WO2015062589A1 - Kamera mit ungleichförmiger winkelauflösung für ein fahrzeug - Google Patents
Kamera mit ungleichförmiger winkelauflösung für ein fahrzeug Download PDFInfo
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- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/06—Panoramic objectives; So-called "sky lenses" including panoramic objectives having reflecting surfaces
Definitions
- the invention relates to a camera with non-uniform angular resolution and their use, in particular for a driver assistance system in a vehicle.
- driver assistance systems are installed in an increasing number of vehicles in which one or more cameras are used to image-capture and / or monitor the immediate surroundings of the vehicle.
- the cameras used for this purpose are typically digital cameras with an image sensor and simple optics, which is often given by a simple spherical lens.
- the cameras are often arranged in the vehicle interior behind the windshield and looking through the windshield through. Such cameras are generally used for image acquisition from the vehicle ahead in the direction of travel surrounding area, for example, for a driver assistance system for detecting lanes, traffic signs and other road users and other objects, in particular for the implementation of driver assistance functions, such as aêtsc. Distance control or a high beam control.
- driver assistance functions such as acutesc. Distance control or a high beam control.
- the image data generated with the aid of the camera are subjected to automatic image processing by means of the driver assistance system for this purpose.
- Cameras which are used to detect the vehicle ahead in the direction of travel surrounding area, typically have a horizontal angle of view of about 40 to 45 degrees, also referred to as the opening angle of the camera.
- the resolutions of about one megapixel coming into use in connection with the image sensors used today thus allow a horizontal angular resolution of the cameras of about 20 pixels per degree.
- significantly higher angle resolutions are needed, especially since objects such as traffic signs, lanes and other road users, already at an early stage, ie at a greater distance, must be detected.
- image sensors with four times the number of pixels would have to be used.
- the image sensors since the cameras are usually not allowed to increase in size due to cost, space and design specifications, the image sensors must in turn be formed with smaller pixels. Smaller pixels, however, have lower photosensitivity, which is particularly detrimental to the use of the cameras at night or in low light conditions.
- increased pixel count requires increased image processing overhead, which requires more powerful and expensive processors that produce higher power dissipation.
- the invention is therefore based on the object of specifying a camera for driver assistance systems, with which an improved angular resolution for future applications is achieved, but preferably no increase in the number of pixels of the image sensor used required, and the above-mentioned disadvantages can be preferably avoided.
- the camera according to the invention comprises an optical system with a non-uniform angular resolution in a field of view of the camera formed by a horizontal and vertical image angle (also referred to as detection or aperture angle).
- the horizontal angle of view of a vehicle camera which is used to detect the forward surrounding area of a vehicle, is usually about 40 to 45 degrees.
- the optics of the camera are now such designed so that in an angular range located about the optical axis central region of the field of view, an increased angular resolution is realized, in particular with respect to an edge region of the field of view.
- the camera according to the invention is preferably designed for a vehicle, in particular for image acquisition for one or more driver assistance systems.
- the camera is typically formed as a digital camera with a rectangular image sensor, as in the case of the prior art cameras described above, but instead of a simple optics with uniform or uniform angular resolution, optics with uneven or non-uniform Angular resolution used. In this way, the angular resolution is increased in areas where a high angular resolution is required, starting from a system with uniform angular resolution, and in areas where a low angular resolution is sufficient, the angular resolution is reduced accordingly.
- the optics of the camera according to the invention is preferably designed such that the angular resolution steadily decreases from the center or central region of the field of view, ie from the center or from the optical axis, to the edge or edge region of the field of view, in particular at least in relation to the horizontal or vertical angle of view.
- Such a configuration is therefore particularly advantageous because objects are located at a greater distance to the vehicle usually in the central detection range of the camera, which is why in this area a higher angular resolution is required than in the edge region, ie in the outer detection range of the camera system.
- the decrease in the angular resolution can be formed both linearly and non-linearly.
- the optics may in particular be designed such that the angular resolution decreases exponentially from the center or central region of the field of view to the edge or to the edge region of the field of view.
- the angular resolution can be particularly well adapted to the respective requirements of the respective detection function of the camera and objects, such as lanes or traffic signs can also be detected in a relatively large distance, for example in the range of a few hundred meters, in the central region of the field of view.
- the optics can furthermore be configured such that the maximum angular resolution in the center of the field of view, in particular directly around the optical axis, is between 30 and 40 pixels per degree, and that the minimum angular resolution at the edge of the field of view is between 5 and 10 pixels per Degree is.
- the optics are designed such that the non-uniform resolution is realized at least in the horizontal solid angle range, i. with respect to the horizontal angle of view, since objects approaching the vehicle on the horizontal axis of the field of view typically move from the center of the field of view toward the left and right edges of the field of view.
- a radially symmetrical configuration of the optics is expedient, in particular if this is given by a single lens. As a result, the production cost of a corresponding optics is kept relatively low.
- a non-radially symmetrical optics is used, this variant is preferably used when the optics is given by a lens system of several lenses.
- the optic is further preferably designed such that a reduced angular resolution is realized in an edge region of the vertical image angle. It is assumed that, for example, the vehicle background immediately behind the motor vehicle or the area clearly above the horizon, ie the sky, typically need not be detected with a particularly high angular resolution.
- the invention further relates to the use of a camera, which is designed according to one of the previously described embodiments, as a camera for detecting the surroundings of at least one driver assistance system in a vehicle.
- the camera can be arranged in particular in the vehicle interior behind the windshield and aligned with view through the windshield through in the direction of travel and be used to detect an area ahead in the direction of travel surrounding area.
- the camera can furthermore preferably be used for detecting lanes, traffic signs, other road users and / or other objects.
- FIG. 1 is a side view of a vehicle with a driver assistance system with a camera
- FIG. 2 is a plan view of the vehicle with the driver assistance system with the camera
- 3 is a top view of the camera with marked angular range with increased resolution
- 4 shows in a first diagram the dependence of the angular resolution on the horizontal angle of view according to a first preferred embodiment
- 5 shows in a second diagram the dependence of the angular resolution on the horizontal angle of view according to further preferred embodiments
- a driver assistance system described below by way of example and shown in FIG. 1 and FIG. 2 is installed in a vehicle 2 and comprises a camera 1 and a control and evaluation unit 3.
- the camera 1 is configured as a digital camera 1 and has an image sensor not shown in detail as well as an optical system 4, which together define the horizontal image angle ⁇ on the one hand and the vertical image angle ⁇ on the other hand.
- the two image angles ⁇ , ß span in this way the field of view of the camera 1, ie the solid angle, which can be detected by the camera 1 and monitored by means of the driver assistance system.
- the image data generated by the camera 1 are subjected to automatic image processing, in particular for the implementation of one or more driver assistance functions, in the control and evaluation unit 3.
- the optics 4 of the camera 1 By means of the optics 4 of the camera 1 is, as indicated in Fig. 3 and Fig. 4, according to the invention realized a non-uniform angular resolution in the field of view of the camera 1 in order to detect certain areas with increased angular resolution. Shown here is the angular resolution in dependence or rather in the direction of the horizontal angle of view a. It can be seen from this that an increased angular resolution is given in a central region 6 situated around the optical axis 5. In this case, the central region 6 extend over an angular range of 10 ° and in this angle ranges mt increased resolution is a Angular resolution of 20 pixels per degree realized. By contrast, in the other areas, in particular in the edge areas 7, the angular resolution is only 5 pixels per degree.
- Fig. 5 shows a further preferred embodiment of the angular resolution of the optics
- a maximum angular resolution of between 30 and 40 pixels per degree is realized in the center about the optical axis 5, and a minimum angular resolution of 5 to 10 pixels per degree is realized at the edge or in the edge region, in particular in comparison with a uniformly distributed angular resolution of 20 pixels per degree above the entire field of vision.
- the increased angular resolution in the central region 6 or the design of the optics in such a way that the angular resolution steadily decreases from the center to the edge of the field of view serves, above all, to enable recognition and identification of objects even at a greater distance, for example in the distance range between 100 and 500 Meters, in particular without an increase in the resolution of the image sensor is necessary for this.
- lanes and traffic signs which are close to the vehicle are located in the lateral detection area of the camera 1.
- a 15 cm wide lane marker is imaged at 6 m distance to the vehicle and at an angular resolution of 20 pixels per degree on 28 pixels of the image sensor. At a distance of 85 m, however, the same lane marker would only be imaged on 2 pixels of the image sensor.
- the optic 4 is given according to an embodiment by a single specially shaped lens, which is designed radially symmetrical. As a result, the central region 6 and the edge region 7 are radially symmetrically shaped, as shown in Fig. 6.
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Kamera (1) sowie deren Verwendung, insbesondere für ein Fahrerassistenzsystem in einem Fahrzeug (2), umfassend eine Optik (4) mit einer ungleichförmigen Winkelauflösung im Sichtfeld der Kamera (1).
Description
Kamera mit ungleichförmiger Winkelauflösung für ein Fahrzeug
Die Erfindung betrifft eine Kamera mit ungleichförmiger Winkelauflösung sowie deren Verwendung, insbesondere für ein Fahrerassistenzsystem in einem Fahrzeug.
Aktuell werden in immer mehr Fahrzeugen sogenannte Fahrerassistenzsysteme verbaut, bei denen eine oder mehrere Kameras eingesetzt werden, um das unmittelbare Umfeld des Fahrzeuges bildtechnisch zu erfassen und/oder zur überwachen. Bei den hierfür eingesetzten Kameras handelt es sich typischerweise um Digitalkameras mit einem Bildsensor und einer einfachen Optik, die häufig durch eine einfache sphärische Linse gegeben ist.
Die Kameras sind dabei häufig im Fahrzeuginnenraum hinter der Windschutzscheibe sowie mit Blickrichtung durch die Windschutzscheibe hindurch angeordnet. Derartige Kameras dienen in der Regel zur Bilderfassung aus dem in Fahrtrichtung vorausliegenden Umgebungsbereich des Fahrzeugs, beispielsweise für ein Fahrerassistenzsystem zur Erkennung von Fahrspuren, Verkehrszeichen und anderer Verkehrsteilnehmer sowie weiterer Objekten, insbesondere zur Umsetzung von Fahrerassistenzfunktionen, wie beispielsweise eine Geschwindigkeitsbzw. Abstandregelung oder eine Fernlichtsteuerung. Die mit Hilfe der Kamera generierten Bilddaten werden hierzu mittels des Fahrerassistenzsystems einer automatischen Bildverarbeitung unterzogen.
Kameras, die zur Erfassung des in Fahrtrichtung vorausliegenden Umgebungsbereichs des Fahrzeugs dienen, haben typischerweise einen horizontalen Bildwinkel von etwa 40 bis 45 Grad, auch als Öffnungswinkel der Kamera bezeichnet. Die in Verbindung mit den heutzutage eingesetzten Bildsensoren zum Einsatz kommenden Auflösungen von etwa einem Megapixel gestatten somit eine horizontale Winkelauflösung der Kameras von etwa 20 Pixel pro Grad.
Für zukünftige Anwendungen, wie automatisiertes Fahren oder die Erkennung von Zusatzverkehrszeichen, werden jedoch deutlich höhere Winkelauflösungen benötigt, insbesondere da Objekte wie Verkehrszeichen, Fahrspuren und andere Verkehrsteilnehmer, bereits frühzeitig, d.h. schon in größerer Entfernung, erkannt werden müssen.
Um die Winkelauflösung der Kameras von beispielsweise 20 Pixel auf 40 Pixel pro Grad zu erhöhen, müssten Bildsensoren mit vierfach höherer Pixelanzahl verwendet werden. Da die Kameras jedoch aufgrund von Kosten-, Bauraum- und Designvorgaben in ihrer Ausdehnung in der Regel nicht vergrößert werden dürfen, müssen die Bildsensoren im Gegenzug mit kleineren Pixel ausgebildet sein. Kleinere Pixel haben jedoch eine geringere Lichtempfindlichkeit, was insbesondere für die Anwendung der Kameras bei Nacht bzw. bei schwachen Lichtverhältnissen nachteilig ist. Zusätzlich erfordert eine erhöhte Pixelanzahl einen erhöhten Bildverarbeitungsaufwand, der leistungsfähigere und teurere Prozessoren benötigt, welche höhere Verlustleistungen produzieren.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Kamera für Fahrerassistenzsysteme anzugeben, mit der eine für künftige Anwendungen verbesserte Winkelauflösung erreicht wird, wobei jedoch bevorzugt keine Erhöhung der Pixelanzahl des verwendeten Bildsensors erforderlich, und wobei die vorangehend genannten Nachteile vorzugsweise vermieden werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Kamera mit den Merkmalen des Anspruchs 1 . Bevorzugte Weiterbildungen sind in den rückbezogenen Ansprüchen enthalten.
Die erfindungsgemäße Kamera umfasst hierzu eine Optik mit einer ungleichförmigen Winkelauflösung in einem durch einen horizontalen und vertikalen Bildwinkel (auch als Erfassungs- oder Öffnungswinkel bezeichnet) gebildeten Sichtfeld der Kamera. Der horizontale Bildwinkel einer Fahrzeugkamera, die zur Erfassung des vorausliegenden Umgebungsbereichs eines Fahrzeugs dient, beträgt in der Regel etwa 40 bis 45 Grad. Erfindungsgemäß ist die Optik der Kamera nun derart aus-
gestaltet, dass in einem im Winkelbereich um die optische Achse gelegenen Zentralbereich des Sichtfelds eine erhöhte Winkelauflösung realisiert ist, insbesondere gegenüber einem Randbereich des Sichtfeldes.
Die erfindungsgemäße Kamera ist dabei bevorzugt für ein Fahrzeug ausgelegt, insbesondere zur Bilderfassung für eines oder mehrere Fahrerassistenzsysteme. Die Kamera ist hierbei typischerweise als digitale Kamera mit einem rechteckigen Bildsensor ausgebildet, wie dies auch im Falle der eingangs beschriebenen Kameras nach dem Stand der Technik der Fall ist, jedoch wird anstelle einer einfachen Optik mit gleichmäßiger oder gleichförmiger Winkelauflösung, eine Optik mit ungleichmäßiger oder ungleichförmiger Winkelauflösung eingesetzt. Auf diese Weise wird die Winkelauflösung in Bereichen, in denen eine hohe Winkelauflösung benötigt wird, ausgehend von einem System mit gleichförmiger Winkelauflösung, erhöht und in Bereichen in denen eine geringe Winkelauflösung ausreichend ist, wird die Winkelauflösung entsprechend reduziert. Die Erhöhung der Winkelauflösung in den als besonders wichtig oder relevant eingestuften Bereichen wird somit zunächst allein durch die Nutzung einer speziellen Optik, also beispielsweise durch eine speziell geformte Linse oder ein spezielles Linsensystem, erreicht und nicht durch eine Anpassung des in der Kamera verwendeten Bildsensors. Je nach Anwendungsfall ist es jedoch zusätzlich vorgesehen, auch einen angepassten Bildsensor einzusetzen, wobei in einigen Fällen zum Beispiel ein Bildsensor mit unterschiedlich großen Pixeln genutzt wird.
Die Optik der erfindungsgemäßen Kamera ist dabei bevorzugt derart ausgestaltet, dass die Winkelauflösung vom Zentrum bzw. Zentralbereich des Sichtfelds, d.h. von der Mitte bzw. von der optischen Achse, zum Rand bzw. Randbereich des Sichtfeldes stetig abnimmt, insbesondere zumindest bezogen auf den horizontalen oder vertikalen Bildwinkel. Eine derartige Ausgestaltung ist insbesondere daher vorteilhaft, da sich Objekte in größerer Entfernung zum Fahrzeug in der Regel im zentralen Erfassungsbereich der Kamera befinden, weshalb in diesem Bereich eine höhere Winkelauflösung erforderlich ist, als im Randbereich, d.h. im äußeren Erfassungsbereich des Kamerasystems. Erfindungsgemäß kann die Abnahme der Winkelauflösung dabei sowohl linear als auch nicht-linear ausgebildet sein. Im Fall
einer nicht-linear ausgebildeten Abnahme der Winkelauflösung kann die Optik insbesondere derart ausgebildet sein, dass die Winkelauflösung vom Zentrum bzw. Zentralbereich des Sichtfelds zum Rand bzw. zum Randbereich des Sichtfelds exponentiell abnimmt. Hierdurch lässt sich die Winkelauflösung besonders gut an die jeweilige Anforderungen der jeweiligen Erfassungsfunktion der Kamera anpassen und Objekte, wie beispielsweise Fahrspuren oder Verkehrszeichen, können auch noch in relativ großer Entfernung, z.B. im Bereich von einigen hundert Metern, im Zentralbereich des Sichtfelds erkannt werden.
Die Optik kann erfindungsgemäß weiterhin derart ausgestaltet sein, dass die maximale Winkelauflösung im Zentrum des Sichtfelds, insbesondere direkt um die optische Achse, zwischen 30 und 40 Pixel pro Grad beträgt, und dass die minimale Winkelauflösung am Rand des Sichtfelds, zwischen 5 und 10 Pixel pro Grad beträgt.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Optik derart ausgestaltet ist, dass die ungleichförmige Auflösung zumindest im horizontalen Raumwinkelbereich realisiert ist, d.h. bezogen auf den horizontalen Bildwinkel, da sich Objekte bei deren Annäherung an das Fahrzeug auf der horizontalen Achse des Sichtfeldes in der Regel von der Mitte des Sichtfelds in Richtung des linken bzw. rechten Rands des Sichtfeldes bewegen.
Zweckdienlich ist des Weiteren eine radialsymmetrische Ausgestaltung der Optik, insbesondere wenn diese durch eine einzelne Linse gegeben ist. Hierdurch wird der Fertigungsaufwand für eine entsprechende Optik relativ gering gehalten. Alternativ kommt eine nicht-radialsymmetrische Optik zum Einsatz, wobei diese Variante bevorzugt dann genutzt wird, wenn die Optik durch ein Linsensystem aus mehreren Linsen gegeben ist.
Im Falle einer nicht-radialsymmetrischen Optik ist die Optik weiter bevorzugt derart gestaltet, dass in einem Randbereich des vertikalen Bildwinkels eine reduzierte Winkelauflösung realisiert ist. Dabei wird davon ausgegangen, dass beispielsweise der Fahrzeuguntergrund unmittelbar hinter dem Kraftfahrzeug oder der Bereich
deutlich oberhalb des Horizonts, also der Himmel, typischerweise nicht mit besonders hoher Winkelauflösung erfasst werden müssen.
Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung einer Kamera, die entsprechend einer der vorangehend beschriebenen Ausgestaltungen ausgebildet ist, als Kamera zur Umgebungserfassung für wenigstens ein Fahrerassistenzsystem in einem Fahrzeug.
Die Kamera kann dabei insbesondere im Fahrzeuginnenraum hinter der Windschutzscheibe angeordnet sowie mit Blickrichtung durch die Windschutzscheibe hindurch in Fahrtrichtung ausgerichtet sein und zur Erfassung eines in Fahrtrichtung vorausliegenden Umgebungsbereichs verwendet werden.
Die Kamera kann weiterhin vorzugsweise zur Erfassung von Fahrspuren, Verkehrszeichen, anderer Verkehrsteilnehmer und/oder weiterer Objekte verwendet werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
Fig. 1 in einer Seitenansicht ein Fahrzeug mit einem Fahrerassistenzsystem mit einer Kamera,
Fig. 2 in einer Draufsicht das Fahrzeug mit dem Fahrerassistenzsystem mit der Kamera,
Fig. 3 in einer Draufsicht die Kamera mit markiertem Winkelbereich mit erhöhter Auflösung,
Fig. 4 in einem ersten Diagramm die Abhängigkeit der Winkelauflösung vom horizontalen Bildwinkel gemäß einer ersten bevorzugten Ausgestaltung,
Fig. 5 in einem zweiten Diagramm die Abhängigkeit der Winkelauflösung vom horizontalen Bildwinkel gemäß weiterer bevorzugter Ausgestaltungen,
Fig. 6 in einer Ansicht mit Blickrichtung entlang der optischen Achse der
Kamera die Form des Winkelbereichs mit erhöhter Auflösung bei einer radialsymmetrischen Optik.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Ein nachfolgend exemplarisch beschriebenes und in Fig. 1 sowie Fig. 2 gezeigtes Fahrerassistenzsystem ist in einem Fahrzeug 2 eingebaut und umfasst eine Kamera 1 sowie eine Steuer- und Auswerteeinheit 3.
Die Kamera 1 ist dabei als digitale Kamera 1 ausgestaltet und weist einen nicht näher dargestellten Bildsensor sowie eine Optik 4 auf, die zusammen den horizontalen Bildwinkel α einerseits und den vertikalen Bildwinkel ß andererseits vorgeben. Die beiden Bildwinkel α, ß spannen auf diese Weise den Sichtbereich der Kamera 1 auf, also den Raumwinkel, der von der Kamera 1 erfasst und mithilfe des Fahrerassistenzsystems überwacht werden kann. Die von der Kamera 1 generierten Bilddaten werden, insbesondere für die Umsetzung einer oder mehrerer Fahrerassistenzfunktionen, in der Steuer- und Auswerteeinheit 3 einer automatischen Bildverarbeitung unterzogen.
Mittels der Optik 4 der Kamera 1 ist dabei, wie in Fig. 3 und Fig. 4 angedeutet, erfindungsgemäß eine ungleichförmige Winkelauflösung im Sichtfeld der Kamera 1 realisiert, um bestimmte Bereiche mit erhöhter Winkelauflösung erfassen zu können. Dargestellt ist hierbei die Winkelauflösung in Abhängigkeit oder vielmehr in Richtung des horizontalen Bildwinkels a. Daraus ist zu entnehmen, dass eine erhöhte Winkelauflösung in einem um die optische Achse 5 gelegenen Zentralbereich 6 gegeben ist. Dabei erstrecken sich der Zentralbereich 6 über einen Winkelbereich von 10° und in diesem Winkelbereichen mt erhöhter Auflösung ist eine
Winkelauflösung von 20 Pixel pro Grad realisiert. In den übrigen Bereichen, insbesondere in den Randbereichen 7, beträgt die Winkelauflösung hingegen lediglich 5 Pixel pro Grad.
Fig. 5 zeigt eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Winkelauflösung der Optik
4 bzw. der ungleichförmigen Winkelauflösung im Sichtfeld der Kamera 1 . Aus Fig.
5 ist zu entnehmen, dass in Richtung des horizontalen Bildwinkels a, wobei selbige oder eine ähnliche Verteilung auch in Richtung des vertikalen Bildwinkels ß realisiert sein kann, im Winkelbereich bzw. im Zentrum um die optische Achse 5 eine erhöhte Winkelauflösung realisiert ist, die in Richtung des Rands bzw. des Randbereichs stetig abnimmt. Dargestellt ist mittels der durchgezogenen Linie 8 eine lineare Abnahme der Winkelauflösung sowie mittels der gepunktetgestrichelten Linie 9 eine exponentielle Abnahme der Winkelauflösung von Zentrum zum Rand, insbesondere gegenüber einer mittels der gestrichelten Linie 10 dargestellten gleichförmigen Verteilung der Winkelauflösung, wie diese derzeit bei Fahrzeugkameras vorzufinden ist. Dabei ist im Zentrum um die optische Achse 5 eine maximale Winkelauflösung zwischen 30 und 40 Pixel pro Grad und am Rand bzw. im Randbereich eine minimale Winkelauflösung von 5 bis 10 Pixel pro Grad realisiert, insbesondere gegenüber einer gleichförmig verteilten Winkelauflösung von 20 Pixel pro Grad über das gesamte Sichtfeld.
Die erhöhte Winkelauflösung im Zentralbereich 6 bzw. die Ausgestaltung der Optik derart, dass die Winkelauflösung vom Zentrum zum Rand des Sichtfelds stetig abnimmt, dient dabei vor allem der Ermöglichung einer Erkennung und Identifizierung von Objekten auch in größerer Entfernung, beispielsweise im Entfernungsbereich zwischen 100 und 500 Metern, insbesondere ohne dass eine Erhöhung der Auflösung des Bildsensors hierfür notwendig ist. Gewöhnlich befinden sich nämlich beispielsweise Fahrspuren und Verkehrszeichen, die nahe am Fahrzeug sind, im seitlichen Erfassungsbereich der Kamera 1 . Eine 15 cm breite Fahrspurmarkierung wird beispielsweise in 6 m Entfernung zum Fahrzeug und bei einer Winkelauflösung von 20 Pixel pro Grad auf 28 Pixeln des Bildsensors abgebildet. Bei einer Entfernung von 85 m hingegen, würde dieselbe Spurmarkierung nur noch auf 2 Pixeln des Bildsensors abgebildet werden. Durch die erfindungsgemäße Er-
höhung der Winkelauflösung im Zentrum bzw. im Zentralbereich lassen sich somit weit entfernte Objekte besser detektieren.
Die Optik 4 ist gemäß einer Ausführungsvariante durch eine einzelne speziell geformte Linse gegeben, welche radialsymmetrisch gestaltet ist. Infolgedessen sind auch der Zentralbereich 6 und der Randbereich 7 radialsymmetrisch geformt, wie dies in Fig. 6 skizziert ist.
Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen beschriebenen Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste
1 Kamera
2 Fahrzeug
3 Auswerteeinheit
4 Optik
5 Optische Achse
6 Zentralbereich
7 Randbereich
8 linear abnehmende Winkelauflösung
9 nicht-linear abnehmende Winkelauflösung
10 gleichförmig verteilte Winkelauflösung α horizontaler Bildwinkel
ß vertikaler Bildwinkel
Claims
1 . Kamera (1 ) für ein Fahrzeug (2) umfassend
eine Optik (4) mit einer ungleichförmigen Winkelauflösung in einem durch einen horizontalen Bildwinkel (a) und einen vertikalen Bildwinkel (ß) gebildeten Sichtfeld der Kamera (1 ), wobei
die Optik (4) derart ausgestaltet ist, dass in einem im Winkelbereich um die optische Achse (5) gelegenen Zentralbereich (6) des Sichtfeldes eine erhöhte Winkelauflösung realisiert ist.
2. Kamera (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass
die Optik (4) derart ausgestaltet ist, dass die Winkelauflösung vom Zentrum des Sichtfeldes zum Rand des Sichtfelds stetig abnimmt.
3. Kamera (1 ) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Optik (4) derart ausgestaltet ist, dass die Winkelauflösung vom Zentrum des Sichtfeldes zum Rand des Sichtfeldes linear abnimmt.
4. Kamera (1 ) nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass
die Optik (4) derart ausgestaltet ist, dass die Winkelauflösung vom Zentrum des Sichtfeldes zum Rand des Sichtfeldes nicht-linear abnimmt.
5. Kamera (1 ) nach einem der Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass
die Optik (4) derart ausgestaltet ist, dass die Winkelauflösung vom Zentrum des Sichtfeldes zum Rand des Sichtfeldes exponentiell abnimmt.
6. Kamera (1 ) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Optik (4) derart ausgestaltet ist, dass eine maximale Winkelauflösung zwischen 30 und 40 Pixel pro Grad im Zentrum und eine minimale Winkelauf-
lösung zwischen 5 und 10 Pixel pro Grad am Rand des Sichtfelds realisiert ist.
7. Kamera (1 ) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Optik (4) derart ausgestaltet ist, dass die ungleichförmige Winkelauflösung zumindest in Bezug auf den horizontalen Bildwinkel (a) realisiert ist.
8. Kamera (1 ) nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Optik (4) radialsymmetrisch um die optische Achse (5) ausgestaltet ist und die ungleichförmige Winkelauflösung radialsymmetrisch um die optische Achse (5) verteilt ist.
9. Kamera (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Optik (4) nicht-radialsymmetrisch um die optische Achse (5) ausgestaltet ist und die ungleichförmige Winkelauflösung nicht-radialsymmetrisch um die optische Achse (5) verteilt ist.
10. Kamera (1 ) nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
die mit einem horizontalen Bildwinkel (a) von 40 bis 45 Grad ausgebildet ist.
1 1 . Verwendung einer Kamera (1 ), die nach einem der vorangegangenen Ansprüche ausgebildet ist, als Kamera (1 ) zur Umgebungserfassung für wenigstens ein Fahrerassistenzsystem in einem Fahrzeug (2).
12. Verwendung einer Kamera gemäß Anspruch 1 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kamera (1 ) hinter einer Windschutzscheibe eines Fahrzeugs (2) angeordnet ist, mit Blickrichtung durch die Fahrzeugscheibe hindurch in Richtung eines in Fahrtrichtung vorausliegenden Umgebungsbereichs.
13. Verwendung einer Kamera (1 ) gemäß Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kamera (1 ) zur Erfassung von Fahrspuren und/oder Verkehrszeichen und/oder zur Erkennung von anderen Verkehrsteilnehmern im vorausliegenden Umgebungsbereich dient.
Applications Claiming Priority (2)
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