WO2014072052A1 - Kraftfahrzeug und verfahren zum betrieb eines kraftfahrzeugs - Google Patents

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Michael Reichel
Mohamed Essayed Bouzouraa
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Audi Ag
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Definitions

  • the invention relates to a motor vehicle, comprising at least one control device, a thermal imaging camera and an image processing device, wherein the image processing device is designed to detect objects on a thermal image of the thermal imaging camera.
  • passive infrared cameras are often used. With these cameras, only the infrared radiation emitted by objects is recorded. The strength of these cameras is to detect animals or people on the road. In production vehicles systems are already being used that detect pedestrians and can give warning signals when moving a pedestrian in the direction of the road or the vehicle.
  • BEST ⁇ TIGUNGSKOPE The invention is therefore based on the object of specifying a motor vehicle with an improved evaluation of sensor information of an infrared camera.
  • the image processing device is designed to detect at least one object property of at least one recognized object, in particular of a detected vehicle, by evaluating the heat distribution in the thermal image in an area comprising the detected object.
  • the control device is designed to use the object property in the operation of a vehicle system.
  • the invention is based on the idea that after recognition of an object further information can be obtained by the distribution of heat is evaluated on the object and in the area around the object.
  • object recognition algorithms are based on edges or contour recognition. In this case, mainly sharp contrasts are used.
  • a continuous change, for example a heat distribution, is not used.
  • Such an investigation of the heat distribution is particularly advantageous for objects that are composed of many different parts of very different heat. This is the case with motor vehicles, for example.
  • the position or the presence of certain parts of an object can be detected. Since the object itself has already been detected before, the type of object can already be used here. If, for example, a human being is recognized, specific attempts can be made to recognize individual limbs. If, however, a motor vehicle is detected, it can be attempted to detect an engine, exhaust gases or an exhaust, for example. Of course, this method can also be used together with other sensors. Thus, for example, the outline of a motor vehicle can be determined on the basis of a video image, and the position of individual hot parts, such as of the exhaust, then through the thermal imaging camera. It is also possible to use a distance-measuring sensor, in particular an ultrasonic sensor, to determine the distance of an object. Since a scaling of the object is known, the subsequent image recognition is simplified.
  • a determination of additional object properties can offer great advantages.
  • the information obtained and thus the environmental model existing in the motor vehicle gains robustness.
  • information can also be obtained which allows a better prediction of the behavior of other road users.
  • the future behavior of at the time of detection motor vehicles can be predicted better. For example, a probable driving direction can be predicted after the approach by a determined tire position, or it can be determined whether the engine is in operation and thus a start is to be expected.
  • a better and more robust environment model is useful.
  • more accurate information about the movement of other vehicles can be used by appropriate vehicle systems, in particular by longitudinal or transverse leading vehicle systems, for improved accident prevention.
  • a better environment model in particular with regard to other vehicles with which a collision threatens, allows a more accurate crash prognosis, as a result of which better control of the safety systems of a motor vehicle can take place.
  • additional information about the region of another motor vehicle can be obtained with which a collision is likely to occur.
  • the deformability of a body portion or other recognized component can be much better be estimated.
  • This information can then be used for the adaptive actuation of safety systems, in particular occupant restraint systems, in order, for example, to adapt the triggering times of airbags. It is also possible that in an imminent unavoidable collision by influencing a plurality of vehicle systems, such as brakes, suspension or control, the trajectory of the motor vehicle is influenced so that the severity of the collision is minimal. Also in this case, the determination and use of deformability information is advantageous. The determination of collision regions, which pose special dangers, is advantageous. In this case, a vehicle system may potentially act on the crash event to avoid collision with that vehicle region.
  • the object property or one of the object properties can be an object orientation.
  • the direction of travel of the detected vehicle can be determined. This is especially useful in situations in which the detected vehicle is moving very slowly or temporarily.
  • methods based on the detection of motion can not make any statements about the direction of movement.
  • the method according to the invention can detect the front side of the recognized vehicle and thus predict in which direction the vehicle is likely to move. Above all, at intersections or traffic lights so that additional vehicles can be clearly assigned to oncoming traffic or the side traffic.
  • the determination of the orientation of a detected vehicle makes it possible to check the plausibility of other sensor signals.
  • the image processing for determining the object orientation of the detected motor vehicle may be formed by determining the position of at least one exhaust and / or the engine of the detected vehicle relative to the position of the detected vehicle.
  • Engine and exhaust of a motor vehicle are particularly warm.
  • the object characteristic or one of the object properties of the detected vehicle is the shape of the exhaust and / or the amount and / or the shape of the exhaust gases emitted, and the image processing device is configured to evaluate the running performance of the detected vehicle from these data. It can be advantageous for driver assistance systems, for example when approaching a traffic light, to be able to estimate the driving performance of other vehicles. Powerful motor vehicles have a higher consumption in every driving situation and thus also a higher exhaust emission than comparable low-performance vehicles. Such a larger amount of exhaust gas can be detected by an infrared camera. In addition, information about the amount and size of the exhausts can be obtained. While these data alone can at most be seen as indicative of vehicle performance, they may confirm or refute information from other parts of the environmental sensor system.
  • an object property or one of the object properties can be a shape and / or size of the object.
  • edge detection problems can occur with a conventional camera.
  • edge detection of objects can be difficult with drop shadows in the dark and when illuminated with headlamps ⁇
  • the images of a passive infrared camera are usually less resolved, they can be used in combination with other sensor data for a more robust edge and size estimation to reach.
  • many objects are warmer than the environment and can thus be well imaged with an infrared camera.
  • Even drop shadows which are barely distinguishable from real edges when imaging the vehicle environment in the visible area during image evaluation, are in the picture of a passive infrared camera. Mera not problematic, because it does not work with an active lighting.
  • An object characteristic or one of the object properties of the recognized vehicle can also be a type of drive, with combustion drives in particular being recognized by the presence of at least one exhaust or of exhaust gases and electric drives due to the presence of batteries.
  • lithium-ion batteries are often used. If these are damaged, there is a risk that water will penetrate. In this case, it can lead to a strong heating of the accumulator with fire and deflagration. Therefore, in the event of an impending collision, a driver assistance system may attempt to brake the vehicle or control damage to the batteries. Lithium-ion accumulators at the scene of the accident are additional sources of danger. Therefore, it is also possible that the control device after a collision of the detected motor vehicle for controlling a display means for displaying an indication of the kind the drive of the recognized vehicle is formed. So that information of the driver is possible before he provides, for example, accident assistance.
  • the object characteristic or one of the object properties of the detected vehicle is an operating state, in particular the operation of an engine, which is detected by the presence of exhaust gases and / or the temperature of the engine and / or batteries.
  • the information about the operating state of other motor vehicles allow a better assessment of the traffic situation. For example, it can be recognized early on that a parked vehicle starts its engine. This indicates early on that it is possible to escape from a parking space.
  • a detection of the operating state for example, in the parking space search in a parking garage can be used. If the engine is running in the case of a motor vehicle standing in a parking space, there is a higher probability that this parking space will become free.
  • the recognition of the operating state can be useful. This is especially the case when the motor vehicle is equipped with an automatic start and the control device is designed to control the automatic start depending on the operating state of an engine of the detected vehicle.
  • the engine can be switched off at a traffic light, and the start of the engine can be made dependent on the operating state of the engine of the vehicle in front.
  • the object property or one of the object properties of the detected vehicle is the position and / or position of at least one wheel that is heated due to a drive of the detected vehicle. Detecting the position of the wheels may provide and / or confirm information about an orientation of the detected vehicle. However, it is also possible to detect the position of wheels. This allows a prediction of the future movement of the detected vehicle. Especially with stationary vehicles or very slow movement of vehicles, this is very difficult with other methods. Furthermore, an object property or one of the object properties of the detected vehicle may be the position of a foot point of the at least one wheel. The detection of the foot of the wheel is relatively easy, as the bike and road usually have significantly different temperatures.
  • the distance to the detected motor vehicle can be calculated.
  • the recognized vehicle is at the same height as the motor vehicle according to the invention. If each pixel of the infrared camera assigned a solid angle, which is represented by this pixel, and the zero point is selected at the middle pixel, so far from the center below this lying pixels correspond larger spatial angles between the camera and base of the vehicle, which means that Vehicle is closer.
  • a distance can not be calculated directly, but it is possible, if a distance is known, to calculate a height information, or if a height information is known to calculate a distance , For example, if altitude information from a high resolution map is available in conjunction with GPS information, a distance can be calculated.
  • the object property or one of the object properties of the detected vehicle is the position of an engine and / or at least one battery.
  • the control device is designed to control a driving engagement and / or at least one safety system taking into account at least one determined object property.
  • Automotive safety systems are often complex and control a variety of individual systems, such as the triggering or deployment timing of airbags or belt tensioners, steering adjustments, selective braking, or chassis adjustments. Of course, the goal of all these systems is first of all accident prevention.
  • the at least one determined object property for controlling the driving engagement and / or the safety system may be element of the group object orientation, shape, size, mileage, distance, position of the motor, position of at least one battery and position of easily deformable parts of the object.
  • the object property or one of the object properties of the detected vehicle prefferably be the position of areas which leads to the smallest maximum injury severity of vehicle occupants in the event of a collision, and the control unit for computationally unavoidable collision to control the motor vehicle to collide with these areas is formed, wherein the determination of these areas comprises at least one detection of areas that lead to a high maximum injury severity in a collision, such as battery or motor, by detecting thermal signatures and / or detection of easily deformable areas, taking into account the material temperature.
  • the invention also relates to a method for operating a motor vehicle having a thermal imaging camera, an image processing device and a control device, comprising the steps:
  • Determining at least one object property by the image processing device by evaluating the heat distribution in the thermal image in an area comprising the object,
  • FIG. 1 is a schematic representation of a motor vehicle according to the invention
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment for detecting object properties on the basis of a rear view of a motor vehicle with internal combustion engine
  • Fig. 3 shows an embodiment for the recognition of object properties based on a front view of a motor vehicle
  • FIG. 4 shows an exemplary embodiment for detecting object properties based on a side view of an electric vehicle.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a motor vehicle.
  • the motor vehicle 1 comprises an infrared camera 2 and an image processing device 3, which processes the data of the infrared camera 2.
  • the image processing device 3 fulfills two tasks here. On the one hand, in a first step, objects are detected, on the other hand, in a second step, properties of objects are determined by evaluating the heat distribution in the thermal image in an area encompassing the detected object.
  • the motor vehicle 1 is also equipped with further sensors 4 and the data processing units associated with the sensors. A data exchange between the further sensors 4 or the associated data processing devices and the image processing device 3 can take place via a CAN bus 5.
  • the image processing device 3 information of the image recognition of a camera that works in the visible range, are provided. In the same way, conversely, it is possible for images of the infrared camera 2 and the information obtained therefrom to be output from the image processing device 3. Evaluation of the data of the other sensors 4 are used. Different types of sensor and information fusion are conceivable.
  • the object recognition itself is based on edge detection. As a result, sharp transitions in the image are used to gain information in this step. If an object is detected, further identification of internal structures of the object or further information about the object can take place using the information about the recognized object type. It is also possible to use information from another sensor 4, for example a camera operating in the optical range, in order to compare the heat distribution on the object with the recognized shape of the object with the optical camera.
  • the recognized object properties are transmitted from the image processing device 3 via the CAN bus 5 to a control device 6. This can perform a variety of control tasks.
  • the image of the infrared camera 2 can also be transmitted via the CAN bus 5 to a display means 7 in the vehicle interior.
  • the display means 7 represents an image of the infrared camera 2, it can be supplemented by the control device 6 with further information obtained by the image processing device 3. It is thus possible to display the operating state of recognized motor vehicles, their orientation, the distance to recognized objects and the type of drive of a recognized motor vehicle.
  • the information displayed on the display system 7 can be selected via operating elements 8. These are designed as a screen with softkeys and a Drehd gursteiler. In addition to the mere display of additional information, several vehicle systems are also controlled directly.
  • the motor vehicle 1 is equipped with a start-stop system.
  • the control unit 6 also provides a plurality of driver assistance systems such as longitudinal guidance and transverse guidance systems. These driver assistance systems can also use the object properties of detected objects determined by the image processing device 3. Thus, with the recognition of these additional object properties, a better recognition of oncoming traffic as well as side traffic by detection of the vehicle orientation is possible. Also, especially in stationary traffic in traffic jams, traffic lights or at intersections can be easily distinguished between active road users and parked vehicles.
  • the object properties determined by the image processing device 3 are also used for numerous security systems.
  • a collision protection system comprising brake assist system 10 for controlling the brakes and a control assistance system 12 for adapting the control, upon detection of a collision risk by the data of the other sensors 4 and the infrared camera 2 by the Control device 6 via the CAN bus 5 so controlled that a threatening accident is avoided, or its consequences for the occupants of motor vehicles are minimal.
  • the image processing device 3 of the infrared camera 2 provides a multiplicity of additional object information for this purpose.
  • the traffic situation can be better assessed by additional information about object orientation, shape, size, driving performance and distance of recognized objects by the driver assistance systems of the control device 6.
  • these areas can be transmitted via the CAN bus 5 to the control device 6, which controls the brake assist system 10 for controlling the brakes 1 1 and the control assistance system 12 for adjusting the controller 13 with the aid of this information, in the case of an unavoidable collision, the collision with the previously determined areas of small maximum injury severity takes place.
  • the motor vehicle 1 also has a plurality of safety systems (not shown), such as occupant restraint systems. Via the CAN bus 5, the control device 6 can influence the behavior of the safety systems in the event of accidents depending on a crash prognosis. This allows adaptive control of the safety systems.
  • information which is obtained from the data of the infrared camera 2 with the aid of the image processing device 3 can be used. For example, when the safety systems are actuated, it is possible to take into account determined information about the deformation behavior of a region of another vehicle with which a collision is imminent.
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment for detecting object properties of a preceding motor vehicle 14 with an internal combustion engine.
  • the vehicle itself is either by the infrared camera 2 or by the use of other sensors 4, such.
  • the detected wheels 17 can also be used for distance determination.
  • the base 18 of the wheel 17 is easy to see, since it is the transition point between the wheel 17 and the road 19.
  • the position of the foot point 18 of the wheel 17 is clearly attributable to a group of pixels in the image of the infrared camera 2. Since each pixel of the infrared camera 2 corresponds to a solid angle, the position of the foot point 18 can be fixed to a certain solid angle. If the height of the foot point 18 is known, the distance between the foot point 18 and the own motor vehicle 1 can be determined. If it is determined that the vehicle 14 is at the same height as the own motor vehicle 1, the height of the on-board infrared camera 2 opposite the base 18 is known and the distance can be calculated.
  • Fig. 3 shows schematically a front view of a recognized motor vehicle 14.
  • the infrared camera 2 especially warm parts of the Motor vehicle 14 to recognize.
  • These are in addition to the contour of the motor vehicle 14, especially the engine block 22 and the wheels 17, especially the jacket 20.
  • the wheels 17 and a steering angle can be detected, since the rim 21 is usually noticeably cooler than the coat 20. If wheels 17 are detected, this is an indication that they are front wheels. From the contour of the detected motor vehicle 14, the recognition of taken front wheels 17, as well as the recognized engine block 22, a high probability can be determined that it is an oncoming vehicle 14.
  • a warm jacket 20 of the wheel 17 and a warm engine block 22 also lead to a high probability that it is not a parked vehicle.
  • the recognized vehicle 14 it can be recognized that it is an active road user, that the recognized motor vehicle 14 is likely to move to the right when approaching and that it is accommodating. From the position of the foot 18, so the transition between the wheel 17 and the road 19, as in the previous example, in turn, a distance can be determined. In the event of an imminent collision, both the wheel deflection for predicting the movement of the detected vehicle 14 and the position of the engine block 22 for achieving a collision with a minimum maximum injury severity and / or least damage may be used. In addition, an adaptation of the triggering time of security systems, in particular of occupant restraint systems such as airbags or belt tensioners, for example, depending on the position of the engine block 22, possible.
  • FIG. 4 is a schematic side view of a recognized motor vehicle 14 with an electric motor.
  • the detected tires 17 and the contour of the recognized motor vehicle 14 can be determined that the detected vehicle 14 is seen laterally.
  • a side view should be seen in a vehicle 14 with internal combustion engine in the area 24 an exhaust, and exhaust gases. Since there are no conspicuously warm objects in the detected vehicle 14 in this area, it is either a parked vehicle or an electric vehicle.
  • the recognized batteries 23 also show with high probability that it is an electric or hybrid vehicle. Again, a determination of the distance by determining the base point 18 between the wheel 17 and 19 road is possible.
  • the depicted shape of the wheel 17, which is usually steered can be compared with the shape of the rear wheel 25.
  • both wheels 17 and 25 are the same shape, which indicates a straight ahead of the motor vehicle 14.
  • the additional information obtained by the image processing device 3 of the infrared camera 2 can be attempted by the control device 6 to prevent damage to the batteries 23 and thus additional dangers. This is especially important because the position of batteries 23 in electric and hybrid vehicles may be different. For a determination of the battery position from the vehicle contour is not possible. So there must be a direct determination of the battery position.

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Abstract

Kraftfahrzeug (1), umfassend wenigstens eine Steuereinrichtung (6), eine Wärmebildkamera (2) und eine Bildverarbeitungseinrichtung (3), wobei die Bildverarbeitungseinrichtung (3) zum Erkennen von Objekten auf einem Wärmebild der Wärmebildkamera (2) ausgebildet ist, wobei die Bildverarbeitungseinrichtung (3) zur Ermittlung von mindestens einer Objekteigenschaft mindestens eines erkannten Objektes, insbesondere eines erkannten Fahrzeugs (14), durch Auswertung der Wärmeverteilung im Wärmebild in einem das erkannte Objekt umfassenden Bereich ausgebildet ist, wobei die Steuereinrichtung (6) zur Nutzung der Objekteigenschaft bei dem Betrieb eines Fahrzeugsystems (10, 12) ausgebildet ist.

Description

Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, umfassend wenigstens eine Steuereinrichtung, eine Wärmebildkamera und eine Bildverarbeitungseinrichtung, wobei die Bildverarbeitungseinrichtung zum Erkennen von Objekten auf einem Wärmebild der Wärmebildkamera ausgebildet ist.
Fahrassistenzsysteme, die Sicherheits- und Komfortfunktionen zur Verfügung stellen, gewinnen in modernen Kraftfahrzeugen zunehmend an Bedeutung. Um diesen Fahrassistenzsystemen ausreichend die Umgebung betreffende Daten zur Verfügung zu stellen, gewinnt auch die Sensorik in Kraftfahrzeugen zunehmend an Bedeutung. Vor allen Dingen in der Oberklasse sind inzwischen zunehmend Wärmebildkameras in Kraftfahrzeugen vorhanden. Hier werden generell zwei Systeme verwendet. Zum einen kommen aktive Wärmebildkameras zum Einsatz, bei denen das Sichtfeld der Kamera mit Infrarotlicht ausgeleuchtet wird. Ein solches System stellt ähnliche Bildinformationen zur Verfügung, wie sie auch durch eine normale Kamera aufgenommen werden können, bzw. wie sie auch der Fahrer direkt sieht. Der Vorteil einer solchen Kamera ist, dass eine ähnliche Ausleuchtung der Umgebung, wie bei Beleuchtung mit Fernlicht, vorgenommen werden kann, ohne dass Fahrer entgegenkommender Fahrzeuge geblendet werden.
Alternativ werden häufig auch passive Infrarotkameras eingesetzt. Bei diesen Kameras wird ausschließlich die von Objekten abgestrahlte Infrarotstrahlung aufgenommen. Die Stärke dieser Kameras ist es, Tiere oder Personen auf der Fahrbahn zu erkennen. In Serienfahrzeugen werden auch schon Systeme eingesetzt, die Fußgänger erkennen und bei Bewegung eines Fußgängers in Richtung der Fahrbahn oder des Fahrzeugs Warnsignale geben können.
BESTÄTIGUNGSKOPE Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Kraftfahrzeug mit demgegenüber verbesserter Auswertung von Sensorinformationen einer Infrarotkamera anzugeben.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Bildverarbeitungseinrichtung zur Ermittlung von mindestens einer Objekteigenschaft mindestens eines erkannten Objekts, insbesondere eines erkannten Fahrzeugs, durch Auswertung der Wärmeverteilung im Wärmebild in einem das erkannte Objekt umfassenden Bereich ausgebildet ist, wobei die Steuereinrichtung zur Nutzung der Objekteigenschaft bei dem Betrieb eines Fahrzeugsystems ausgebildet ist.
Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, dass nach erfolgter Erkennung eines Objekts weitere Informationen gewonnen werden können, indem die Verteilung von Wärme an dem Objekt und im Bereich um das Objekt ausgewertet wird. Häufig beruhen Objekterkennungsalgorithmen auf Kanten bzw. Konturerkennung. In diesem Fall werden hauptsächlich scharfe Kontraste genutzt. Eine kontinuierliche Veränderung, beispielsweise eine Wärmeverteilung, wird nicht genutzt. Eine solche Untersuchung der Wärmeverteilung ist insbesondere bei Objekten vorteilhaft, die sich aus vielen verschiedenen Teilen stark unterschiedlicher Wärme zusammensetzen. Dies ist beispielsweise bei Kraftfahrzeugen der Fall.
Anhand einer solchen Wärmeverteilung kann die Position bzw. das Vorhandensein von bestimmten Teilen eines Objekts erkannt werden. Da das Objekt selbst bereits zuvor erkannt wurde, kann hier bereits die Art des Objekts genutzt werden. Wird beispielsweise ein Mensch erkannt, so kann gezielt versucht werden, einzelne Gliedmaßen zu erkennen. Wird hingegen ein Kraftfahrzeug erkannt, so kann beispielsweise versucht werden, einen Motor, Abgase oder einen Auspuff zu erkennen. Dieses Verfahren kann selbstverständlich auch gemeinsam mit anderen Sensoren genutzt werden. So kann beispielsweise der Umriss eines Kraftfahrzeugs aufgrund eines Videobildes ermittelt werden, und die Position einzelner heißer Teile, wie beispielsweise des Auspuffs, anschließend durch die Wärmebildkamera. Es ist auch möglich, einen abstandsmessenden Sensor, insbesondere einen Ultraschallsensor zu nutzen, um den Abstand eines Objektes zu bestimmen. Da damit eine Skalierung des Objekts bekannt ist, ist die anschließende Bilderkennung vereinfacht.
Eine Ermittlung weiterer Objekteigenschaften kann große Vorteile bieten. Im einfachsten Fall kann es möglich sein, Informationen, die bereits durch ein anderes Sensorsystem erhalten wurden, durch die Auswertung der Wärmeverteilung zu bestätigen. Damit gewinnt die erhaltene Information und damit das im Kraftfahrzeug vorhandene Umgebungsmodell an Robustheit. Es können aber, wie später noch genauer beschrieben, auch Informationen gewonnen werden, die eine bessere Voraussage des Verhaltens anderer Verkehrsteilnehmer erlauben. Insbesondere das zukünftige Verhalten von zum Zeitpunkt der Detektion stehenden Kraftfahrzeugen kann besser vorausgesagt werden. Beispielsweise kann eine wahrscheinliche Fahrtrichtung nach der Anfahrt durch eine ermittelte Reifenstellung vorhergesagt werden, oder es kann ermittelt werden ob der Motor in Betrieb ist und damit ein Anfahren zu erwarten ist.
Insbesondere im Rahmen der Unfallvermeidung bzw. der Minimierung maximaler Verletzungsschweren ist ein besseres und robusteres Umgebungsmodell nützlich. Die durch das erfindungsgemäße Verfahren erlangten, genaueren Informationen über die Bewegung anderer Fahrzeuge können durch entsprechende Fahrzeugsysteme, insbesondere durch Längs- bzw. Querführende Fahrzeugsysteme, zur verbesserten Unfallvermeidung genutzt werden. Zudem erlaubt ein besseres Umgebungsmodell, insbesondere im Bezug auf weitere Fahrzeuge mit denen eine Kollision droht, eine exaktere Crashprognose, wodurch eine bessere Steuerung der Sicherheitssysteme eines Kraftfahrzeugs erfolgen kann. So können im Fall eines nicht mehr zu vermeidenden Unfalls zusätzliche Informationen über die Region eines weiteren Kraftfahrzeugs gewonnen werden, mit der eine Kollision voraussichtlich erfolgt. So kann als eine Objekteigenschaft die Verformbarkeit eines Karosserieabschnitts oder eines anderen erkannten Bauteils wesentlich besser abgeschätzt werden. Diese Information kann dann zur adaptiven Ansteue- rung -von Sicherheitssystemen, insbesondere Insassenrückhaltesystemen, genutzt werden, um beispielsweise die Auslösezeitpunkte von Airbags anzupassen. Es ist auch möglich, dass bei einer bevorstehenden unvermeidbaren Kollision durch Beeinflussung einer Vielzahl von Fahrzeugsystemen, wie beispielsweise Bremsen, Federung oder Steuerung, die Trajektorie des Kraftfahrzeugs so beeinflusst wird, dass die Schwere der Kollision minimal ist. Auch in diesem Fall ist die Ermittlung und Nutzung einer Verformbarkeitsinformation vorteilhaft. Auch die Ermittlung von Kollisionsregionen, die besondere Gefahren bergen, ist vorteilhaft. In diesem Fall kann ein Fahrzeugsystem potentiell auf den Crashvorgang einwirken, um eine Kollision mit dieser Fahrzeugregion zu vermeiden.
Es möglich, dass die Objekteigenschaft oder eine der Objekteigenschaften eine Objektausrichtung ist. In diesem Fall kann beispielsweise die Fahrtrichtung des erkannten Fahrzeugs festgestellt werden. Dies ist vor allem in Situationen sinnvoll, in denen das erkannte Fahrzeug sich nur sehr langsam bewegt oder vorübergehend steht. Verfahren, die auf der Detektion von Bewegung beruhen, können in diesem Fall keine Aussage über die Bewegungsrichtung treffen. Das erfindungsgemäße Verfahren kann jedoch die Vorderseite des erkannten Fahrzeugs erkennen und damit voraussagen, in welche Richtung sich das Fahrzeug voraussichtlich bewegen wird. Vor allen Dingen an Kreuzungen oder Ampeln können damit weitere Fahrzeuge klar dem Gegenverkehr oder dem seitlichen Verkehr zugeordnet werden. Zudem ermöglicht die Feststellung der Ausrichtung eines erkannten Fahrzeugs die Plausi- bilität anderer Sensorsignale zu prüfen.
Vorzugsweise kann die Bildverarbeitung zur Ermittlung der Objektausrichtung des erkannten Kraftfahrzeugs durch Ermittlung der Position mindestens eines Auspuffs und/oder des Motors des erkannten Fahrzeugs relativ zur Position des erkannten Fahrzeugs ausgebildet sein. Motor und Auspuff eins Kraftfahrzeugs sind besonders warm. Zudem sind im Bereich des Auspuffs auch warme Abgase vorhanden. Diese Objekte strahlen stark im infraroten Bereich und sind damit gut abbildbar. Demgegenüber sind große Teile des Kraftfahrzeugs deutlich kühler. Damit ist eine klare Erkennung dieser Baugruppen möglich.
Es ist auch möglich, das die Objekteigenschaft oder eine der Objekteigenschaften des erkannten Fahrzeugs die Form des Auspuffs und/oder die Menge und/oder Form der abgegebenen Abgase ist, und die Bildverarbeitungseinrichtung zur Bewertung der Fahrleistung des erkannten Fahrzeugs aus diesen Daten ausgebildet ist. Es kann für Fahrassistenzsysteme, beispielsweise bei der Anfahrt an einer Ampel vorteilhaft sein, die Fahrleistung anderer Fahrzeuge abschätzen zu können. Leistungsstarke Kraftfahrzeuge haben in jeder Fahrsituation einen höheren Verbrauch und damit auch einen höheren Abgasausstoß als vergleichbare leistungsschwache Kraftfahrzeuge. Eine solche größere Menge Abgas kann von einer Infrarotkamera detektiert werden. Zusätzlich kann noch Information über die Menge und Größe der Auspuffe gewonnen werden. Während diese Daten alleine höchstens als Indiz für eine Leistungsfähigkeit eines Kraftfahrzeugs gesehen werden können, können sie Informationen aus anderen Teilen der Umfeldsensorik bestätigen oder widerlegen.
Beim erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug ist es auch möglich, dass eine Objekteigenschaft oder eine der Objekteigenschaften eine Form und/oder Größe des Objekts ist. Gerade bei Dunkelheit, Regen oder Schnee können Probleme bei der Kantenerkennung durch eine konventionelle Kamera auftreten. Bei Dunkelheit und bei Beleuchtung mit Scheinwerfern kann die Kantenerkennung von Objekten zudem durch Schlagschatten erschwert sein^ Während die Bilder einer passiven Infrarotkamera in der Regel geringer aufgelöst sind, können sie vor allem in Kombination mit anderen Sensordaten genutzt werden, um eine robustere Kanten- und Größenabschätzung zu erreichen. Vor allen Dingen nachts und bei Regen oder Schnee sind viele Objekte wärmer als die Umgebung und können damit mit einer Infrarotkamera gut abgebildet werden. Auch Schlagschatten, die bei einer Abbildung des Fahrzeugumfelds im sichtbaren Bereich bei der Bildauswertung kaum von echten Kanten zu unterscheiden sind, sind im Bild einer passiven Infrarotka- mera nicht problematisch, da hier nicht mit einer aktiven Beleuchtung gearbeitet wird.
Eine Objekteigenschaft oder eine der Objekteigenschaften des erkannten Fahrzeugs kann auch eine Art des Antriebs sein, wobei insbesondere Verbrennungsantriebe durch das Vorhandensein von mindestens einem Auspuff oder von Abgasen und Elektroantriebe durch Vorhandensein von Batterien erkannt werden.
Auspuffe aber auch Batterien von Elektrofahrzeugen oder Hybridfahrzeugen sind im Fahrbetrieb merklich wärmer als das sonstige Fahrzeugumfeld. Die größere Wärme von Hybrid- oder Elektrofahrzeugbatterien gegenüber der Batterie eines Kraftfahrzeugs mit Verbrennungsantrieb ist eine Folge der größeren Leistungsabgabe dieser Batterien. Damit sind diese Batterien wärmer und besser im Infrarotbild zu erkennen. Zudem nehmen Batterien in einem Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug wesentlich mehr Raum ein. Damit kann in vielen Fällen eine Unterscheidung zwischen Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor, Elektromotor oder Hybridfahrzeugen getroffen werden. Dies kann für viele Fahrassistenzsysteme hilfreich sein. Zum einen haben Fahrzeuge mit Elektromotor in vielen Fahrsituation ein deutlich anderes Fahrverhalten. So können vor allen Dingen bei niedrigen Geschwindigkeiten wesentlich höhere Beschleunigungen erzielt werden. Andererseits ist die Information, dass es sich um ein Elektrofahrzeug handelt auch aus Sicherheitsaspekten wichtig. In Elektro- und Hybridfahrzeugen werden häufig Lithium-Ionen-Akkumulatoren eingesetzt. Werden diese beschädigt, so besteht die Gefahr, dass Wasser eindringt. In diesem Fall kann es zu einer starken Erhitzung des Akkumulators mit Brand- und Verpuffungsgefahr kommen. Daher kann ein Fahrassistenzsystem im Falle einer drohenden Kollision versuchen, das Fahrzeug so zu bremsen, bzw. zu steuern, dass eine Beschädigung der Batterien vermieden wird. Lithium-Ionen-Akkumulatoren am Unfallort stellen zusätzliche Gefahrenquellen dar. Daher ist es auch möglich, dass die Steuereinrichtung nach einer Kollision des erkannten Kraftfahrzeugs zur Ansteuerung eines Anzeigemittels zur Anzeige eines Hinweises auf die Art des Antriebs des erkannten Fahrzeuges ausgebildet ist. Damit ist also eine Information des Fahrers möglich, bevor er beispielsweise Unfallhilfe leistet.
Es ist zudem vorteilhaft, wenn die Objekteigenschaft oder eine der Objekteigenschaften des erkannten Fahrzeugs ein Betriebszustand, insbesondere der Betrieb eines Motors ist, der durch das Vorhandensein von Abgasen und/oder die Temperatur von Motor und/oder Batterien erkannt wird. Die Informationen über den Betriebszustand anderer Kraftfahrzeuge erlauben eine bessere Beurteilung der Verkehrssituation. So kann beispielsweise frühzeitig erkannt werden, dass ein parkendes Fahrzeug seinen Motor anlässt. Dies weist bereits früh daraufhin, dass ein Ausscheren aus einer Parklücke möglich ist. Andererseits kann eine solche Erkennung des Betriebszustandes beispielsweise auch bei der Parkplatzsuche in einem Parkhaus genutzt werden. Läuft bei einem in einer Parklücke stehenden Kraftfahrzeug der Motor, so besteht eine höhere Wahrscheinlichkeit, dass diese Parklücke frei wird. Auch in Staus, an Ampeln und an Kreuzungen kann das Erkennen des Betriebszustands nützlich sein. Dies ist vor allem der Fall, wenn das Kraftfahrzeug mit einer Start-Automatik ausgerüstet ist und die Steuereinrichtung zur Steuerung der Start-Automatik in Abhängigkeit des Betriebszustands eines Motors des erkannten Fahrzeugs ausgebildet ist. Hier kann beispielsweise an einer Ampel der Motor ausgeschaltet werden, und der Start des Motors kann vom Betriebszustand des Motors des Vordermanns abhängig gemacht werden.
Um die Bewegungen anderer Verkehrsteilnehmer besser voraussagen zu können, ist es vorteilhaft, wenn die Objekteigenschaft oder eine der Objekteigenschaften des erkannten Fahrzeugs die Stellung und/oder Position mindestens eines Rades ist, das aufgrund einer Fahrt des erkannten Fahrzeugs erwärmt ist. Eine Erkennung der Position der Räder kann Informationen über eine Orientierung des erkannten Fahrzeugs geben und/oder bestätigen. Es ist jedoch auch möglich, die Stellung von Rädern zu erkennen. Dies erlaubt eine Voraussage über die zukünftige Bewegung des erkannten Fahrzeugs. Vor allem bei stehenden Fahrzeugen oder sehr langsamer Bewegung der Fahrzeuge ist dies mit anderen Verfahren sehr schwierig. Des Weiteren kann eine Objekteigenschaft oder eine der Objekteigenschaften des erkannten Fahrzeugs die Position eines Fußpunktes des mindestens eines Rades sein. Die Erkennung des Fußpunktes des Rades ist relativ einfach möglich, da Rad und Straße in der Regel deutlich unterschiedliche Temperaturen haben. Aus der Position des Fußpunktes und des Rades lässt sich der Abstand zum erkannten Kraftfahrzeugs berechnen. Im einfachsten Fall wird hier davon ausgegangen, dass sich das erkannte Fahrzeug auf der gleichen Höhe befindet wie das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug. Wird jedem Pixel der Infrarotkamera ein Raumwinkel zugeordnet, der durch diesen Pixel abgebildet wird, und wird der Nullpunkt am mittleren Pixel gewählt, so entsprechen weiter vom Mittelpunkt entfernt unter diesem liegende Pixel größeren Raumwinkeln zwischen Kamera und Fußpunkt des Fahrzeugs, was wieder bedeutet, dass das Fahrzeug näher ist. Befindet sich das erkannte Kraftfahrzeug auf einer anderen Höhe als das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug, so kann nicht direkt ein Abstand berechnet werden, es ist jedoch möglich, falls ein Abstand bekannt ist, eine Höheninformation zu errechnen, bzw. falls eine Höhehinformation bekannt ist einen Abstand zu berechnen. Sind beispielsweise Höheninformationen aus einer hoch auflösenden Karte in Verbindung mit GPS-lnformationen verfügbar, kann eine Entfernung berechnet werden.
Insbesondere bei einer drohenden Kollision ist es vorteilhaft, wenn die Objekteigenschaft oder eine der Objekteigenschaften des erkannten Fahrzeugs die Position eines Motors und/oder mindestens einer Batterie ist. Bei Erkennen einer bevorstehenden Kollision mit einem weiteren Fahrzeug ist es zudem möglich, dass die Steuereinrichtung zur Steuerung eines Fahreingriffs und/oder mindestens eines Sicherheitssystems unter Berücksichtigung mindestens einer ermittelten Objekteigenschaft ausgebildet ist. Die Sicherheitssysteme von Kraftfahrzeugen sind häufig komplex und steuern eine Vielzahl von Einzelsystemen, wie das Auslösen bzw. den Auslösezeitpunkt von Air- bags oder Gurtstraffern, Anpassungen der Lenkung, selektives Bremsen oder Anpassungen am Fahrwerk. Ziel all dieser Systeme ist selbstverständlich zunächst die Unfallvermeidung. Daher findet bei den meisten Fahrassis- tenzsystemen ein mehrstufiges Verfahren statt, bei dem zunächst Warnsysteme aktiviert werden, in einer weiteren Stufe unterstützend gebremst oder gesteuert wird und in der letzten Stufe versucht wird die Kollision in einer Weise zu erreichen, in der vor allem der Personenschaden möglichst klein ist. Die Funktions- und Leistungsfähigkeit dieser Systeme hängt entscheidend von der Qualität des Umgebungsmodells ab, das im Kraftfahrzeug vorhanden ist. Daher ist es offensichtlich, dass möglichst eine Vielzahl von Informationen von einer Vielzahl von Sensoren gesammelt werden soll, um diese Funktionen zum einen robuster gegen Fehler, zum anderen leistungsfähiger zu machen. Beim erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug kann eine Vielzahl von Objektinformationen, vor allem über das oder die weiteren an der Kollision beteiligten Kraftfahrzeuge bereitgestellt werden, insbesondere auch im Rahmen einer Datenfusion bei weiteren Sensoren. Insbesondere kann die mindestens eine ermittelte Objekteigenschaft zur Steuerung des Fahreingriffs und/oder des Sicherheitssystems Element der Gruppe Objektausrichtung, Form, Größe, Fahrleistung, Entfernung, Position des Motors, Position von mindestens einer Batterie und Position leicht zu verformender Teile des Objekts sein.
Es ist daher auch möglich, dass die Objekteigenschaft oder eine der Objekteigenschaften des erkannten Fahrzeugs die Position von Bereichen ist, die bei einer Kollision zur kleinsten maximalen Verletzungsschwere von Fahrzeuginsassen führt, und die Steuereinheit bei rechnerisch unvermeidlicher Kollision zur Steuerung des Kraftfahrzeugs zur Kollision mit diesen Bereichen ausgebildet ist, wobei die Ermittlung dieser Bereiche zumindest eine Erkennung von Bereichen, die bei einer Kollision zu einer hohen maximalen Verletzungsschwere führen, wie Batterie oder Motor, durch Erkennen thermischer Signaturen und/oder eine Erkennung von leicht verformbaren Bereichen unter Berücksichtigung der Materialtemperatur umfasst.
Verletzungen bei Unfällen werden meist durch plötzliche Beschleunigungen, Quetschungen oder Feuer verursacht. Um plötzliche Beschleunigungen oder Quetschungen zu vermeiden ist es wichtig, dass bei einer Kollision versucht wird, kontinuierliche niedrige Beschleunigungen auf Fahrzeug und Körper auszuüben. Es sollte also eine Kollision mit sehr schweren und starren Teilen vermieden werden. Ein schweres und starres Teil ist der Motor. Auch eine Entzündung von Fahrzeugen kann zu wesentlich schwereren Unfallfolgen führen. Wie bereits erwähnt besteht vor allem bei Lithium-Ionen- Akkumulatoren bei Beschädigung eine starke Brand- oder Verpuffungsgefahr. Daher sollte wenn möglich auch eine Kollision mit einem Fahrzeugbereich, der Batterien umfasst, vermieden werden.
Insbesondere bei nicht allzu schweren Unfällen kann es vorteilhaft sein, mit besonders leicht verformbaren Teilen der Karosserie eines weiteren Fahrzeuges zu kollidieren. Neben dem Material, mit dem die Kollision stattfindet, kann auch die Temperatur des Materials einen Einfluss auf dessen Steifigkeit haben. Insbesondere bei Kunststoffen, aber auch bei Metallen, kann es daher vorteilhaft sein, besonders warme Bereiche zu erkennen, da diese leicht verformbar sind.
Zudem betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Betrieb eines eine Wärmebildkamera, eine Bildverarbeitungseinrichtung sowie eine Steuereinrichtung aufweisenden Kraftfahrzeugs, umfassend die Schritte:
Aufnahme eines Wärmebilds durch die Wärmebildkamera,
Erkennen eines Objekts, insbesondere eines Fahrzeugs, auf dem Wärmebild durch die Bildverarbeitungseinrichtung,
Ermittlung mindestens einer Objekteigenschaft durch die Bildverarbeitungseinrichtung durch Auswertung der Wärmeverteilung im Wärmebild in einem das Objekt umfassenden Bereich,
Nutzung der Objekteigenschaft durch die Steuereinrichtung bei dem Betrieb mindestens eines Fahrzeugsystems.
Die im Bezug auf das Kraftfahrzeug offenbarten Ausbildungen der Objekteigenschaft und der betriebenen Fahrzeugsysteme können auch zur Weiterbildung des Verfahrens herangezogen werden. Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs,
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel zur Erkennung von Objekteigenschaften anhand einer Rückansicht eines Kraftfahrzeugs mit Verbrennungsmotor,
Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel zur Erkennung von Objekteigenschaften anhand einer Vorderansicht eines Kraftfahrzeugs, und
Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel zur Erkennung von Objekteigenschaften anhand einer Seitenansicht eines Elektrofahrzeugs.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst eine Infrarotkamera 2 sowie eine Bildverarbeitungseinrichtung 3, die die Daten der Infrarot-Kamera 2 verarbeite. Die Bildverarbeitungseinrichtung 3 erfüllt hier zwei Aufgaben. Zum einen werden in einem ersten Schritt Objekte erkannt, zum anderen in einem zweiten Schritt Eigenschaften von Objekten ermittelt, indem die Wärmeverteilung im Wärmebild in einem das erkannte Objekt umfassenden Bereich ausgewertet wird. Das Kraftfahrzeug 1 ist zudem mit weiteren Sensoren 4 sowie den Sensoren zugeordneten Datenverarbeitungseinheiten ausgerüstet. Über einen CAN-Bus 5 kann ein Datenaustausch zwischen den weiteren Sensoren 4 bzw. den zugeordneten Datenverarbeitungseinrichtungen und der Bildverarbeitungseinrichtung 3 stattfinden. Damit können unter anderem der Bildverarbeitungseinrichtung 3 Informationen der Bilderkennung einer Kamera, die im sichtbaren Bereich arbeitet, zur Verfügung gestellt werden. Genauso ist es umgekehrt möglich, dass Bilder der Infrarot-Kamera 2 und die aus diesen gewonnenen Informationen aus der Bildverarbeitungseinrichtung 3 zur Aus- wertung der Daten der weiteren Sensoren 4 genutzt werden. Verschiedene Arten der Sensor- und Informationsfusion sind denkbar.
Die Objekterkennung selbst basiert auf einer Kantendetektion. Damit werden in diesem Schritt vor allem scharfe Übergänge im Bild zum Informationsgewinn genutzt. Ist ein Objekt erkannt, so kann unter Benutzung der Informationen über den erkannten Objekttyp eine weitere Erkennung von inneren Strukturen des Objekts bzw. weiteren Informationen über das Objekt stattfinden. Es ist auch möglich, Informationen aus einem weiteren Sensor 4, beispielsweise einer im optischen Bereich arbeitenden Kamera zu nutzen, um die Wärmevorteilung am Objekt mit der erkannten Form des Objekts mit der optischen Kamera zu vergleichen. Die erkannten Objekteigenschaften werden von der Bildverarbeitungseinrichtung 3 über den CAN-Bus 5 an eine Steuereinrichtung 6 übermittelt. Diese kann eine Vielzahl von Steueraufgaben durchführen. Das Bild der Infrarot-Kamera 2 kann über den CAN-Bus 5 auch an ein Anzeigemittel 7 im Fahrzeuginnenraum übertragen werden. Stellt das Anzeigemittel 7 ein Bild der Infrarot-Kamera 2 dar, so kann dieses durch die Steuereinrichtung 6 mit weiteren Informationen, die durch die Bildverarbeitungseinrichtung 3 gewonnen wurden, ergänzt werden. So ist es möglich, den Betriebszustand von erkannten Kraftfahrzeugen, ihre Ausrichtung, den Abstand zu erkannten Objekten und die Art des Antriebs eines erkannten Kraftfahrzeugs anzuzeigen. Die auf dem Anzeigesystem 7 angezeigten Informationen können über Bedienelemente 8 ausgewählt werden. Diese sind als Bildschirm mit Softkeys und ein Drehd rücksteiler ausgebildet. Neben der reinen Anzeige von Zusatzinformationen werden auch mehrere Fahrzeugsysteme direkt gesteuert. Das Kraftfahrzeug 1 ist mit einer Start- Stopp-Automatik ausgestattet. Wird, nach Aktivieren der Stopp-Automatik, beispielsweise an einer Ampel, ein Wechsel des Betriebszustands eines vor dem Kraftfahrzeug stehenden weiteren Kraftfahrzeuges von dem Betriebszustand eines ausgeschalteten Motors zu einem Betriebszustand eines eingeschalteten Motors festgestellt, wird automatisch von der Bildverarbeitungseinrichtung 3 über den CAN-Bus 5 an die Zündung 9 ein Steuersignal zum Starten des Motors gesendet. Somit ist ein zügiges Anfahren trotz Start- Stopp-Automatik sichergestellt. Die Steuereinheit 6 stellt zudem eine Vielzahl von Fahrassistenzsystemen wie Längsführungs- und Querführungssysteme zur Verfügung. Auch diese Fahrassistenzsysteme können die durch die Bildverarbeitungseinrichtung 3 ermittelten Objekteigenschaften von erkannten Objekten nutzen. So ist mit Erkennung dieser zusätzlichen Objekteigenschaften eine bessere Erkennung von Gegenverkehr sowie Seitenverkehr durch Erkennung der Kraftfahrzeugausrichtung möglich. Auch kann, vor allem bei stehendem Verkehr in Staus, an Ampeln oder an Kreuzungen leichter zwischen aktiven Verkehrsteilnehmern und parkenden Fahrzeugen unterschieden werden.
Die von der Bildverarbeitungseinrichtung 3 ermittelten Objekteigenschaften werden auch für zahlreiche Sicherheitssysteme genutzt. Zur Unfallvermeidung, bzw. Reduzierung von Unfallfolgen, wird ein Kollisionsschutzsystem, umfassend in Bremsassistenzsystem 10 zur Steuerung der Bremsen sowie ein Steuerungsassistenzsystem 12 zur Anpassung der Steuerung, bei Erkennen einer Kollisionsgefahr durch die Daten der weiteren Sensoren 4 bzw. der Infrarot-Kamera 2 durch die Steuereinrichtung 6 über den CAN-Bus 5 so angesteuert, dass ein drohender Unfall vermieden wird, bzw. dessen Folgen für die Insassen der Kraftfahrzeuge minimal sind. Die Bildverarbeitungseinrichtung 3 der Infrarot-Kamera 2 stellt hierfür eine Vielzahl von zusätzlichen Objektinformationen zur Verfügung. So kann zum einen die Verkehrssituation durch Zusatzinformationen über Objektausrichtung, Form, Größe, Fahrleistung und Entfernung von erkannten Objekten durch die Fahrassistenzsysteme der Steuereinrichtung 6 besser beurteilt werden. Zum anderen können Bereich erkannter Kraftfahrzeuge ermittelt werden, die bei einer Kollision mit diesen Bereichen eine besonders große oder besonders kleine maximale Verletzungsschwere, oder bei ohnehin zu erwartender kleiner Verletzungsschwere eine besonders leichte oder schwere Beschädigung des Kraftfahrzeugs, erwarten lassen. Eine besonders große maximale Verletzungsschwere, und schwere Beschädigung des Kraftfahrzeugs wird vor allem bei einer Kollision mit starren und trägen Teilen, wie z. B. dem Motor, sowie mit Teilen, die zu einer Brandgefahr, wie beispielsweise Batterien, führen, erwartet. Die erwartete Verletzungsschwere, sowie der Kollisionsscha- den kann, vor allem bei nicht zu hohen Kollisionsgeschwindigkeiten verringert werden, wenn die Kollision mit leicht verformbaren Teilen des anderen Kraftfahrzeugs erfolgt. Hier kann auch die Temperatur von Fahrzeugteilen berücksichtigt werden, da vor allem bei Kunststoffteilen, die Verformbarkeit mit steigender Temperatur merklich zunimmt. Nach Erkennung solcher Bereiche durch die Bildverarbeitungseinrichtung 3 können diese Bereiche über den CAN-Bus 5 an die Steuereinrichtung 6 übermittelt werden, die mit Hilfe dieser Informationen das Bremsassistenzsystem 10 zur Steuerung der Bremsen 1 1 sowie das Steuerungsassistenzsystem 12 zur Anpassung der Steuerung 13 so ansteuert, dass im Falle einer unvermeidbaren Kollision, die Kollision mit den zuvor ermittelten Bereichen kleiner maximaler Verletzungsschwere erfolgt.
Das Kraftfahrzeug 1 weist zudem eine Vielzahl von Sicherheitssystemen (nicht gezeigt), wie beispielsweise Insassenrückhaltesysteme, auf. Über den CAN-Bus 5 kann die Steuereinrichtung 6 das Verhalten der Sicherheitssysteme bei Unfällen abhängig von einer Crashprognose beeinflussen. Damit ist eine adaptive Ansteuerung der Sicherheitssysteme möglich. Auch hier können Informationen, die mithilfe der Bildverarbeitungseinrichtung 3 aus den Daten der Infrarotkamera 2 gewonnen werden, genutzt werden. So kann bei der Ansteuerung der Sicherheitssysteme beispielsweise eine ermittelte Information über das Verformungsverhalten eines Bereichs eines anderen Fahrzeugs, mit dem eine Kollision droht, berücksichtigt werden.
Fig. 2 zeig ein Ausführungsbeispiel zur Erkennung von Objekteigenschaften eines vorausfahrenden Kraftfahrzeugs 14 mit Verbrennungsmotor. Das Fahrzeug selbst wird entweder durch die Infrarot-Kamera 2 oder durch die Verwendung weiterer Sensoren 4, wie z. B. einer Videokamera, erkannt. Durch die Infrarotkamera 2 können besonders Bereiche des erkannten Kraftfahrzeugs 14, deren Temperatur oberhalb der Umgebungstemperatur liegt, besonders gut erkannt werden. Dies sind bei einem vorausfahrenden Fahrzeug 14 mit Verbrennungsmotor die Abgase 15, der Auspuff 16 sowie die Hinterräder 17. Vor allem bei Regen, Schnee oder Dunkelheit kann auch die Kontur des erkannten Kraftfahrzeugs 14 mit Hilfe der Infrarot-Kamera 2 bes- ser erkannt werden. Aus der Kontur des erkannten Kraftfahrzeugs 14 sowie der Position der Räder 17, des Auspuffes 16 und der Abgase 15 lässt sich leicht erkennen, dass das erkannte Kraftfahrzeug von hinten zu sehen ist und damit dem eigenen Kraftfahrzeug voranfährt. Diese Erkennung der Ausrichtung ist vor allen Dingen in Situationen wichtig, in denen das Kraftfahrzeug 14 steht, also z. B. an Kreuzungen. Am Vorhandensein von Abgas 15 ist auch klar zu erkennen, dass der Motor des Kraftfahrzeugs 14 läuft. Damit kann schon aus einiger Entfernung festgestellt werden, ob ein Kraftfahrzeug 14 aufgrund einer Verkehrssituation vorübergehend steht, oder ob das Fahrzeug 14 parkt.
Die erkannten Räder 17 können auch zur Abstandsbestimmung genutzt werden. Der Fußpunkt 18 des Rades 17 ist leicht zu erkennen, da es der Übergangspunkt zwischen Rad 17 und Straße 19 ist. Die Position des Fußpunktes 18 des Rades 17 ist im Bild der Infrarot-Kamera 2 klar einer Gruppe von Pixeln zuordenbar. Da jeder Pixel der Infrarot-Kamera 2 einem Raumwinkel entspricht, ist die Position des Fußpunktes 18 auf einem gewissen Raumwinkel festlegbar. Ist nun die Höhe des Fußpunktes 18 bekannt, so kann damit der Abstand zwischen dem Fußpunkt 18 und dem eigenen Kraftfahrzeug 1 bestimmt werden. Wird festgestellt, dass sich das Fahrzeug 14 auf der gleichen Höhe wie das eigene Kraftfahrzeug 1 befindet, so ist die Höhe der fahrzeugeigenen Infrarot-Kamera 2 gegenüber dem Fußpunkt 18 bekannt und die Entfernung kann berechnet werden. Besteht ein Höhenunterschied zwischen dem erkannten und dem eigenen Kraftfahrzeug, so ist eine Entfernungsberechnung nicht ohne weiteres möglich. Sind aber Höheninformationen, z. B. aus Kartenmaterial, bekannt, so kann die Entfernung wiederum berechnet werden. Ist die Entfernung zum erkannten Kraftfahrzeug 14 anderweitig bekannt, so kann aus der Position des Fußpunktes 18 eine Höheninformation bestimmt werden. Damit werden weitere Informationen über den Fahrbahnverlauf gewonnen, die zur Steuerung weiterer Fahrzeugsysteme genutzt werden.
Fig. 3 zeigt schematisch eine Vorderansicht eines erkannten Kraftfahrzeugs 14. Auch hier sind im Bild der Infrarot-Kamera 2 vor allem warme Teile des Kraftfahrzeugs 14 zu erkennen. Dies sind neben der Kontur des Kraftfahrzeugs 14 vor allem der Motorblock 22 sowie die Räder 17, hier vor allem der Mantel 20. Bei den Rädern 17 kann auch ein Lenkeinschlag erkannt werden, da die Felge 21 in der Regel merklich kühler ist, als der Mantel 20. Werden eingeschlagene Räder 17 erkannt, so ist dies ein Indiz, dass es sich um Vorderräder handelt. Aus der Kontur des erkannten Kraftfahrzeugs 14, dem Erkennen von eingeschlagenen Vorderrädern 17, sowie dem erkannten Motorblock 22 kann eine hohe Wahrscheinlichkeit bestimmt werden, dass es sich um ein entgegenkommendes Fahrzeug 14 handelt. Ein warmer Mantel 20 des Rades 17 sowie ein warmer Motorblock 22 führen auch zu einer hohen Wahrscheinlichkeit, dass es sich nicht um parkendes Fahrzeug handelt. Somit kann, vor allem in Situationen, in denen das erkannte Fahrzeug 14 steht, erkannt werden, dass es sich um einen aktiven Verkehrsteilnehmer handelt, dass das erkannte Kraftfahrzeug 14 sich beim Anfahren voraussichtlich nach rechts bewegen wird und dass es entgegenkommend ist. Aus der Position des Fußpunkts 18, also dem Übergang zwischen dem Rad 17 und der Straße 19, kann wie im vorgegangen Beispiel wiederum ein Abstand ermittelt werden. Bei einer drohenden Kollision kann sowohl der Radeinschlag zur Voraussage der Bewegung des erkannten Fahrzeugs 14, als auch die Position des Motorblocks 22 zum Erreichen einer Kollision mit kleinster maximaler Verletzungsschwere und/oder geringsten Schaden genutzt werden. Daneben ist auch eine Anpassung des Auslösezeitpunkts von Sicherheitssystemen, insbesondere von Insassenrückhaltesystemen wie Airbags oder Gurtstraffern, beispielsweise abhängig von der Position des Motorblocks 22, möglich.
Fig. 4 ist eine schematische Seitenansicht eines erkannten Kraftfahrzeugs 14 mit Elektromotor. Durch die erkannten Reifen 17 sowie die Kontur des erkannten Kraftfahrzeugs 14 kann ermittelt werden, dass das erkannte Fahrzeug 14 seitlich zu sehen ist. Bei einer seitlichen Ansicht sollte bei einem Fahrzeug 14 mit Verbrennungsmotor im Bereich 24 ein Auspuff zu sehen sein, sowie Abgase. Da sich beim erkannten Fahrzeug 14 in diesem Bereich keine auffällig warmen Objekte befinden, handelt es sich entweder um ein parkendes Fahrzeug oder ein Elektrofahrzeug. Eine erhöhte Temperatur des Motorblocks 22 sowie der Batterien 23 weist jedoch darauf hin, dass es sich nicht um ein parkendes Fahrzeug handelt. Auch die erkannten Batterien 23 zeigen mit hoher Wahrscheinlichkeit, dass es sich um ein Elektro-, oder Hybridfahrzeug handelt. Auch hier ist eine Bestimmung des Abstandes durch Ermittlung des Fußpunktes 18 zwischen Rad 17 und Straße 19 möglich. Zu einer Voraussage der Bewegungsrichtung, vor allem bei stehendem Fahrzeug 14, kann die abgebildete Form des Rades 17, dass in der Regel gelenkt wird, mit der Form des Hinterrades 25 verglichen werden. Hier sind beide Räder 17 und 25 gleich geformt, was auf eine Geradeausfahrt des Kraftfahrzeugs 14 hinweist. Sollte in diesem Fall eine Kollision mit dem erkannten Kraftfahrzeug 14 unvermeidbar sein, so kann mit den durch die Bildverarbeitungseinrichtung 3 der Infrarot-Kamera 2 erhaltenen Zusatzinformationen durch die Steuereinrichtung 6 versucht werden, eine Beschädigung der Batterien 23 und damit zusätzliche Gefahren zu vermeiden. Dies ist vor allem wesentlich, da die Position von Batterien 23 in Elektro- und Hybridfahrzeugen verschieden sein kann. Damit ist eine Ermittlung der Batterieposition aus der Fahrzeugkontur nicht möglich. Es muss also eine direkte Bestimmung der Batterieposition erfolgen.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
Kraftfahrzeug (1 ), umfassend wenigstens eine Steuereinnchtung (6), eine Wärmebildkamera (2) und eine Bildverarbeitungseinrichtung (3), wobei die Bildverarbeitungseinrichtung (3) zum Erkennen von Objekten auf einem Wärmebild der Wärmebildkamera (2) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet,
dass die Bildverarbeitungseinrichtung (3) zur Ermittlung von mindestens einer Objekteigenschaft mindestens eines erkannten Objektes, insbesondere eines erkannten Fahrzeugs (14), durch Auswertung der Wärmeverteilung im Wärmebild in einem das erkannte Objekt umfassenden Bereich ausgebildet ist, wobei die Steuereinrichtung (6) zur Nutzung der Objekteigenschaft bei dem Betrieb eines Fahrzeugsystems (10, 12) ausgebildet ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Objekteigenschaft oder eine der Objekteigenschaften eine Objektausrichtung ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bildverarbeitungseinrichtung (3) zur Ermittlung der Objektausrichtung des erkannten Fahrzeugs (14) durch Ermittlung der Position mindestens eines Auspuffs (16) und/oder des Motors (22) des erkannten Fahrzeugs (14) relativ zur Position des erkannten Fahrzeugs (14) ausgebildet ist.
Kraftfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Objekteigenschaft oder eine der Objekteigenschaften des erkannten Fahrzeugs (14) die Form des Auspuffs (16) und/oder die Menge und/oder Form der abgegebenen Abgase (15) ist, und die Bildverar- beitungseinrichtung (3) zur Bewertung der Fahrleistung des erkannten Fahrzeugs (14) aus diesen Daten ausgebildet ist.
5. Kraftfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Objekteigenschaft oder eine der Objekteigenschaften eine Form und/oder Größe eines Objektes ist.
6. Kraftfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Objekteigenschaft oder eine der Objekteigenschaften des erkannten Fahrzeugs (14) eine Art des Antriebs ist, wobei insbesondere Verbrennungsantriebe durch das Vorhandensein von mindestens einem Auspuff (16) oder von Abgasen (15) und Elektroantriebe durch Vorhandensein von Batterien (23) erkannt werden.
7. Kraftfahrzeug nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuereinrichtung (6) nach einer Kollision des erkannten Kraftfahrzeugs (14) zur Ansteuerung eines Anzeigemittels (7) zur Anzeige eines Hinweises auf die Art des Antriebs des erkannten Fahrzeugs (14) ausgebildet ist.
8. Kraftfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Objekteigenschaft oder eine der Objekteigenschaften des erkannten Fahrzeugs (14) ein Betriebszustand, insbesondere der Betrieb eines Motors (22), ist, der durch das Vorhandensein von Abgasen (15) und/oder die Temperatur von Motor (22) und/oder Batterien (23) erkannt werden kann.
9. Kraftfahrzeug nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (6) zur Steuerung einer Startautomatik in Abhängigkeit des Betriebszustandes eines Motors (22) des erkannten Fahrzeugs (14) ausgebildet ist. 0. Kraftfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Objekteigenschaft oder eine der Objekteigenschaften des erkannten Fahrzeugs (14) die Stellung und/oder Position mindestens eines Rades (17) ist, das aufgrund einer Fahrt des erkannten Fahrzeugs (14) erwärmt ist.
1 1 . Kraftfahrzeug nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Objekteigenschaft oder eine der Objekteigenschaften des erkannten Fahrzeugs (14) die Position eines Fußpunktes (18) des mindestens einen Rades (17) ist.
12. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine der Objekteigenschaften eine Entfernung des erkannten Fahrzeugs (14) ist, wobei die Bildverarbeitungseinrichtung (3) zur Ermittlung der Entfernung aus der Position des Fußpunkts (18) des mindestens einen Rades (17) ausgebildet ist.
13. Kraftfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Objekteigenschaft oder eine der Objekteigenschaften des erkannten Fahrzeugs (14) die Position eines Motors (22) und/oder mindestens einer Batterie (23) ist.
14. Kraftfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuerungseinrichtung (6) bei Erkennung einer bevorstehenden Kollision mit einem weiteren Fahrzeug zur Steuerungen eines Fahreingriffs und/oder mindestens eines Sicherheitssystems unter Berücksichtigung mindestens einer ermittelten Objekteigenschaft ausgebildet ist.
15. Kraftfahrzeug nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass die mindestens eine ermittelte Objekteigenschaft zur Steuerung des Fahreingriffs und/oder des Sicherheitssystems Element der Gruppe Objektausrichtung, Form, Größe, Fahrleistung, Entfernung, Position eines Motors (22), Position von mindestens einer Batterie (23) und Position leicht zu verformender Teile des Objekts ist.
16. Kraftfahrzeug nach einem Anspruch 14 oder 15,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Objekteigenschaft oder eine der Objekteigenschaften des erkannten Fahrzeugs (14) die Position von Bereichen ist, die bei einer Kollision zur kleinsten maximaler Verletzungsschwere von Fahrzeuginsassen führt, und die Steuereinrichtung (6) bei rechnerisch unvermeidlicher Kollision zur Steuerung des Kraftfahrzeugs (1 ) zur Kollision mit diesen Bereichen ausgebildet ist, wobei die Ermittlung dieser Bereiche zumindest eine Erkennung von Bereichen, die bei einer Kollision zu einer hohen maximalen Verletzungsschwere führen, wie Batterien (23) oder Motor (22), durch Erkennung thermischer Signaturen und/oder eine Erkennung von leicht verformbaren Bereichen unter Berücksichtigung der Materialtemperatur umfasst.
17. Verfahren zum Betrieb eines eine Wärmebildkamera (2), eine Bildverarbeitungseinrichtung (3) sowie eine Steuereinrichtung (6) aufweisenden Kraftfahrzeugs, umfassend die Schritte:
Aufnahme eines Wärmebilds durch die Wärmebildkamera (2), Erkennen eines Objekts, insbesondere eines Fahrzeugs, auf dem Wärmebild durch die Bildverarbeitungseinrichtung (3), Ermittlung mindestens einer Objekteigenschaft durch die Bildverarbeitungseinrichtung (3) durch Auswertung der Wärmeverteilung im Wärmebild in einem das Objekt umfassenden Bereich,
Nutzung der Objekteigenschaft durch die Steuereinrichtung (3) bei dem Betrieb mindestens eines Fahrzeugsystems (10, 12).
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