする、方法。
2. 所定の閾値が自動車の速度に関係していることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 画像が交互に短い及び長い露光時間で撮影されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
4. 第１の運転者援助システムが車線認識（ＳｐＥ）又は遠距離灯援助（ＦＬＡ）であることを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の方法。
5. 第２の運転者援助システムが交通標識認識（ＶＺＥ）であることを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の方法。
6. 夜の場合交通標識認識（ＶＺＥ）のために短い露光時間で撮影される画像データが使用されることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
7. 車線認識（ＳｐＥ）又は遠距離灯援助（ＦＬＡ）及び交通標識認識（ＶＺＥ）のために、画像が交互に撮影されることを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の方法。
8. すべての運転者援助システムのためのリフレッシュ速度が一定であることを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の方法。
9. 短く露光される画像の露光時間と自動車の速度との関係が逆比例であることを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の方法。
10. 先行する請求項の１つに記載の方法に基づくカメラシステム。
11. 請求項１０に記載のカメラシステムを持つ自動車。

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