JP5832072B2 - カメラシステムの拡張方法、カメラシステム、運転者支援システム、および対応する車両 - Google Patents

Description

本発明は、カメラシステムの拡張方法、車両用のカメラシステム、本発明のカメラシステムが装備された運転者支援システム、および本発明のカメラシステムおよび／または本発明の運転者支援システムを有する車両に関する。

特許文献１乃至１２にはカメラシステムが記載されている。

ドイツ連邦共和国特許公開公報第１０２０４１２８号 ドイツ連邦共和国特許公開公報第１０３０２６７１号 ドイツ連邦共和国特許公開公報第１０２００４０６９９８号 米国特許公開公報第２００６／００１３４３８号 ドイツ連邦共和国特許公開公報第１０２００５０５０３６３号 ドイツ連邦共和国特許公開公報第１０２５３５０１号 ドイツ連邦共和国実用新案公開公報第２０２００４０１３９８４号 ドイツ連邦共和国特許公開公報第１０２００４０４５９７４号 ドイツ連邦共和国実用新案公開公報第２０２００４０１３９８４号 ドイツ連邦共和国特許公開公報第１０２２９３３６号 米国特許公開公報第２００９／００７３２５８号 ドイツ連邦共和国特許公開公報第４３２９９８３号

本発明の課題は、車両の既存のカメラシステムのための統合コンセプトを維持して、車両用のステレオカメラシステムを提供することである。

本発明によればこの課題は、請求項１によるカメラシステムの拡張方法、請求項２によるカメラシステム、請求項１０による運転者支援システム、および請求項１１による車両によって解決される。従属請求項は、本発明の好ましく有利な実施形態を規定する。

本発明の、車両用のカメラシステムの拡張方法に対する出発点は既存のカメラシステムであり、このカメラシステムは共通のハウジング内に第１のカメラと評価ユニットを含む。既存のカメラシステムでは、評価ユニットが車両の運転者支援システムをサポートし、第１のカメラが既存のカメラシステムで、第１の通信接続を介して評価ユニットと接続されている。既存のカメラシステムは本発明により、第２のカメラが拡張され、この第２のカメラはハウジングの外に、このハウジングから離れて配置されている。第２のカメラは、第２の通信接続を介して評価ユニットと接続されている。

本発明によれば、既存のカメラシステムを拡張するために、第１のカメラおよび／または評価ユニットを装備することもできる。この場合有利には、既存のカメラシステムのための既存の統合コンセプトを、本発明のカメラシステムまたは拡張されたカメラシステムに対して使用することができる。これは例えば、第１のカメラと評価ユニットに対するハウジングの取り付け個所および運転者支援システムの適用制御装置のための接続を、拡張されたカメラシステムに対しても維持することにより行われる。したがって、第２のカメラと評価ユニットが無線接続されている場合、既存のカメラシステムに基づいて既存の統合コンセプトを、第２のカメラに対する取り付け個所だけ拡張すればよい。

前記の刊行物のいずれにも、ただ１つのモノカメラだけを含む既存のモノカメラシステムを、ステレオカメラシステムにどのように拡張することができるかについては論じられていない。しかし本願発明ではこれによって、車両用のカメラシステムの観点で、既存の統合コンセプト、場合によりモノカメラシステムを、ステレオカメラシステムのために維持することができ、モノカメラシステムに対する投資が、ステレオカメラによる置換によって無駄になることはない。

第２のカメラを、評価ユニットおよび第１のカメラから離して配置することによって、第１のカメラと評価ユニットに対するハウジングが配置された、制限のある構造空間（例えば車両の室内ミラーの領域）が、有利なことにはそれ以上（第２のカメラのために）要求されることはない。

本発明の枠内で、車両用のカメラシステムが提供される。ここでカメラシステムは、第１のカメラ、第２のカメラおよび評価ユニットを含み、評価ユニットは運転者支援システムを支援するようにサポートするように構成されている。このことは例えば、特定の特徴を、カメラにより検出された画像から抽出し、および／または対象物をこの画像中に特定することにより行われる。第１のカメラは、第１の通信接続を介して評価ユニットと接続されている。第１のカメラと評価ユニットは同じハウジングに配置されているが、第２のカメラはこのハウジングの外にあり、このハウジングから離れて配置されている。第２のカメラの構造は第１のカメラと同じにすることができ、第２の通信接続を介して評価ユニットと接続されている。

本発明のカメラシステムは、第１のカメラと評価ユニットだけを含む既存のカメラシステムを第２のカメラにより拡張するために使用することができる。これにより有利には、第１のカメラがモノカメラである既存のカメラシステムを、第２のカメラにより拡張することができ、拡張された本発明カメラシステムはステレオカメラシステムとなる。このステレオカメラシステムにより、環境が３次元画像形成され、モノカメラシステムと比較してより改善された環境情報を得ることができる（例えば対象物とカメラシステムとの距離の正確な検出）。

このいわゆるツー・ボックスデザイン（すなわち１つのボックスまたはハウジングが第１のカメラと評価ユニットに対してあり、第２のハウジングが第２のカメラに対してある）により、すでに車両に存在するモノカメラシステムに対する既存の統合コンセプトを引き継ぐことができる。なぜなら第２のカメラに対する位置だけを見つければよいからである。この第２のカメラは、いわゆる衛星カメラである。

運転者支援システムは、車両の運転者に、とりわけ非常の状況を警告または通知することができる。運転者支援システムは、車両の縦方向または横方向の案内にアクティブに介入操作することができる。

第１の通信接続も第２の通信接続も、それぞれ線路接続または無線接続とすることができる。第１のカメラは評価ユニットとともにハウジング内で存在するから、第１の通信接続は通例、線路接続である。これに対して好ましくは第２の通信接続は無線接続である。なぜならこの場合、車両にすでに存在する第１のカメラと評価ユニットを含むハウジングのための構造空間はそのままにして、第２のカメラに対する構造空間だけを車両内に見つければよいからであり、第２のカメラと評価ユニットとの間に通信線路を設置する必要がないからである。

本発明のカメラシステムには、とりわけフィードバックチャネルが装備されている。したがって評価ユニットはこのフィードバックチャネルを介して第１のカメラも第２のカメラも制御することができる。これにより評価ユニットは、例えば第１のカメラと第２のカメラの両方の露光を調整することができる。

第１のカメラと評価ユニットを含むハウジングは有利には、車両の室内ミラーの周囲に配置される。この室内ミラー自体は、車両内部の車両のフロントガラスの上方縁部であって、フロントガラスの中央に取り付けられる。ハウジングと室内ミラーとの間隔はとりわけ２０ｃｍより少なく、好ましくは１０ｃｍより少ない。

第２のカメラは、車両の以下の個所の１つに取り付けることができる。
・車両の右または左サイドミラー内、
・車両のルーフレールの右または左前方部分内、
・車両の右または左ヘッドライト内、
・車両のラジエータグリルの右または左前方部分内、
・車両のフロントガラスの右または左縁部であって、車両のワイパーにより拭き取られる領域内。これにより降雨時であっても、この降雨に邪魔されない視界をカメラが有することが保証される。この領域は、運転者または同乗者の視界が（カメラの場所に応じて）カメラによってできるだけ遮蔽されないように選択すべきである。

前に使用した概念「右」と「左」は、車両の走行方向を基準にしたものであり、車両の同乗者側または運転者側に相当する。

択一的に、第１のカメラと評価ユニットに対する、第２のカメラの取り付け個所または取り付け位置も考えられる。

有利には第１のカメラと第２のカメラは同じ高さ（カメラのレンズと車両が走行する地面との間隔）に配置される。

本発明の好ましい実施形態では、評価ユニットが、本発明のカメラシステムがその構成部分である運転者支援システムの機能の少なくとも一部を実現するように構成される。

第１のカメラと第２のカメラは通例、走行方向に配列されており、それぞれ異なる視角から実質的に同じシーンを監視する。通例、第１のカメラと第２のカメラは、互いに機械的に剛性に接続されていない。このことにより、第１のカメラは第２のカメラに対して（またはその反対）、車両のボディーの熱に起因する膨張または収縮のために、カメラの視角および／または位置を基準にして互いにずれることができる。したがって本発明のカメラシステムは有利には、第１のカメラと第２のカメラを較正するように構成することができ、第１のカメラと第２のカメラの視角および位置を、車両の走行中でも自動的に互いに適合することができる。これにより両方のカメラの較正が可能になる。

本発明の枠内で、車両用の運転者支援システムも提供される。この本発明の運転者支援システムは、前に説明した本発明のカメラシステムを有する。

最後に本発明の枠内で、前に説明した本発明のカメラシステムおよび／または前に説明した本発明の運転者支援システムを有する車両も提供される。

本発明はとりわけ、すでにモノカメラシステムを得得する車両を、第２のカメラだけ拡張するのに適し、得られるカメラシステムには立体能力がある。もちろん本発明は、この好ましい適用領域に限定されるものではない。例えば本発明は、船舶、航空機または軌道車両にも使用することができる。

以下、本発明を、好ましい実施形態に基づき添付図面を参照して詳細に説明する。

本発明のカメラシステムを備える本発明の運転者支援システムの概略図である。 第１のカメラと第２のカメラに対する可能な取り付け個所が示された本発明の車両を示す図である。

図１には、本発明の運転者支援システムが概略的に示されている。この運転者支援システムは、車両の特定の運転者をサポートする手段を制御する複数の適用制御装置８の他に、本発明のカメラシステム２０を有する。双方向通信接続によって適用制御装置８と接続されたカメラシステム２０は、第１のハウジング４と、これとは別の第２のハウジング５を有する。第１のハウジング４には、第１のカメラ１と評価ユニット３からなるモノカメラシステムが存在する。第１のカメラと評価ユニット３との間の双方向接続は、ここでは電気線路１７によって実現されている。この電気線路１７の上りチャネルを介して、第１のカメラ１は、自分が撮影した画像情報を評価ユニット３に送信し、下りチャネル７を介してこの第１のカメラ１の特定の機能、例えば露光調整が制御される。

第１のハウジング４とは別個の第２のハウジング５には、第２のカメラ２が配置されており、この第２のカメラは、双方向無線接続６を介して評価ユニット３と接続されている。第１のカメラ１と同様に第２のカメラも、双方向無線接続６の上りチャネルを介して画像情報を評価ユニット３に送信し、下りチャネル７を介して第２のカメラ２の特定機能が、評価ユニット３によって制御される。第２のカメラ２だけ拡張することによって、これにより生じる本発明のカメラシステム２０はステレオカメラシステムとなる。評価ユニット３が、両方のカメラ１、２からの画像情報を相応に処理し、両方のカメラ１、２を相応に制御できるようにするため、通常はソフトウエアアップデートが行われる。例えば評価ユニット３は、第２のカメラ２の拡張後にはオンライン較正方法を実施できるようにすべきである。これにより両方のカメラ１、２を走行中も較正し、それらの視角と位置を互いに適合できるようになる。

図１には図示されていないが、運転者支援システム９に対するいくつかの適用が、同様に第１のハウジング４に組み込まれたハードウエアにより実行されることも可能である。

図２には本発明の車両１０が示されている。この車両は、本発明のカメラシステム２０（図１参照）を備える本発明の運転者支援システム９を有する。ここで図２には、第１のハウジング４に対する取り付け個所と、第２のカメラ２に対する別の取り付け個所とが示されている。評価ユニット３と組み込まれた第１のカメラ１を有する第１のハウジング４は、車両１０の室内ミラー１１の領域に存在する。衛星カメラ２とも称される第２のカメラは、車両のルールレール１２、フロントガラス１３の上方右縁部、サイドミラー１４、ヘッドライト１５またはラジエータグリル１６の右縁部に配置することができる。図２に、第２のカメラに対する取り付け個所として示された取り付け個所が、車両の他方の側、すなわち図２の左側でもよいことを述べておく。

第１のハウジング４が室内ミラー１１の領域に存在する場合に対しては、第２のカメラ２の好ましい取り付け個所は、フロントガラス１３の右または左縁部である。なぜならこの場合には、両方のカメラ１と２を同じ高さに取り付けることができるからである。この領域１３は通例、ワイパー（図示せず）により拭き取られるフロントガラスの領域に選択される。

１ カメラ
２ カメラ
３ 評価ユニット
４ ハウジング
５ ハウジング
６ 無線接続
７ 下りチャネル
８ 制御装置
９ 運転者支援システム
１０ 車両
１１ 室内ミラー
１２ ルールレール
１３ フロントガラスの縁部
１４ サイドミラー
１５ ヘッドライト
１６ ラジエータグリルの縁部
１７ 電気線路
２０ カメラシステム

Claims (10)

1. 車両用のカメラシステムの拡張方法であって、
   該カメラシステムは拡張前に、第１のカメラ（１）と評価ユニット（３）を有し、
   該評価ユニット（３）は、車両（１０）の運転者支援システムをサポートするように構成されており、
   前記第１のカメラ（１）は第１の通信接続（１７）によって、前記評価ユニット（３）と接続されている拡張方法において、
   前記第１のカメラ（１）と評価ユニット（３）とが、１つの共通のハウジング（４）に配置され、
   前記カメラシステム（２０）が、第２のカメラ（２）により拡張され、
   該第２のカメラ（２）は、前記ハウジング（４）の外部に、該ハウジング（４）とは別に配置され、
   前記第２のカメラ（２）は、第２の通信接続（６）を介して前記評価ユニット（３）と接続され、
   前記第１の通信接続（１７）および前記第２の通信接続（６）にはそれぞれ、前記第１のカメラ（１）または前記第２のカメラ（２）から前記評価ユニット（３）へ画像情報を送信するための上りチャネルと、前記評価ユニット（３）が前記第１のカメラ（１）または前記第２のカメラ（２）の少なくとも一部の機能を制御するための下りチャネル（７）とが設けられており、
   前記第１のカメラ（１）および前記第２のカメラ（２）は、走行方向に配列されており、互いに機械的に剛性的に接続されておらず、
   前記第１のカメラ（１）および前記第２のカメラ（２）によってそれぞれ異なる視角から同じシーンを監視する、
   ことを特徴とする拡張方法。
2. 第１のカメラ（１）と第２のカメラ（２）と評価ユニット（３）を有する、車両用のカメラシステムであって、
   該評価ユニット（３）は、車両（１０）の運転者支援システムをサポートするように構成されており、
   前記第１のカメラ（１）は第１の通信接続（１７）によって、前記評価ユニット（３）と接続されているカメラシステムにおいて、
   前記第１のカメラ（１）と評価ユニット（３）とが、１つの共通のハウジング（４）に配置されており、
   該第２のカメラ（２）は、前記ハウジング（４）の外部に、該ハウジング（４）とは別に配置されており、
   前記第２のカメラ（２）は、第２の通信接続（６）を介して前記評価ユニット（３）と接続されており、
   前記第１の通信接続（１７）および前記第２の通信接続（６）にはそれぞれ、前記第１のカメラ（１）または前記第２のカメラ（２）から前記評価ユニット（３）へ画像情報を送信するための上りチャネルと、前記評価ユニット（３）が前記第１のカメラ（１）または前記第２のカメラ（２）の少なくとも一部の機能を制御するための下りチャネル（７）とが設けられており、
   前記第１のカメラ（１）および前記第２のカメラ（２）は、走行方向に配列されており、互いに機械的に剛性的に接続されておらず、
   前記カメラシステムは、前記第１のカメラ（１）および前記第２のカメラ（２）によってそれぞれ異なる視角から同じシーンを監視する、
   ことを特徴とするカメラシステム。
3. 前記第２の通信接続（６）は、無線接続（６）または線路接続であることを特徴とする請求項２記載のカメラシステム。
4. 前記ハウジング（４）は、車両（１０）の室内ミラー（１１）の領域に配置されており、
   該室内ミラー（１１）は、車両（１０）のフロントガラスの上方縁部であって、フロントガラスの中央に配置されていることを特徴とする請求項２または３記載のカメラシステム。
5. 前記第２のカメラ（２）は以下の個所の１つに配置されている：
   ・車両（１０）のサイドミラー（１４）内、
   ・車両（１０）のルーフレール（１２）の前方部分内、
   ・車両（１０）の前方ヘッドライト（１５）内、
   ・車両（１０）のラジエータグリル（１６）の前方部分内、または
   ・車両（１０）のフロントガラス（１３）の縁部であって、車両（１０）のワイパーにより拭き取られる領域、
   ことを特徴とする請求項２から４までのいずれか一項記載のカメラシステム。
6. 前記第１のカメラ（１）と第２のカメラ（２）とは、同じ高さに配置されていることを特徴とする請求項２から５までのいずれか一項記載のカメラシステム。
7. 前記評価ユニット（３）は、運転者支援システム（９）の機能の少なくとも一部を実行するように構成されていることを特徴とする請求項２から６までのいずれか一項記載のカメラシステム。
8. カメラシステム（２０）は、第１のカメラ（１）および第２のカメラ（２）の互いの視角および位置を較正するように構成されていることを特徴とする請求項２から７までのいずれか一項記載のカメラシステム。
9. 請求項２から８までのいずれか一項記載のカメラシステム（２０）を有する、車両用の運転者支援システム。
10. 請求項２から８までのいずれか一項記載のカメラシステム（２０）または請求項９記載の運転者支援システムを備える車両。

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