Vorrichtung zum Erkennen von Niederschlag für ein Kraftfahrzeug Device for detecting precipitation for a motor vehicle
Technisches Gebiet Technical area
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Regensensor für ein Kraftfahrzeug. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erkennen von Niederschlag für ein Kraftfahrzeug. The present invention relates to a rain sensor for a motor vehicle. In particular, the present invention relates to an apparatus and a method for detecting precipitation for a motor vehicle.
Technischer Hintergrund Technical background
Objekte oder Partikel auf der Windschutzscheibe eines Objects or particles on the windshield of a
Kraftfahrzeuges sind aufgrund der Fokussierung des Fernbereichs nur schwer im Kamerabild einer im Kraftfahrzeug verbauten optischen Kamera zu erkennen. Motor vehicles are difficult to recognize in the camera image of a built-in motor vehicle optical camera due to the focus of the long-range.
Ein auf der Windschutzscheibe anhaftender Regentropfen mit nahezu transparenten Eigenschaften kann demnach aus dem von der Kamera aufgenommenen Bild kaum mittels Bildverarbeitung extrahiert werden. Accordingly, a raindrop adhering to the windshield with almost transparent properties can hardly be extracted from the image taken by the camera by means of image processing.
Zusammenfassung der Erfindung Summary of the invention
Es kann als Aufgabe der vorliegenden Erfindung angesehen werden, die Effizienz einer Niederschlags- oder Regenerkennung für das Kraftfahrzeug zu erhöhen. Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigenIt can be regarded as an object of the present invention to increase the efficiency of a precipitation or rain detection for the motor vehicle. This task is governed by the objects of the independent
Ansprüche gelöst . Ausführungsformen und Weiterbildungen sind den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Figuren zu entnehmen .
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erkennen von Niederschlag für ein Kraftfahrzeug. Claims solved. Embodiments and further developments can be taken from the dependent claims, the description and the figures. A first aspect of the invention relates to a device for detecting precipitation for a motor vehicle.
Die Vorrichtung umfasst: eine hinter einer Scheibe angeordnete Kameraeinrichtung, welche dazu ausgelegt ist, ein erstes Abbild der Umgebung des Kraftfahrzeugs und ein dem ersten Abbild zeitlich folgendes zweites Abbild der Umgebung des The device comprises: a camera device which is arranged behind a pane and which is designed to display a first image of the surroundings of the motor vehicle and a second image of the surroundings of the surroundings of the first image temporally following
Kraftfahrzeugs aufzunehmen; und eine Auswertungseinrichtung, welche dazu ausgelegt ist, basierend auf einem Vergleichen des ersten Abbildes mit dem zweiten Abbild eine Helligkeitsänderung in zumindest einem Teilbereich des zweiten Abbildes zu ermitteln und anhand der ermittelten Helligkeitsänderung auf der Scheibe anhaftenden Niederschlag zu erfassen. Motor vehicle record; and an evaluation device which is designed to determine a change in brightness in at least one subregion of the second image based on a comparison of the first image with the second image and to detect precipitation adhering to the disk based on the determined brightness change.
In anderen Worten ausgedrückt, werden von der Kameraeinrichtung mindestens zwei zeitlich aufeinander folgende Abbildungen der Umgebung des Kraftfahrzeuges aufgenommen. In other words, at least two temporally successive images of the surroundings of the motor vehicle are taken by the camera device.
Nach einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Erkennen von Niederschlag für ein Kraftfahrzeug vorgesehen. Das Verfahren umfasst folgende Schritte: Aufnehmen eines ersten Abbildes der Umgebung des Kraftfahrzeugs und eines dem ersten Abbild zeitlich folgenden zweiten Abbild mit Hilfe von einer Kameraeinrichtung; Ermitteln einer Helligkeitsänderung in zumindest einem Teilbereich des zweiten Abbildes basierend auf einem Vergleichen des ersten Abbildes mit dem zweiten Abbild; und Erfassen des auf der Scheibe anhaftenden Niederschlags anhand der ermittelten Helligkeitsänderung. According to a second aspect of the present invention, a method for detecting precipitation for a motor vehicle is provided. The method comprises the following steps: taking a first image of the surroundings of the motor vehicle and a second image temporally following the first image with the aid of a camera device; Determining a brightness change in at least a portion of the second image based on comparing the first image with the second image; and detecting the precipitate adhering to the disc based on the determined brightness change.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Advantageous embodiments of the invention are in the
Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die vorliegende Erfindung zeichnet sich durch aus, dass eine Regentropfenerkennung direkt aus dem aufgenommenen Kamerabild, d.h. passiv oder ohne eine zusätzliche Beleuchtungsquelle vorgenommen werden kann. Subclaims characterized. The present invention is characterized by the fact that raindrop detection can be carried out directly from the recorded camera image, ie passively or without an additional illumination source.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet den Effekt der auftretenden Helligkeits- bzw. Intensitätserhöhungen, welche durch Tropfen auf der Windschutzscheibe verursacht werden. Diese Helligkeits- bzw. Intensitätserhöhungen sind auf allen Pixel des aufgenommenen Abbildes nahezu gleichmäßig verteilt. The method of the present invention utilizes the effect of the brightness increases that are caused by drops on the windshield. These brightness and intensity increases are distributed almost uniformly on all pixels of the recorded image.
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee liegt in der Trennung der Helligkeits- und Farbänderungen im The idea underlying the present invention lies in the separation of the brightness and color changes in the
aufgenommenen Abbild. Diese Trennung der Helligkeitsänderungen von den Farbänderungen ermöglicht vorteilhaft, dass Regentropfen und sich bewegende Hintergrundobjekte bei der Bildanalyse voneinander getrennt werden. recorded image. This separation of the brightness changes from the color changes advantageously enables raindrops and moving background objects to be separated in image analysis.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die direkt aus dem Bild ableitbare Regentropfenerkennung. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Beleuchtung der Another advantage of the present invention is the raindrop recognition derived directly from the image. According to the present invention, lighting is the
Windschutzscheibe etwa mittels Leuchtdioden, kurz LED von englisch light-emitting diode, dt. Licht-emittierende Diode, auch Lumineszenz-Diode, oder einer sonstigen zusätzlichen Lichtquelle nicht erforderlich. Windshield about by light emitting diodes, short LED of English light-emitting diode, German light-emitting diode, even luminescent diode, or other additional light source not required.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass die Detektionsfläche, welche zur Regenerkennung verwendet wird, um ein Vielfaches erhöht wird. Another advantage of the present invention is that the detection area used for rain detection is increased many times.
Mit anderen Worten kann ein Kerngedanke der vorliegenden Erfindung darin gesehen werden, dass ein Regentropfen als eine Linse auf der Windschutzscheibe modelliert wird. Diese Linse
bündelt das Licht aus einem durch die Linse abgedeckten In other words, a core idea of the present invention can be seen in modeling a raindrop as a lens on the windshield. This lens bundles the light from a lens covered by the lens
Teilbereich, wobei das gebündelte Licht auf die Kamera fällt und die Helligkeits- bzw. Intensitätserhöhungen verursacht. Partial area, where the focused light falls on the camera and causes the brightness or intensity increases.
Daher ist es möglich, nur die Helligkeitsänderung innerhalb dieses Teilbereiches zu ermitteln und etwaige Farbwechsel oder Farbänderungen in diesem Bereich zu ignorieren. Therefore, it is possible to determine only the brightness change within this subarea and to ignore any color changes or color changes in this area.
Die Regentropfen verursachen primär eine Helligkeitsänderung (dL*), jedoch wird auch die Farbänderung (da*, db*) betrachtet, um herauszufinden, ob neben der durch den Regentropfen verursachten Helligkeitsänderung auch noch eine Farbänderung vorliegt . The raindrops primarily cause a change in brightness (dL *), but also the color change (da *, db *) is considered to find out whether there is also a color change in addition to the brightness change caused by the raindrop.
Falls ja, so wird der Teilbereich in dem Abbild als farbiges Hintergrundobjekt markiert und als möglicher Tropfen verworfen, da die Farbänderung nicht dem Tropfenmodell entspricht. D. h. eine koinzident auftretende Helligkeits- und Farbänderung hat eine andere Ursache und entspricht keinem auf der If so, the subregion in the image is marked as a colored background object and discarded as a possible drop, since the color change does not correspond to the drop model. Ie. A coincident brightness and color change has another cause and does not correspond to any one on the
Windschutzscheibe abgeschiedenen Regentropfen. Windshield deposited raindrops.
Mit anderen Worten ausgedrückt, wird die Betrachtung der Farbänderung dazu genutzt, das Tropfenmodell zu verifizieren, falls keine Farbänderung in dem Teilbereich vorliegt, oder zu verwerfen, falls eine Farbänderung in dem Teilbereich vorliegt. In other words, the consideration of the color change is used to verify the drop model if there is no color change in the partial area, or to discard if there is a color change in the partial area.
Unter dem Fahrzeug kann beispielsweise ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen verstanden werden. Die Kameraeinrichtung kann als Infrarotkamera oder eine sonstige Kamera ausgeführt sein. Die Kameraeinrichtung kann ferner dazu ausgeführt sein, mehrere Bilder, ein Video und/oder eine Bildfolge der Umgebung des Fahrzeuges aufzunehmen.
Unter der Umgebung des Fahrzeuges kann beispielsweise ein Bereich der Umgebung des Fahrzeuges, der in Fahrtrichtung des Fahrzeuges liegt, verstanden werden. Unter der Kameraeinrichtung kann beispielsweise eine Kamera zur Verkehrszeichenerkennung oder zur Totwinkel-Überwachung oder eine Kamera eines sonstigen Fahrerassistenzsystems verstanden werden . Unter der Auswertungseinrichtung kann beispielsweise ein digitaler Signalprozessor, engl, digital signal processor, DSP, verstanden werden, welcher dazu ausgebildet ist, eine Under the vehicle, for example, a passenger car or a truck can be understood. The camera device can be designed as an infrared camera or another camera. The camera device can also be designed to record a plurality of images, a video and / or an image sequence of the surroundings of the vehicle. Under the environment of the vehicle, for example, an area of the environment of the vehicle, which lies in the direction of travel of the vehicle can be understood. The camera device can be understood, for example, as a camera for traffic sign recognition or blind spot monitoring or a camera of another driver assistance system. By the evaluation device, for example, a digital signal processor, English, digital signal processor, DSP, understood, which is adapted to a
kontinuierlichen Bearbeitung von digitalen Signalen z. B. Audio¬ oder Videosignale zu ermöglichen. continuous processing of digital signals z. To allow as audio or video signals ¬.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden In an advantageous embodiment of the present invention
Erfindung ist vorgesehen, dass die Kameraeinrichtung einen farbempfindlichen Flächensensor aufweist. Der Begriff „farbempfindlich" bedeutet hierbei, dass derThe invention provides that the camera device has a color-sensitive area sensor. The term "color-sensitive" here means that the
Flächensensor eine spektrale Auflösung aufweist, welche eine Anzahl der Spektralkanäle, etwa rot, grün, blau, des Sensors charakterisiert. Als Flächensensor kann ein CCD-Sensor oder ein CMOS-Sensor verwendet werden. Surface sensor has a spectral resolution, which characterizes a number of spectral channels, such as red, green, blue, of the sensor. As a surface sensor, a CCD sensor or a CMOS sensor can be used.
Dadurch kann vorteilhaft ermöglicht werden, dass eine breite spektrale Empfindlichkeit erreicht wird, ebenso wie ein hoher Dynamikumfang (also die Fähigkeit, gleichzeitig sehr This advantageously enables a broad spectral sensitivity to be achieved, as well as a high dynamic range (ie the ability to be very powerful at the same time)
lichtschwache und sehr helle Bereiche eines Bildes zu erfassen) und die Bildinformationen digital anfallen. faint and very bright areas of an image to capture) and the image information is generated digitally.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass der farbempfindliche Flächensensor eine Bayer-Matrix oder eine
sonstige Farbfilteranordnung aufweist. In an advantageous embodiment it is provided that the color-sensitive area sensor a Bayer matrix or a having another color filter arrangement.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Auswertungseinrichtung dazu ausgelegt ist, vor dem Vergleichen des ersten Abbildes mit dem zweiten Abbild eine Farbraumtransformation des ersten Abbildes und des zweiten Abbildes durchzuführen und anschließend das transformierte erste Abbild mit dem transformierten zweiten Abbild zu vergleichen. In a further advantageous embodiment of the present invention, it is provided that the evaluation device is designed to perform a color space transformation of the first image and the second image before comparing the first image with the second image and then to the transformed first image with the transformed second image to compare.
Dies erlaubt auf einfache Weise, eine Differenzierung von Farbmodell und Farbraum vorzunehmen. This allows a simple way to differentiate between color model and color space.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden In an advantageous embodiment of the present invention
Erfindung ist vorgesehen, dass die Auswertungseinrichtung dazu ausgelegt ist, als die Farbraumtransformation eine The invention provides for the evaluation device to be designed as the color space transformation
Transformation in einen L*a*b*-Farbraum oder in einen Transformation into a L * a * b * color space or in a
LCh-Farbraum oder in einen sonstigen Farbraum vorzunehmen. LCh color space or in another color space.
Dies erlaubt auf einfache Weise, eine Angleichung der This allows in a simple way, an approximation of
Farbabstände im Farbraum an die Wahrnehmung vorzunehmen. Color differences in the color space to make the perception.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden In an advantageous embodiment of the present invention
Erfindung ist vorgesehen, dass die Auswertungseinrichtung dazu ausgelegt ist, die Helligkeitsänderung in dem zumindest einem Teilbereich des zweiten Abbildes anhand eines The invention provides that the evaluation device is designed to change the brightness in the at least one subregion of the second image on the basis of a
Nichtvorhandenseins einer Farbvalenzänderung in dem zumindest einem Teilbereich des zweiten Abbildes zu verifizieren. To verify the absence of a color valence change in the at least one portion of the second image.
Vorteilhaft erlaubt die Betrachtung der Farbänderung, das Tropfenmodell zu verwerfen, falls eine Farbänderung in dem Teilbereich vorliegt.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Advantageously, viewing the color change allows discarding the drop model if there is a color change in the portion. In an advantageous embodiment of the present invention
Erfindung ist vorgesehen, dass die Kameraeinrichtung dazu ausgelegt ist, ein drittes Abbild der Umgebung des Kraftfahrzeugs aufzunehmen . The invention provides that the camera device is designed to receive a third image of the surroundings of the motor vehicle.
Dies erhöht vorteilhaft das zeitliche Auflösungsvermögen der Niederschlagserfassung und die Detektionsschwelle der This advantageously increases the temporal resolving power of the precipitation detection and the detection threshold of
Vorrichtung im Hinblick auf die geringste überhaupt erfassbare Niederschlagsintentsität . Device with regard to the lowest ever detectable precipitation intensity.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden In an advantageous embodiment of the present invention
Erfindung ist vorgesehen, dass die Auswertungseinrichtung dazu ausgelegt ist, anhand des dritten Abbildes die ermittelte Helligkeitsänderung in zumindest einem Teilbereich des zweiten Abbildes zu überprüfen bzw. zu bestätigen. The invention provides that the evaluation device is designed to check or confirm the determined brightness change in at least one subregion of the second image on the basis of the third image.
Dies erhöht vorteilhaft die Zuverlässigkeit, d.h. die formale Genauigkeit bzw. die Verlässlichkeit der Messungen der This advantageously increases the reliability, i. the formal accuracy or the reliability of the measurements of
Vorrichtung und hilft Messfehler bzw. Messabweichungen zu vermeiden . Device and helps to avoid measurement errors or measurement errors.
Die beschriebenen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und The described embodiments and developments can be combined with each other as desired. Other possible embodiments, developments and
Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung. Implementations of the invention also include not explicitly mentioned combinations of features of the invention described above or below with respect to the exemplary embodiments.
Kurze Beschreibung der Figuren Brief description of the figures
Die beiliegenden Zeichnungen sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Die beiliegenden
Zeichnungen veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Konzepten der Erfindung . The accompanying drawings are intended to provide further understanding of the embodiments of the invention. The enclosed Drawings illustrate embodiments and, together with the description, serve to explain concepts of the invention.
Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die dargestellten Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise Other embodiments and many of the stated advantages will become apparent with reference to the drawings. The illustrated elements of the drawings are not necessarily
maßstabsgetreu zueinander gezeigt. shown to scale to each other.
Es zeigen: Show it:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Fig. 1 is a schematic representation of an apparatus for
Erkennen von flüssigem Niederschlag für ein Kraftfahrzeug gemäß einer Ausführungsform der Detecting liquid precipitation for a motor vehicle according to an embodiment of the
Erfindung; eine schematische Darstellung eines Flussdiagramms eines Verfahrens zum Erkennen von flüssigem Niederschlag für ein Kraftfahrzeug gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; Invention; a schematic representation of a flowchart of a method for detecting liquid precipitation for a motor vehicle according to another embodiment of the invention;
Fig. 2b eine schematische Darstellung eines Fig. 2b is a schematic representation of a
Funktionsblockdiagramms eines Verfahrens zum Erkennen von flüssigem Niederschlag gemäß einer noch weiteren Ausführungsform der Erfindung; Functional block diagram of a method for detecting liquid precipitation according to yet another embodiment of the invention;
Fig. 3a ein von einer Kameraeinrichtung der Vorrichtung Fig. 3a a of a camera device of the device
aufgenommenes Abbild der Umgebung des Kraftfahrzeuges zur Erläuterung der Erfindung; recorded image of the environment of the motor vehicle to explain the invention;
Fig. 3b ein von einer Kameraeinrichtung der Vorrichtung Fig. 3b shows a camera device of the device
aufgenommenes Abbild der Umgebung des Kraftfahrzeuges zur Erläuterung der Erfindung;
Fig. 4a ein von einer Kameraeinrichtung der Vorrichtung aufgenommenes Abbild der Umgebung des Kraftfahrzeuges zur Erläuterung zur Erläuterung der Erfindung; recorded image of the environment of the motor vehicle to explain the invention; 4a shows an image of the surroundings of the motor vehicle taken by a camera device of the device, for explanation of the explanation of the invention;
Fig. 4b ein von einer Kameraeinrichtung der Vorrichtung Fig. 4b shows a camera device of the device
aufgenommenes Abbild der Umgebung des Kraftfahrzeuges zur Erläuterung zur Erläuterung der Erfindung; Fig. 5a eine Darstellung einer Farbkomponente eines Abbildes der Umgebung des Kraftfahrzeuges nach einer Farbraumtransformation zur Erläuterung der Erfindung; recorded image of the environment of the motor vehicle to explain the explanation of the invention; 5a shows a representation of a color component of an image of the surroundings of the motor vehicle after a color space transformation to explain the invention;
Fig. 5b eine Darstellung einer Farbkomponente eines Abbildes der Umgebung des Kraftfahrzeuges nach einerFig. 5b is a representation of a color component of an image of the environment of the motor vehicle after a
Farbraumtransformation zur Erläuterung der Erfindung; Color space transformation to explain the invention;
Fig. 5c eine Darstellung einer Farbkomponente eines Abbildes der Umgebung des Kraftfahrzeuges nach einer Farbraumtransformation zur Erläuterung der Erfindung; 5c shows a representation of a color component of an image of the surroundings of the motor vehicle after a color space transformation in order to explain the invention;
Fig. 6a eine Darstellung einer Farbkomponente eines Abbildes der Umgebung des Kraftfahrzeuges nach einer Farbraumtransformation zur Erläuterung der Erfindung; 6a shows a representation of a color component of an image of the surroundings of the motor vehicle after a color space transformation in order to explain the invention;
Fig. 6b eine Darstellung einer Farbkomponente eines Abbildes der Umgebung des Kraftfahrzeuges nach einer Farbraumtransformation zur Erläuterung der Erfindung; und 6b shows a representation of a color component of an image of the surroundings of the motor vehicle after a color space transformation in order to explain the invention; and
Fig. 6c eine Darstellung einer Farbkomponente eines Abbildes der Umgebung des Kraftfahrzeuges nach einer Farbraumtransformation zur Erläuterung der Erfindung.
Detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen Fig. 6c is a representation of a color component of an image of the environment of the motor vehicle after a color space transformation to explain the invention. Detailed description of embodiments
In den Figuren der Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Elemente, Bauteile, Komponenten oder Verfahrensschritte, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist . In the figures of the drawings, like reference characters designate like or functionally identical elements, components, components or method steps, unless indicated otherwise.
Mit dem Begriff „Niederschlag" kann jegliche Form von Regen oder Wasser, das nach Kondensation von Wasserdampf infolge der Schwerkraft auf die Erde fällt. The term "precipitation" can refer to any form of rain or water that falls to the earth after condensation of water vapor due to gravity.
Der Begriff „Niederschlag" umfasst beispielsweise auch Regen oder flüssigen Niederschlag, auch Staub und Aerosole, die in die Atmosphäre aufgestiegen sind und sich auf der Windschutzscheibe als quasi transparent, da außerhalb des Schärfetiefenbereichs der Kamera, abscheiden oder niederschlagen. The term "precipitation" includes, for example, rain or liquid precipitation, dust and aerosols that have risen into the atmosphere and on the windshield as quasi-transparent, because outside the depth of field of the camera, deposit or precipitate.
Ferner kann auch fester Niederschlag, z. B. Hagel, Graupel oder Schnee, umfasst sein, welcher gemischt mit Regen auftritt oder erst nach dem Niedergang auf die Windschutzscheibe flüssig wird. Furthermore, solid precipitate, for. As hail, sleet or snow, be included, which occurs mixed with rain or liquid only after the decline on the windshield.
Die Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Erkennen von flüssigem Niederschlag für ein Kraftfahrzeug gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 1 shows a schematic representation of a device for detecting liquid precipitate for a motor vehicle according to an embodiment of the invention.
Eine Vorrichtung 100 zum Erkennen von flüssigem Niederschlag für ein Kraftfahrzeug umfasst beispielsweise eine hinter einer Scheibe angeordnete Kameraeinrichtung 10 und eine mit der Kameraeinrichtung 10 gekoppelte Auswertungseinrichtung 20. A device 100 for detecting liquid precipitation for a motor vehicle comprises, for example, a camera device 10 arranged behind a pane and an evaluation device 20 coupled to the camera device 10.
Die Kameraeinrichtung 10 kann dazu ausgelegt sein, ein erstes Abbild der Umgebung des Kraftfahrzeugs und ein dem ersten Abbild
zeitlich folgendes zweites Abbild der Umgebung des Kraftfahrzeugs aufzunehmen. The camera device 10 may be designed to have a first image of the surroundings of the motor vehicle and a first image temporally following second image of the surroundings of the motor vehicle record.
Die Kameraeinrichtung 10 ist dazu ausgebildet, innerhalb eines bestimmten Bildwinkels, welcher das Sichtfeld 11 definiert, Abbilder der Umgebung des Kraftfahrzeugs aufzunehmen. The camera device 10 is designed to record images of the surroundings of the motor vehicle within a specific image angle which defines the field of view 11.
Die Auswertungseinrichtung 20 kann dazu ausgelegt sein, basierend auf einem Vergleichen des ersten Abbildes mit dem zweiten Abbild eine Helligkeitsänderung in zumindest einemThe evaluation device 20 may be designed to change the brightness in at least one of the first image and the second image based on a comparison of the first image
Teilbereich des zweiten Abbildes zu ermitteln und anhand der ermittelten Helligkeitsänderung auf der Scheibe anhaftenden, flüssigen Niederschlag zu erfassen. Ferner kann die Auswertungseinrichtung 20 auch in der Form einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung oder in der Form eines „Field Programmable Gate Array" (FPGA) realisiert werden, d.h. beispielsweise in der Form eines integrierten Schaltkreises (IC) der Digitaltechnik, in den eine logische Schaltung programmiert werden kann. Die englische Bezeichnung kann übersetzt werden als: im (Anwendungs-) Feld programmierbare (Logik-) Gatter-Anordnung. Determine part of the second image and to capture on the basis of the determined change in brightness adhering to the disc, liquid precipitate. Furthermore, the evaluation device 20 can also be realized in the form of an application-specific integrated circuit or in the form of a "Field Programmable Gate Array" (FPGA), ie, for example in the form of an integrated circuit (IC) of digital technology into which a logic circuit is programmed The English name can be translated as: in the (application) field programmable (logic) gate arrangement.
Die Figur 2a zeigt ein Verfahren zum Erkennen von flüssigem Niederschlag für ein Kraftfahrzeug. FIG. 2a shows a method for detecting liquid precipitation for a motor vehicle.
Das Verfahren zum Erkennen von flüssigem Niederschlag umfasst folgende Schritte: Als ein erster Schritt des Verfahrens erfolgt ein Aufnehmen Sl eines ersten Abbildes der Umgebung des Kraftfahrzeugs und eines dem ersten Abbild zeitlich folgenden zweiten Abbild mit Hilfe von einer Kameraeinrichtung.
Als ein zweiter Schritt des Verfahrens erfolgt ein Ermitteln S2 einer Helligkeitsänderung in zumindest einem Teilbereich des zweiten Abbildes basierend auf einem Vergleichen des ersten Abbildes mit dem zweiten Abbild. The method for detecting liquid precipitation comprises the following steps: A first image of the environment of the motor vehicle and a second image temporally following the first image with the aid of a camera device are taken as a first step of the method. As a second step of the method, a determination S2 of a brightness change takes place in at least a partial area of the second image based on a comparison of the first image with the second image.
Als ein dritter Schritt des Verfahrens erfolgt ein Erfassen S3 des auf der Scheibe anhaftenden, flüssigen Niederschlags anhand der ermittelten Helligkeitsänderung. As a third step of the method, a detection S3 of the liquid precipitate adhering to the pane takes place on the basis of the ascertained change in brightness.
Die Figur 2b zeigt eine schematische Darstellung eines FIG. 2b shows a schematic representation of a
Funktionsblockdiagramms eines Verfahrens zum Erkennen von flüssigem Niederschlag gemäß einer noch weiteren Ausführungsform der Erfindung. Functional block diagram of a method for detecting liquid precipitation according to yet another embodiment of the invention.
Ein erstes Abbild II und ein zweites Abbild 12 werden von der Kammereinrichtung 10 aufgenommen, wobei das zweite Abbild 12 zeitlich nachfolgend zu dem ersten Abbild II aufgenommen wurde. In einem ersten Funktionsblock S21 erfolgt eine A first image II and a second image 12 are taken by the chamber device 10, wherein the second image 12 was taken in time to the first image II. In a first functional block S21, a
Farbraumtransformation, beispielsweise in Form einer Color space transformation, for example in the form of a
Transformation in einen L*a*b*-Farbraum oder in einen Transformation into a L * a * b * color space or in a
LCh-Farbraum oder in einen sonstigen Farbraum. In einem zweiten Funktionsblock S22 erfolgt eine Trennung der Abbilder in Farbraumkomponenten, beispielsweise in einen dL* Kanal, in einen da* Kanal und in einen db* Kanal im Falle einer Transformation in den L*a*b*-Farbraum. Eine Darstellung oder Bildanalyse des dL* Kanals erfolgt in einem Funktionsblock S31, eine Darstellung oder Bildanalyse des da* Kanals in einem Funktionsblock S32 und eine Darstellung oder Bildanalyse des db* Kanals in einem Funktionsblock S33.
Figur 3a zeigt ein von einer Kameraeinrichtung der Vorrichtung aufgenommenes Abbild der Umgebung des Kraftfahrzeuges zur Erläuterung der Erfindung. LCh color space or in another color space. In a second functional block S22, the images are separated into color space components, for example into a dL * channel, into a da * channel and into a db * channel in the event of a transformation into the L * a * b * color space. A representation or image analysis of the dL * channel is performed in a function block S31, a representation or image analysis of the da * channel in a function block S32 and a representation or image analysis of the db * channel in a function block S33. FIG. 3 a shows an image of the surroundings of the motor vehicle taken by a camera device of the device to explain the invention.
Das in der Figur 3a dargestellte Abbild ist ein erstes Abbild der Umgebung des Kraftfahrzeuges. Das erste Abbild weist einen Teilbereich 5 auf, wobei von oben kommend drei Regentropfen herunter fallen, aber in den Figuren 3a und 3b noch nicht auf der Windschutzscheibe niedergegangen sind. The image shown in FIG. 3a is a first image of the surroundings of the motor vehicle. The first image has a partial region 5, three raindrops falling down from above, but not yet falling down on the windshield in FIGS. 3a and 3b.
Figur 3b zeigt ein von einer Kameraeinrichtung der Vorrichtung aufgenommenes Abbild der Umgebung des Kraftfahrzeuges zur Erläuterung der Erfindung. FIG. 3b shows an image of the surroundings of the motor vehicle taken by a camera device of the device to explain the invention.
Das in der Figur 3b dargestellte Abbild ist ein zweites Abbild der Umgebung des Kraftfahrzeuges. Das zweite Abbild weist einen Teilbereich 5 auf. In den Ausführungsbeispielen der Abbildungen 3a und 3b ist auf der Windschutzscheibe kein Regentropfen vorhanden. The image shown in FIG. 3b is a second image of the surroundings of the motor vehicle. The second image has a subregion 5. In the embodiments of Figures 3a and 3b, there is no raindrop on the windshield.
Diese Ausführungsbeispiele dienen zur Veranschaulichung der Farbänderungen, die durch bewegte Objekte (hier: Schranke bewegt sich nach oben) in allen drei Kanälen (dL*, da* und db*) dargestellt werden. Der Regentropfen, wie in den These embodiments serve to illustrate the color changes that are represented by moving objects (here: barrier moves upwards) in all three channels (dL *, da * and db *). The raindrop, as in the
Ausführungsbeispielen der Figuren 4a und 4b dargestellt, hingegen, wird durch die alleinige Helligkeitsänderung nur im dL* bemerkbar . Figur 4a zeigt ein von einer Kameraeinrichtung der Vorrichtung aufgenommenes Abbild der Umgebung des Kraftfahrzeuges zur Erläuterung zur Erläuterung der Erfindung.
Das in der Figur 4a dargestellte Abbild ist ein erstes Abbild der Umgebung des Kraftfahrzeuges. Das erste Abbild weist einen Teilbereich 5 auf. Figur 4b zeigt ein von einer Kameraeinrichtung der Vorrichtung aufgenommenes Abbild der Umgebung des Kraftfahrzeuges zur Erläuterung zur Erläuterung der Erfindung. Embodiments of Figures 4a and 4b shown, however, is noticeable by the sole change in brightness only in dL *. FIG. 4a shows an image of the surroundings of the motor vehicle taken by a camera device of the device, for explanation of the explanation of the invention. The image shown in FIG. 4a is a first image of the surroundings of the motor vehicle. The first image has a subregion 5. FIG. 4b shows an image of the surroundings of the motor vehicle taken by a camera device of the device for explaining the invention.
Das in der Figur 4b dargestellte Abbild zeigt einen an der Windschutzscheibe anhaftenden Regentropfen. The image shown in FIG. 4b shows a raindrop adhering to the windshield.
Die Figuren 3a und 3b bzw. 4a und 4b zeigen zwei voneinander unabhängige Ereignisse: Die Figuren 3a und 3b zeigen nur Hintergrundänderung durch sich bewegende Objekte, etwa eine sich öffnende Schranke eines Parkhauses oder eines Bahnüberganges ohne Regentropfen. Figures 3a and 3b and 4a and 4b show two independent events: Figures 3a and 3b show only background change by moving objects, such as an opening barrier of a parking garage or a railroad crossing without raindrops.
Die Figuren 4a und 4b zeigen im Gegensatz hierzu keine Figures 4a and 4b, in contrast, show no
Hintergrundänderung, d.h. keine sich bewegende Objekte, jedoch trifft in dem Zeitversatz zwischen den Figuren 4a und 4b ein Regentropfen in den Sichtbereich der Kamera, etwa beispielsweise auf die Windschutzscheibe des Kraftfahrzeuges. Die Figur 5a zeigt eine Darstellung einer Farbkomponente eines Abbildes der Umgebung des Kraftfahrzeuges nach einer Background change, i. no moving objects, but in the time offset between the figures 4a and 4b, a rain drops in the field of view of the camera, such as the windshield of the motor vehicle. FIG. 5a shows a representation of a color component of an image of the surroundings of the motor vehicle according to FIG
Farbraumtransformation zur Erläuterung der Erfindung. Color space transformation to explain the invention.
Die Figur 5a zeigt einen dL* Kanal des ersten Abbildes wie in der Figur 3a und 3b dargestellt. Es wird hier die absolute Differenz zwischen der Transformierten (LI*) des ersten Abbildes der Figur 3a und der Transformierten (L2*) des zweiten Abbildes der Figur 3b dargestellt.
Kurz : dL* = | LI* - L2* | . FIG. 5a shows a dL * channel of the first image as shown in FIGS. 3a and 3b. Here, the absolute difference between the transform (LI *) of the first image of Figure 3a and the transform (L2 *) of the second image of Figure 3b is shown. In short: dL * = | LI * - L2 * | ,
Das Gleiche gilt für a* und b* : da* = I al* - a2* | . db* = |bl* - b2* | . Die Figur 5b zeigt eine Darstellung einer Farbkomponente eines Abbildes der Umgebung des Kraftfahrzeuges nach einer The same applies to a * and b *: da * = I al * - a2 * | , db * = | bl * - b2 * | , FIG. 5b shows a representation of a color component of an image of the surroundings of the motor vehicle according to FIG
Farbraumtransformation zur Erläuterung der Erfindung. Color space transformation to explain the invention.
Die Figur 5b zeigt einen da* Kanal des ersten Abbildes wie in der Figuren 3a und 3b dargestellt. FIG. 5b shows a da * channel of the first image as shown in FIGS. 3a and 3b.
Die Figur 5c zeigt eine Darstellung einer Farbkomponente eines Abbildes der Umgebung des Kraftfahrzeuges nach einer FIG. 5 c shows a representation of a color component of an image of the surroundings of the motor vehicle according to FIG
Farbraumtransformation zur Erläuterung der Erfindung. Color space transformation to explain the invention.
Die Figur 5c zeigt einen db* Kanal des ersten Abbildes wie in der Figur 3a und 3b dargestellt. FIG. 5c shows a db * channel of the first image as shown in FIGS. 3a and 3b.
Die Figur 6a zeigt eine Darstellung einer Farbkomponente eines Abbildes der Umgebung des Kraftfahrzeuges nach einer FIG. 6a shows a representation of a color component of an image of the surroundings of the motor vehicle according to FIG
Farbraumtransformation zur Erläuterung der Erfindung. Color space transformation to explain the invention.
Die Figur 6a zeigt einen dL* Kanal des zweiten Abbildes wie in der Figur 4a und 4b dargestellt. FIG. 6a shows a dL * channel of the second image as shown in FIGS. 4a and 4b.
Die Figur 6b zeigt eine Darstellung einer Farbkomponente eines Abbildes der Umgebung des Kraftfahrzeuges nach einer FIG. 6b shows a representation of a color component of an image of the surroundings of the motor vehicle according to FIG
Farbraumtransformation zur Erläuterung der Erfindung.
Die Figur 6b zeigt einen da* Kanal des zweiten Abbildes, wie in den Figuren 4a und 4b dargestellt. Die Figur 6c zeigt eine Darstellung einer Farbkomponente eines Abbildes der Umgebung des Kraftfahrzeuges nach einer Color space transformation to explain the invention. FIG. 6b shows a da * channel of the second image, as shown in FIGS. 4a and 4b. FIG. 6c shows a representation of a color component of an image of the surroundings of the motor vehicle according to FIG
Farbraumtransformation zur Erläuterung der Erfindung. Color space transformation to explain the invention.
Die Figur 6c zeigt einen db* Kanal des zweiten Abbildes wie in den Figuren 4a und 4b dargestellt. FIG. 6c shows a db * channel of the second image as shown in FIGS. 4a and 4b.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Although the present invention is based on preferred
Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Insbesondere lässt sich die Erfindung in mannigfaltiger Weise verändern oder modifizieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen. Embodiments described above, it is not limited thereto, but modifiable in a variety of ways. In particular, the invention can be varied or modified in many ways without deviating from the gist of the invention.
Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass „umfassend" und „aufweisend" keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine" oder „ein" keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkungen anzusehen.
In addition, it should be noted that "comprising" and "having" does not exclude other elements or steps, and "a" or "an" does not exclude a plurality. It should also be appreciated that features or steps described with reference to any of the above embodiments may also be used in combination with other features or steps of other embodiments described above. Reference signs in the claims are not to be considered as limitations.