WO2018095489A1 - Bildverarbeitungssystem und bildverarbeitungsverfahren - Google Patents

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WO2018095489A1
WO2018095489A1 PCT/DE2017/200095 DE2017200095W WO2018095489A1 WO 2018095489 A1 WO2018095489 A1 WO 2018095489A1 DE 2017200095 W DE2017200095 W DE 2017200095W WO 2018095489 A1 WO2018095489 A1 WO 2018095489A1
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vehicle
model
image processing
image
geometry
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PCT/DE2017/200095
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Martin Simon
Jörg Schrepfer
Markus Friebe
Georg Arbeiter
Stefan MILZ
Peerayut Khongsab
Original Assignee
Conti Temic Microelectronic Gmbh
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Publication date
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B60R1/20—Real-time viewing arrangements for drivers or passengers using optical image capturing systems, e.g. cameras or video systems specially adapted for use in or on vehicles
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    • H04N7/00—Television systems
    • H04N7/18—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60R2300/00—Details of viewing arrangements using cameras and displays, specially adapted for use in a vehicle
    • B60R2300/30—Details of viewing arrangements using cameras and displays, specially adapted for use in a vehicle characterised by the type of image processing
    • B60R2300/304—Details of viewing arrangements using cameras and displays, specially adapted for use in a vehicle characterised by the type of image processing using merged images, e.g. merging camera image with stored images

Definitions

  • the present invention relates to image processing ⁇ system and a corresponding image processing method.
  • a variety of assistance systems assist the driver in controlling the vehicle.
  • camera systems the driver on screens inside the vehicle areas of the vehicle environment displ ⁇ gen, which the driver can not otherwise see.
  • Such camera systems can not only show the driver the area outside the vehicle.
  • Modern so-called surround-view systems can be used by the driver, e.g. also display parts of the vehicle itself together with the respective sections of the vehicle environment.
  • Such surround-view systems use the images of a plurality of cameras, and from these calculate the respective depicting ⁇ lung.
  • the vehicle is then inserted on the basis of a static model ⁇ les of the vehicle in the picture. This type of presentation makes it difficult for the driver to assess the condition of the vehicle.
  • an image processing system for a vehicle with a number that is one or more of image sensing devices and with at least a display device with a communication interface, which is designed driving ⁇ imaging parameters which characterize a current state of the vehicle from the vehicle, having a model memory having a vehicle model and a plurality of geometry objects for the vehicle model, and an image generating means which is formed based select appropriate geometry objects on the queried vehicle parameters and to link to the vehicle model to form an overall model and a representation of the Policy/ ⁇ dells with one of superimposed on the image acquisition devices detected image and output on the display device. It is also provided:
  • An image processing method for a vehicle having a number, one or more, of image capture devices and having at least one display device comprising querying vehicle parameters indicative of a current state of the vehicle from the vehicle, e.g. via a vehicle bus, providing a vehicle model and a plurality of geometry objects for the vehicle model, e.g. in a data memory, selecting respective geometry objects based on the queried vehicle parameters and associating the selected geometry objects with the vehicle model into an overall model, generating a representation of the overall model and overlaying the representation of the overall model with an image captured by the image capture devices, and outputting the with the Representation of the overall model superimposed image on the display device.
  • the present invention allows a dynamic generation ei ⁇ ner representation of the vehicle.
  • Vehicle parameters can be any kind of parameters that occur in the vehicle and can be transmitted to the image processing system via a vehicle bus, for example. can be transferred.
  • the vehicle parameters characterizing this case the current state of the vehicle and made ⁇ union therefore the selection of appropriate geometry objects that represent the current state.
  • the image generation device can consequently generate an overall model from the vehicle model and the corresponding geometry objects which depicts the current state of the vehicle.
  • vehicle model or overall model is to be understood in this context as a 3D model, that is to say e.g. a description of the three-dimensional structure that enables rendering or raytracing of a corresponding representation.
  • the imaging device can eg be based on rendering or ray tracing techniques a graphical representation of the model generate that can be inserted into the image of a surround-view system on the entspre ⁇ sponding point.
  • the image of the surround view system with the inserted representation of the vehicle can then be displayed to the driver of the vehicle.
  • the present invention thus enables a detail ⁇ faithful representation of the vehicle, for example by a surround view system. A driver can thereby easily get an overview of the vehicle and its current condition.
  • the vehicle parameters may relate to components of the vehicle that are involved in the operation of the vehicle. can take different states.
  • Such Be ⁇ constituent parts may be, for example, the wheels, which may have different rotational speeds and depending on the steering angle steering angle.
  • such components may also be, for example, the headlights, windscreen wipers, doors or engine or tailgates or seats.
  • the vehicle model may include, for example, the rigid parts of the body and the interior of the vehicle, while movable or variable components of the vehicle may be available as separate geometry objects. It is understood that also movable components can be statically integrated in the vehicle model. Which components are provided as separate geometry objects and wel ⁇ che as parts of the static vehicle model can vary from appli ⁇ tion to application.
  • the vehicle parameters may thus be e.g. be the steering angle or the speed of the vehicle.
  • the vehicle parameters may also include the status and height adjustment of the piggery, e.g. on / off, mark.
  • Other vehicle parameters may relate to the opening angle of the doors, the rear or engine door and the like.
  • vehicle parameters describe the state of the respective component of the vehicle so that the respective geometry object can be selected.
  • At least one geometry object may be stored for each component of the vehicle. If a EIGE ⁇ nes geometry object provided for each of the variable part of the vehicle, the vehicle model and the geometry of objects can be easily assembled.
  • the geometry objects possibility to describe the geometry of the jeweili ⁇ gene component of the vehicle, so that this example may be drawn as three-dimensional image or rendered.
  • the geometry of objects can further comprise additional Informa ⁇ functions, for example via textures, colors, light sources, axes of rotation, the origin of coordinates and the like.
  • Information about light sources may e.g. describe the intensity and orientation of a light source.
  • Information about a rotation axis can be found in components that can rotate about one or more axes, e.g. Wheels, doors, flaps, seats, describe the axis of rotation. This allows the exact angle insertion of the geometry object into the vehicle model.
  • Coordinate origins may be e.g. identify the point of the geometry object at which it is to be coupled to the vehicle model.
  • a plurality, that is two or more, of geometry objects can be stored for at least one component of the vehicle.
  • Kings ⁇ NEN be provided for a headlight of a vehicle two Geometrieob ⁇ projects, one of the geometry objects denotes the off headlights, while the other geometry object denotes the switched-on lamps.
  • individual geometry objects eg for different steered angle of the wheels provided ⁇ to. So the appropriate Dar ⁇ position can be generated by a simple selection.
  • An elaborate calculation of a rotation of a single geometry object to the wheel can then be omitted.
  • a geometry object for a steering wheel in a left-hand drive vehicle and a geometry object for a steering wheel in a right-hand drive vehicle can also be provided. Based on the vehicle parameters then the appropriate geometry object can be selected.
  • the image forming device may be configured based on the vehicle parameters execute geo ⁇ metric transformations of the geometry of objects and to associate the objects with the transformed geometry Vietnamesemo ⁇ dell to form an overall model.
  • a single geometry object for example, several to ⁇ stands of the respective component of the vehicle to beschrei ⁇ ben.
  • a geometry object can form the basis for all four wheels of the driving ⁇ zeugs by trans ⁇ formations, such as rotations and reflections.
  • different states of individual ⁇ ner wheels can also be displayed.
  • the geometry ⁇ object for the representation of a front wheel for example, according to the current steering angle can be rotated before it is inserted into the vehicle model.
  • the image generation device may include a state machine that may be configured to receive the vehicle parameters as inputs and to select the corresponding geometry objects.
  • a state machine allows a very simple selection of the necessary geometry objects. For example, values of individual vehicle parameters can be translated directly into names of the respective geometry objects. For example, a geometry object "headlight_an” can be provided for a headlight when it is switched on. A further geometry object “headlight_out” can be provided, for example, for the headlight when it is switched off.
  • the state machine may then select the corresponding geometry object based on the vehicle parameter for the state of the headlamp.
  • the individual components of the image processing system e.g. the communication interface, the model memory and the imaging device, as hardware and / or software, e.g. be designed as a processor, ASIC, FPGA, CPLD, and / or as a program code, function, method or a combination of said options.
  • FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of an image processing system according to the invention.
  • Fig. 2 is a block diagram of another execution ⁇ form of an inventive image processing system ⁇ ;
  • FIG. 3 is a flow chart of an embodiment of an image processing method according to the invention.
  • Fig. 5 shows an embodiment of another illustration of a vehicle according to the invention.
  • Fig. 1 shows a block diagram of an image processing system 100 according to the invention for a vehicle having a Bil ⁇ of the detection device 101 and a display device 102. It is understood that in other exemplary applications both a plurality of image capture devices and a plurality of display devices can be provided.
  • the image acquisition device 101 acquires an image 114 which can be output on the display device 102 after being processed by the image processing system 100.
  • image is not just a single image to understand It can also be understood as a sequence of images or a video, for example.
  • the image processing system 100 includes a communication interface 103, and a ⁇ model memory 105, both of which are coupled to an image forming apparatus 110th
  • the communication interface 103 allows the image processing system 100 ⁇ example, via a vehicle bus or other data link to retrieve vehicle parameters 104 of the vehicle.
  • vehicle parameters 104 can relate to the speed or the steering angle, thus moving physical parameters Pa ⁇ example.
  • the vehicle parameters 104 may also include, for example, information about whether the vehicle is a left-hand drive vehicle or a right-hand drive vehicle, a door is open or the like.
  • the vehicle parameters 104 may relate to any component of the vehicle that may occupy different states during operation of the vehicle.
  • the model memory 105 has a vehicle model 106. Fer ⁇ ner, the model memory 105 geometry objects 107, 108 and 109.
  • the geometry objects 107 and 108 relate to the same component of the vehicle, which is indicated by a gestri ⁇ chelt illustrated frame. This means that the geometry objects 107 and 108, for example, both describe a headlight, one of which describes the headlight in the on state and one describes the headlight in the off state.
  • the geometry object 109 can, for example, describe a wheel of the vehicle.
  • the image generator 110 selects the corresponding geometry objects to complete the vehicle model 106 based on the vehicle parameters 104.
  • the vehicle parameters 104 specify, for example, that the headlights of the vehicle is turned off
  • the Bil ⁇ derzeugungs Rhein 110 select the geometry object 108th
  • the image generation device 110 can, for example, attach the geometry object 109 of the wheel in a rotated manner to the vehicle model 109 in accordance with a specified steering angle and thus generate the overall model.
  • the image generation device 110 can then generate a pictorial representation of the overall model, which can be superimposed on the image 114.
  • the image forming apparatus 110 can generate, for example, suitable projections of the virtual three-dimensional space with the overall model to the respective Pro ⁇ jetechnischs constitutional.
  • the driver may then, in the display device 102, not only locate the vehicle correctly but also physically correct, e.g. with wheels turned on and headlights turned on / off.
  • Fig. 2 shows a block diagram of another Syndromeverarbei ⁇ processing system 200.
  • the image processing system 200 based on the image processing system 100, and particularly complements the image forming device 210 to other elements.
  • the image generation device 210 has a state machine 211, which selects the appropriate geometry objects 207, 208, 209 based on the vehicle parameters 204.
  • the selected geometry objects 207, 208, 209 are then provided to a transformation device 212 corresponding to the selected geometry objects 207, 208, 209 the vehicle parameter 204 transformed. So you can, for example, a geometry object 209 Screw for a wheel according to the aktuel ⁇ len steering angle of the vehicle. Furthermore, the
  • Transformation device 212 also perform geometric transformations that enable or represent a projection of the virtual three-dimensional model on a projection plane.
  • This projection plane can e.g. correspond to the image 214 and its perspective.
  • the results of the transformation device 212 are then transmitted to the image processing device 213 in a corresponding overall model 215.
  • this can generate a pictorial representation of the overall model 215 from the 3D data of the overall model 215 and, on the other hand, superimpose this pictorial representation on the image 214.
  • the image 216 can be output via a display device.
  • Example meadow the Syndromeverar ⁇ beitungssystem 200 may be arranged as a separate control unit in the vehicle and having its own memory and processor.
  • the image generator 210 may be, for example, software executing on the processor.
  • FIG. 3 shows a flow chart of an image processing method for a vehicle 300, 400 with a number of image detection devices 101, 201 and with at least one display device 102.
  • the method provides for polling SI vehicle parameters 104, 204, which characterize a current state of the vehicle 300, 400. Furthermore, a vehicle model 106,
  • a plurality of geometry objects 107 - 109, 207 - 209 for the vehicle model 106, 206 are provided S2.
  • corresponding geometry objects 107 - 109, 207 - 209 are selected and linked to the vehicle model 106, 206 to form an overall model 215 S3.
  • the selection may e.g. with a state machine 211, which receives the vehicle parameters 104, 204 as input variables and selects the corresponding geometry objects 107 - 109, 207 - 209.
  • a representation of the overall model 215 is generated and superimposed on an image 114 captured by the image acquisition devices 101, 201.
  • the image 114 overlaid with the representation of the overall model 215 is then output on the display device 102 S5.
  • the vehicle parameters 104, 204 may relate to components of the vehicle 300, 400, which may assume different states during operation of the vehicle 300, 400.
  • at least one geometry element 107 - 109, 207 - 209 can be provided for each component of the vehicle 300, 400.
  • FIG. 4 shows an embodiment of a representation according to the invention of a vehicle 300 or a graphical representation of the corresponding overall model. It can be seen that the front right wheel 301 is deflected strongly to the right. At the moment, the driver has hit the steering wheel in a clockwise direction. This has been transmitted by Anlagenpa ⁇ parameters to the image processing system and the Geometrieob ect of the wheel adjusted accordingly and inserted into the overall model.
  • FIG. 5 shows an embodiment of a representation according to the invention of a vehicle 400 or a graphical representation of the corresponding overall model.
  • the two vehicles 300, 400 or the two states of the same vehicle can be prepared very easily and mapped in the overall model.

Abstract

Die vorliegende Erfindung offenbart ein Bildverarbeitungssys- tem (100, 200) für ein Fahrzeug (300, 400) mit einer Bilder- erfassungseinrichtung (101, 201) und mit mindestens einer An- zeigeeinrichtung (102, 202), mit einer Kommunikationsschnitt- stelle (103, 203), welche ausgebildet ist, Fahrzeugparameter (104, 204),welche einen aktuellen Zustand des Fahrzeugs (300, 400) kennzeichnen, aus dem Fahrzeug (300, 400) abzufra- gen, mit einem Modellspeicher (105, 205), der ein Fahrzeugmo- dell (106, 206) und eine Vielzahl von Geometrieobjekten (107 -109, 207 –209) für das Fahrzeugmodell (106, 206) aufweist, und mit einer Bilderzeugungseinrichtung (110, 210), welche ausgebildet ist, basierend auf den abgefragten Fahrzeugpara- metern (104, 204) entsprechende Geometrieobjekte (107 -109, 207 –209) auszuwählen und mit dem Fahrzeugmodell (106, 206) zu einem Gesamtmodell (215) zu verknüpfen und eine Darstel- lung des Gesamtmodells (215) mit einem von den Bildererfas- sungseinrichtungen (101, 201) erfassten Bild (114) zu überla- gern und auf der Anzeigeeinrichtung (102, 202) auszugeben. Ferner offenbart die vorliegende Erfindung ein entsprechendes Bildverarbeitungsverfahren.

Description

Beschreibung
Titel
BILDVERARBEITUNGSSYSTEM UND BILDVERARBEITUNGSVERFAHREN Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Bildverarbeitungs¬ system und ein entsprechendes Bildverarbeitungsverfahren.
Stand der Technik
Obwohl die vorliegende Erfindung im Folgenden hauptsächlich in Zusammenhang mit Personenkraftwagen beschrieben wird, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern kann mit jeder Art von Fahrzeug genutzt werden.
In modernen Fahrzeugen unterstützt eine Vielzahl von Assistenzsystemen den Fahrer beim Steuern des Fahrzeugs. Beispielsweise können Kamerasysteme dem Fahrer auf Bildschirmen innerhalb des Fahrzeugs Bereiche der Fahrzeugumgebung anzei¬ gen, die der Fahrer sonst nicht einsehen kann.
Solche Kamerasysteme können dem Fahrer nicht nur den Bereich außerhalb des Fahrzeugs anzeigen. Moderne sog. Surround-View- Systeme können dem Fahrer z.B. auch Teile des Fahrzeugs selbst zusammen mit den jeweiligen Ausschnitten der Fahrzeugumgebung anzeigen.
Solche Surround-View-Systeme nutzen die Bilder einer Vielzahl von Kameras und berechnen aus diesen die jeweilige Darstel¬ lung. Das Fahrzeug wird dabei anhand eines statischen Model¬ les des Fahrzeugs in das Bild eingefügt. Diese Art der Darstellung erschwert es dem Fahrer den Zustand des Fahrzeugs einzuschätzen.
Offenbarung der Erfindung
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Erfassung des Fahrzeugzustands zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Bildverarbeitungssystem mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 und ein Bildverarbeitungsverfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 7.
Demgemäß ist vorgesehen:
Ein Bildverarbeitungssystem für ein Fahrzeug mit einer Anzahl, also einer oder mehreren, von Bildererfassungseinrichtungen und mit mindestens einer Anzeigeeinrichtung, mit einer Kommunikationsschnittstelle, welche ausgebildet ist, Fahr¬ zeugparameter, welche einen aktuellen Zustand des Fahrzeugs kennzeichnen, aus dem Fahrzeug abzufragen, mit einem Modellspeicher, der ein Fahrzeugmodell und eine Vielzahl von Geometrieobjekten für das Fahrzeugmodell aufweist, und mit einer Bilderzeugungseinrichtung, welche ausgebildet ist, basierend auf den abgefragten Fahrzeugparametern entsprechende Geometrieobjekte auszuwählen und mit dem Fahrzeugmodell zu einem Gesamtmodell zu verknüpfen und eine Darstellung des Gesamtmo¬ dells mit einem von den Bildererfassungseinrichtungen erfass- ten Bild zu überlagern und auf der Anzeigeeinrichtung auszugeben . Ferner ist vorgesehen:
Ein Bildverarbeitungsverfahren für ein Fahrzeug mit einer Anzahl, also eine oder mehrere, von Bildererfassungseinrichtungen und mit mindestens einer Anzeigeeinrichtung, wobei das Verfahren aufweist das Abfragen von Fahrzeugparametern, welche einen aktuellen Zustand des Fahrzeugs kennzeichnen, aus dem Fahrzeug, z.B. über einen Fahrzeugbus, das Bereitstellen eines Fahrzeugmodells und einer Vielzahl von Geometrieobjekten für das Fahrzeugmodell, z.B. in einem Datenspeicher, das Auswählen entsprechender Geometrieobjekte basierend auf den abgefragten Fahrzeugparametern und Verknüpfen der ausgewählten Geometrieobjekten mit dem Fahrzeugmodell zu einem Gesamtmodell, das Erzeugen einer Darstellung des Gesamtmodelles und Überlagern der Darstellung des Gesamtmodells mit einem von den Bildererfassungseinrichtungen erfassten Bild, und Ausgeben des mit der Darstellung des Gesamtmodells überlagerten Bildes auf der Anzeigeeinrichtung.
Vorteile der Erfindung
Im Gegensatz zu den oben erwähnten statischen Ansätzen ermöglicht die vorliegende Erfindung eine dynamische Erzeugung ei¬ ner Darstellung des Fahrzeugs.
Dazu wird ein Fahrzeugmodell als Basis für die Erzeugung ei¬ ner Fahrzeugdarstellung genutzt. Diese Basis wird um entspre¬ chende Geometrieobjekte ergänzt, die von den Fahrzeugparame¬ tern des Fahrzeugs abhängig sind. Fahrzeugparameter können alle Arten von Parametern sein, die in dem Fahrzeug anfallen und z.B. über einen Fahrzeugbus an das Bildverarbeitungssys- tem übertragen werden können. Die Fahrzeugparameter kennzeichnen dabei den aktuellen Zustand des Fahrzeugs und ermög¬ lichen folglich die Auswahl geeigneter Geometrieobjekte, die den aktuellen Zustand repräsentieren.
Die Bilderzeugungseinrichtung kann folglich aus dem Fahrzeugmodell und den entsprechenden Geometrieobjekten ein Gesamtmodell erzeugen, welches den aktuellen Zustand des Fahrzeugs abbildet. Unter dem Begriff Fahrzeugmodell oder Gesamtmodell ist in diesem Zusammenhang ein 3D Modell zu verstehen, also z.B. eine Beschreibung der dreidimensionalen Struktur, die ein Rendern oder Raytracing einer entsprechenden Darstellung ermöglicht .
Aus diesem virtuellen Modell kann die Bilderzeugungseinrichtung dann also z.B. basierend auf Render- oder Raytracing- techniken eine grafische Darstellung des Modells erzeugen, die in das Bild eines Surround-View-Systems an der entspre¬ chenden Stelle eingefügt werden kann. Das Bild des Surround- View-Systems mit der eingefügten Darstellung des Fahrzeugs kann dann dem Fahrer des Fahrzeugs angezeigt werden.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht folglich eine detailge¬ treue Darstellung des Fahrzeugs z.B. durch ein Surround-View- System. Ein Fahrer kann sich dadurch sehr einfach Überblick über das Fahrzeug und seinen momentanen Zustand verschaffen.
Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.
In einer Ausführungsform können die Fahrzeugparameter Bestandteile des Fahrzeugs betreffen, die im Betrieb des Fahr- zeugs unterschiedliche Zustände einnehmen können. Solche Be¬ standteile können z.B. die Räder sein, die unterschiedliche Drehgeschwindigkeiten und von dem Lenkwinkel abhängige Einschlagwinkel aufweisen können. Ferner können solche Bestandteile auch z.B. die Schweinwerfer, die Scheibenwischer, die Türen oder Motor- bzw. Heckklappen oder die Sitze sein. Das Fahrzeugmodell kann also z.B. die starren Teile der Karoserie und der Inneneinrichtung des Fahrzeugs umfassen, während bewegliche bzw. veränderliche Bestandteile des Fahrzeugs als separate Geometrieobjekte bereitstehen können. Es versteht sich, dass auch bewegliche Bestandteile statisch in dem Fahrzeugmodell integriert sein können. Welche Bestandteile als eigenständige Geometrieobjekte bereitgestellt werden und wel¬ che als Teile des statischen Fahrzeugmodells kann von Anwen¬ dung zu Anwendung variieren.
Die Fahrzeugparameter können also z.B. der Lenkwinkel oder die Geschwindigkeit des Fahrzeugs sein. Die Fahrzeugparameter können auch den Zustand und die Höheneinstellung der Schweinwerfer, z.B. an/aus, kennzeichnen. Weitere Fahrzeugparameter können die Öffnungswinkel der Türen, der Heck- oder Motorklappe und dergleichen betreffen. Allgemein beschreiben Fahrzeugparameter den Zustand des jeweiligen Bestandteils des Fahrzeugs, sodass das jeweilige Geometrieobjekt ausgewählt werden kann.
In einer Ausführungsform kann für jeden Bestandteil des Fahrzeugs mindestens ein Geometrieobjekt gespeichert sein. Wird für jeden veränderlichen Bestandteil des Fahrzeugs ein eige¬ nes Geometrieobjekt bereitgestellt, können das Fahrzeugmodell und die Geometrieobjekte sehr einfach zusammengefügt werden. Die Geometrieobjekte können dabei die Geometrie des jeweili¬ gen Bestandteils des Fahrzeugs beschreiben, sodass diese z.B. als dreidimensionales Bild gezeichnet bzw. gerendert werden kann. Die Geometrieobjekte können ferner zusätzliche Informa¬ tionen, z.B. über Texturen, Farben, Lichtquellen, Drehachsen, Koordinatenursprung und dergleichen aufweisen.
Informationen über Lichtquellen können z.B. die Intensität und Ausrichtung einer Lichtquelle beschreiben. Informationen über eine Drehachse können bei Bestandteilen, die sich um eine Achse oder mehrere Achse drehen können, also z.B. Räder, Türen, Klappen, Sitzen, die Drehachse beschreiben. Dies ermöglicht das winkelgenaue Einfügen des Geometrieobjekts in das Fahrzeugmodell. Koordinatenursprünge können z.B. den Punkt des Geometrieobjekts kennzeichnen, an welchem es mit dem Fahrzeugmodell gekoppelt werden soll.
In einer Ausführungsform kann für mindestens einen Bestandteil des Fahrzeugs eine Vielzahl, also zwei oder mehr, von Geometrieobjekten gespeichert sein. Dies ermöglicht eine ein¬ fache Auswahl des jeweils zu dem spezifischen Zustand eines Bestandteils passenden Geometrieobjekts. Beispielsweise kön¬ nen für einen Scheinwerfer eines Fahrzeugs zwei Geometrieob¬ jekte bereitgestellt werden, wobei eines der Geometrieobjekte den ausgeschalteten Scheinwerfer kennzeichnet, während das andere Geometrieobjekt den eingeschalteten Scheinwerfer kennzeichnet. Genauso können einzelne Geometrieobjekte z.B. für unterschiedliche Einlenkwinkel der Räder bereitgestellt wer¬ den. So kann durch eine einfache Auswahl die passende Dar¬ stellung erzeugt werden. Eine aufwändige Berechnung einer Drehung eines einzelnen Geometrieobjekts zu dem Rad kann dann entfallen . Beispielsweise kann auch ein Geometrieobjekt für ein Lenkrad in einem Linkslenker-Fahrzeug und ein Geometrieobjekt für ein Lenkrad in einem Rechtslenker-Fahrzeug bereitgestellt werden. Anhand der Fahrzeugparameter kann dann das passende Geometrieobjekt ausgewählt werden.
In einer Ausführungsform kann die Bilderzeugungseinrichtung ausgebildet sein, basierend auf den Fahrzeugparametern geo¬ metrische Transformationen der Geometrieobjekte auszuführen und die transformierten Geometrieobjekte mit dem Fahrzeugmo¬ dell zu einem Gesamtmodell zu verknüpfen. Können die einzel¬ nen Geometrieobjekte dynamisch transformiert werden, wird es möglich, mit einem einzelnen Geometrieobjekt z.B. mehrere Zu¬ stände des jeweiligen Bestandteils des Fahrzeugs zu beschrei¬ ben. So kann z.B. lediglich ein einziges Geometrieobjekt für die Räder des Fahrzeugs bereitgestellt werden. Durch Trans¬ formationen, wie z.B. Drehungen und Spiegelungen kann das eine Geometrieobjekt die Basis für alle vier Räder des Fahr¬ zeugs bilden. Ferner können unterschiedliche Zustände einzel¬ ner Räder ebenfalls abgebildet werden. So kann das Geometrie¬ objekt für die Darstellung eines Vorderrads z.B. entsprechend dem aktuellen Lenkwinkel gedreht werden, bevor es in das Fahrzeugmodell eingefügt wird.
In einer Ausführungsform kann die Bilderzeugungseinrichtung einen Zustandsautomaten aufweisen, der ausgebildet sein kann, die Fahrzeugparameter als Eingangsgrößen aufzunehmen und die entsprechenden Geometrieobjekte auszuwählen. Die Nutzung eines Zustandsautomaten ermöglicht eine sehr einfache Auswahl der notwendigen Geometrieobjekte. So können Werte einzelner Fahrzeugparameter z.B. direkt in Bezeichnungen der jeweiligen Geometrieobjekte übersetzt werden. Beispielsweise kann ein Geometrieobjekt „Scheinwerfer_an" für einen Scheinwerfer in eingeschaltetem Zustand bereitgestellt werden. Ein weiteres Geometrieobjekt „Scheinwerfer_aus" kann z.B. für den Scheinwerfer in ausgeschaltetem Zustand bereitgestellt werden. Der Zustandsautomat kann dann basierend auf dem Fahrzeugparameter für den Zustand des Scheinwerfers das entsprechende Geometrieobjekt auswählen.
Es versteht sich, dass die einzelnen Komponenten des Bildverarbeitungssystems, also z.B. die Kommunikationsschnittstelle, der Modellspeicher und die Bilderzeugungseinrichtung, als Hardware und/oder Software, also z.B. als Prozessor, ASIC, FPGA, CPLD, und/oder als Programmcode, Funktion, Methode oder eine Kombination der genannten Möglichkeiten ausgebildet sein können .
Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmalen der Erfindung. Insbesondere wird dabei der Fachmann auch Einzelaspekte als Verb¬ esserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der vorliegenden Erfindung hinzufügen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei: Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen BildverarbeitungsSystems ;
Fig. 2 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungs¬ form eines erfindungsgemäßen Bildverarbeitungs¬ systems ;
Fig. 3 ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bildverarbeitungsverfahrens ;
Fig. 4 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Darstellung eines Fahrzeugs; und
Fig. 5 eine Ausführungsform einer weiteren erfindungsgemäßen Darstellung eines Fahrzeugs.
In allen Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente und Vorrichtungen - sofern nichts anderes angegeben ist - mit denselben Bezugszeichen versehen worden.
Ausführungsformen der Erfindung
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Bildverarbeitungssystems 100 für ein Fahrzeug mit einer Bil¬ dererfassungseinrichtung 101 und mit einer Anzeigeeinrichtung 102. Es versteht sich, dass in anderen beispielhaften Anwendungen sowohl mehrere Bildererfassungseinrichtungen als auch mehrere Anzeigeeinrichtungen vorgesehen sein können. Die Bildererfassungseinrichtung 101 erfasst ein Bild 114, welches nach der Verarbeitung durch das Bildverarbeitungssystem 100 auf der Anzeigeeinrichtung 102 ausgegeben werden kann. Unter dem Begriff „Bild" ist nicht nur ein Einzelbild zu verstehen, es kann z.B. auch eine Bildfolge bzw. ein Video darunter verstanden werden.
Das Bildverarbeitungssystem 100 weist eine Kommunikations¬ schnittstelle 103 und einen Modellspeicher 105 auf, die beide mit einer Bilderzeugungseinrichtung 110 gekoppelt sind.
Die Kommunikationsschnittstelle 103 ermöglicht es dem Bild¬ verarbeitungssystem 100 z.B. über einen Fahrzeugbus oder eine andere Datenverbindung Fahrzeugparameter 104 des Fahrzeugs abzurufen. Solche Fahrzeugparameter 104 können z.B. die Geschwindigkeit oder den Lenkwinkel, also fahrphysikalische Pa¬ rameter betreffen. Die Fahrzeugparameter 104 können aber z.B. auch Informationen darüber aufweisen, ob das Fahrzeug ein Linkslenker- oder ein Rechtslenker-Fahrzeug ist, eine Türe geöffnet ist oder dergleichen. Die Fahrzeugparameter 104 können jeden Bestandteil des Fahrzeugs betreffen, der im Betrieb des Fahrzeugs unterschiedliche Zustände einnehmen kann.
Der Modellspeicher 105 weist ein Fahrzeugmodell 106 auf. Fer¬ ner weist der Modellspeicher 105 Geometrieobjekte 107, 108 und 109 auf. Die Geometrieobjekte 107 und 108 betreffen den gleichen Bestandteil des Fahrzeugs, was durch einen gestri¬ chelt dargestellten Rahmen angedeutet wird. Das bedeutet, dass die Geometrieobjekte 107 und 108 z.B. beide einen Scheinwerfer beschreiben, wobei eines den Scheinwerfer im eingeschalteten Zustand beschreibt und eines den Scheinwerfer im ausgeschalteten Zustand beschreibt. Das Geometrieobjekt 109 kann dagegen z.B. ein Rad des Fahrzeugs beschreiben.
Die Bilderzeugungseinrichtung 110 wählt basierend auf den Fahrzeugparametern 104 die entsprechenden Geometrieobjekte aus, die das Fahrzeugmodell 106 vervollständigen sollen. Wenn die Fahrzeugparameter 104 also z.B. angeben, dass der Scheinwerfer des Fahrzeugs ausgeschaltet ist, wird die Bil¬ derzeugungseinrichtung 110 das Geometrieobjekt 108 auswählen. Gleichzeitig kann die Bilderzeugungseinrichtung 110 z.B. das Geometrieobjekt 109 des Rads entsprechend einem angegebenen Lenkwinkel gedreht an dem Fahrzeugmodell 109 anbringen und so das Gesamtmodell erzeugen.
Die Bilderzeugungseinrichtung 110 kann dann aus dem Gesamtmodell eine bildliche Darstellung erzeugen, die dem Bild 114 überlagert werden kann. Dazu kann die Bilderzeugungseinrichtung 110 z.B. geeignete Projektionen des virtuellen dreidimensionalen Raums mit dem Gesamtmodell auf die jeweilige Pro¬ jektionsfläche erzeugen.
Der Fahrer kann dann in der Anzeigeeinrichtung 102 das Fahrzeug nicht nur örtlich korrekt, sondern auch physikalisch korrekt, als z.B. mit eingeschlagenen Rädern und ein- /ausgeschalteten Scheinwerfern sehen.
Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild eines weiteren Bildverarbei¬ tungssystems 200. Das Bildverarbeitungssystem 200 basiert auf dem Bildverarbeitungssystems 100 und ergänzt insbesondere die Bilderzeugungseinrichtung 210 um weitere Elemente.
Die Bilderzeugungseinrichtung 210 weist einen Zustandsautomat 211 auf, der basierend auf den Fahrzeugparametern 204 die passenden Geometrieobjekte 207, 208, 209 auswählt.
Die ausgewählten Geometrieobjekte 207, 208, 209 werden dann einer Transformationseinrichtung 212 bereitgestellt, welche die ausgewählten Geometrieobjekte 207, 208, 209 entsprechend der Fahrzeugparameter 204 transformiert. Sie kann also z.B. ein Geometrieobjekt 209 für ein Rad entsprechend dem aktuel¬ len Lenkwinkel des Fahrzeugs eindrehen. Ferner kann die
Transformationseinrichtung 212 auch geometrische Transformationen durchführen, die eine Projektion des virtuellen dreidimensionalen Modells auf eine Projektionsebene ermöglicht bzw. darstellen. Diese Projektionsebene kann z.B. dem Bild 214 bzw. dessen Perspektive entsprechen.
Die Ergebnisse der Transformationseinrichtung 212 werden dann der Bildverarbeitungseinrichtung 213 in einem entsprechenden Gesamtmodell 215 übermittelt. Diese kann einerseits aus den 3D-Daten des Gesamtmodells 215 eine bildliche Darstellung des Gesamtmodells 215 erzeugen und andererseits diese bildliche Darstellung dem Bild 214 überlagern.
Anschließend kann das Bild 216 über eine Anzeigeeinrichtung ausgegeben werden.
Es versteht sich, dass die oben beschriebenen Elemente als Hardware oder Software oder als entsprechende Kombination ausgebildet sein können. Beispielswiese kann das Bildverar¬ beitungssystem 200 als eigenes Steuergerät in dem Fahrzeug angeordnet sein und einen eigenen Speicher und Prozessor aufweisen. Die Bilderzeugungseinrichtung 210 kann z.B. eine Software sein, die auf dem Prozessor ausgeführt wird. Alter¬ nativ kann das das Bildverarbeitungssystem 200 aber z.B. auch als Softwarekomponente in ein bereits in dem Fahrzeug vorhan¬ denes System integriert werden. Gleiches gilt für das Bild¬ verarbeitungssystem 100.
Fig. 3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Bildverarbeitungsverfahrens für ein Fahrzeug 300, 400 mit einer Anzahl von Bilde- rerfassungseinrichtungen 101, 201 und mit mindestens einer Anzeigeeinrichtung 102.
Das Verfahren sieht das Abfragen Sl von Fahrzeugparametern 104, 204 vor, welche einen aktuellen Zustand des Fahrzeugs 300, 400 kennzeichnen. Ferner werden ein Fahrzeugmodell 106,
206 und eine Vielzahl von Geometrieobjekten 107 - 109, 207 - 209 für das Fahrzeugmodell 106, 206 bereitgestellt S2. Basierend auf den abgefragten Fahrzeugparametern 104, 204 werden entsprechende Geometrieobjekte 107 - 109, 207 - 209 ausgewählt und mit dem Fahrzeugmodell 106, 206 zu einem Gesamtmodell 215 verknüpft S3. Das Auswählen kann z.B. mit einem Zu- standsautomat 211 erfolgen, der die Fahrzeugparameter 104, 204 als Eingangsgrößen aufnimmt und die entsprechenden Geometrieobjekte 107 - 109, 207 - 209 auswählt.
Schließlich wird eine Darstellung des Gesamtmodells 215 erzeugt und einem von den Bildererfassungseinrichtungen 101, 201 erfassten Bild 114 überlagert S4. Das mit der Darstellung des Gesamtmodells 215 überlagerte Bild 114 wird dann auf der Anzeigeeinrichtung 102 ausgegeben S5.
Die Fahrzeugparameter 104, 204 können Bestandteile des Fahrzeugs 300, 400 betreffen, die im Betrieb des Fahrzeugs 300, 400 unterschiedliche Zustände einnehmen können. Dabei kann für jeden Bestandteil des Fahrzeugs 300, 400 mindestens ein Geometrieob ekt 107 - 109, 207 - 209 bereitgestellt werden. Ferner kann auch für mindestens einen '.Bestandteil des Fahrzeugs 300, 400 eine Vielzahl von Geometrieobjekten 107 - 109,
207 - 209 bereitgestellt werden.
Zum Erzeugen der Darstellung des Gesamtmodells 215 können geometrische Transformationen der Geometrieobjekte 107 - 109, 207 - 209 basierend auf den Fahrzeugparametern 104, 204 durchgeführt werden. Beim Verknüpfen werden in diesem Fall die transformierten Geometrieobjekte 107 - 109, 207 - 209 mit dem Fahrzeugmodell 106, 206 zu einem Gesamtmodell 215 verknüpft.
Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Darstellung eines Fahrzeugs 300 bzw. einer grafischen Darstellung des entsprechenden Gesamtmodells . Es ist zu erkennen, dass das vordere rechte Rad 301 stark nach rechts ausgelenkt ist . Der Fahrer hat also momentan das Lenkrad stark im Uhrzeigersinn eingeschlagen. Dies wurde durch die Fahrzeugpa^ rameter an das Bildverarbeitungssystem übermittelt und das Geometrieob ekt des Rads entsprechend angepasst und in das Gesamtmodell eingefügt.
Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Darstellung eines Fahrzeugs 400 bzw. einer grafischen Darstellung des entsprechenden Gesamtmodells.
Im Gegensatz zu dem Fahrzeug 300 ist bei dem Fahrzeug 400 das vordere rechte Rad stark nach links eingeschlagen. Der Fahrer hat also das Lenkrad stark gegen den Uhrzeigersinn eingeschlagen.
Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung können die zwei Fahrzeuge 300, 400 bzw. die zwei Zustände des gleichen Fahrzeugs sehr einfach aufbereitet und in dem Gesamfcmodell abgebildet werden .
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausfüh- rungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt,, sondern auf vielfältige Art und Weise modi- fizierbar. Insbesondere lässt sich die Erfindung in mannig- faltiger Weise verändern oder modifizieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.
BildverarbeitungsSystem
Bildererfassungseinrichtung
Anzeigeeinrichtung
Kommunikationsschnittstelle
Fahrzeugparameter
Modellspeicher
Fahrzeugmodell
Geometrieo j ekt
Bilderzeugungseinrichtung
Zustandsautomat
Transformationseinrichtung
Bildverarbeitungseinrichtung
Bild
Gesamtmodell
Bild
Karoserie
Rad
Verfahrensschritte

Claims

Ansprüche
1. Bildverarbeitungssystem (100, 200) für ein Fahrzeug (300, 400) mit einer Bildererfassungseinrichtung (101, 201) und mit mindestens einer Anzeigeeinrichtung (102), mit einer Kommunikationsschnittstelle (103, 203) , welche ausgebildet ist, Fahrzeugparameter (104, 204), welche einen aktuellen Zustand des Fahrzeugs (300, 400) kennzeichnen, aus dem Fahrzeug (300, 400) abzufragen, mit einem Modellspeicher (105, 205) , der ein Fahrzeugmodell (106, 206) und eine Vielzahl von Geometrieobjekten (107 - 109, 207 - 209) für das Fahrzeugmodell (106, 206) aufweist, und mit einer Bilderzeugungseinrichtung (110, 210), welche ausgebildet ist, basierend auf den abgefragten Fahrzeugparametern (104, 204) entsprechende Geometrieobjekte (107 - 109, 207 - 209) auszuwählen und mit dem Fahrzeugmodell (106, 206) zu einem Gesamtmodell (215) zu verknüpfen und eine Darstellung des Gesamtmodells (215) mit einem von den Bildererfassungseinrichtungen (101, 201) erfassten Bild (114) zu überlagern und auf der Anzeigeeinrichtung (102) auszugeben.
2. Bildverarbeitungssystem (100, 200) nach Anspruch 1, wobei die Fahrzeugparameter (104, 204) Bestandteile des Fahrzeugs (300, 400) betreffen, die im Betrieb des Fahrzeugs (300, 400) unterschiedliche Zustände einnehmen können.
3. Bildverarbeitungssystem (100, 200) nach Anspruch 2, wobei für mindestens einen Bestandteil des Fahrzeugs (300, 400) mindestens ein Geometrieobjekt (107 - 109, 207 - 209) gespeichert ist.
4. B ldverarbeitungsSystem (100, 200) nach Anspruch 3, wobei für mindestens einen Bestandteil des Fahrzeugs (300, 400) eine Vielzahl von Geometrieobjekten (107 - 109, 207 - 209) gespeichert ist.
5. Bildverarbeitungssystem (100, 200) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Bilderzeugungseinrichtung (110, 210) ausgebildet ist, basierend auf den Fahrzeugparametern (104, 204) geometrische Transformationen der Geometrieobjekte (107 - 109, 207 - 209) auszuführen und die transformierten Geometrieobjekte (107 - 109, 207 - 209) mit dem Fahrzeugmodell (106, 206) zu einem Gesamtmodell (215) zu verknüpfen.
6. Bildverarbeitungssystem (100, 200) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Bilderzeugungseinrichtung (110, 210) einen Zustandsautomat (211) aufweist, der ausgebildet ist, die Fahrzeugparameter (104, 204) als Eingangsgrößen aufzunehmen und die entsprechenden Geometrieobjekte (107 - 109, 207 - 209) auszuwählen.
7. Bildverarbeitungsverfahren für ein Fahrzeug (300, 400) mit einer Bildererfassungseinrichtung (101, 201) und mit mindestens einer Anzeigeeinrichtung (102) , aufweisend:
Abfragen (Sl) von Fahr.zeugparametern (104, 204), welche einen aktuellen Zustand des Fahrzeugs (300, 400)' kennzeichnen, aus dem Fahrzeug (300, 400) , Bereitstellen (S2) eines Fahrzeugmodells (106, 206) und einer Vielzahl von Geometrieob ekten (107 - 109, 207 - 209) für das Fahrzeugmodell (106, 206), und
Auswählen (S3) entsprechender Geometrieobjekte (107 - 109, 207 - 209) basierend auf den abgefragten Fahrzeugparametern (104, 204) und Verknüpfen der ausgewählten Geometrieob ekte (107 - 109, 207 - 209) mit dem Fahrzeugmodell (106, 206) zu einem Gesamtmodell (215) ,
Erzeugen (S4) einer Darstellung des Gesamtmodelles (215) und Überlagern der Darstellung des Gesamtmodells (215) mit einem von der Bildererf ssungseinrichtung (101, 201) erfassten Bild (114), und
Ausgeben (S5) des mit der Darstellung des Gesamtmodells (215) überlagerten Bildes (114) auf der Anzeigeeinrichtung (102) .
8. Bildverarbeitungsverfahren nach Anspruch 7, wobei die Fahrzeugparameter (104, 204) Bestandteile des Fahrzeugs (300, 400) betreffen, die im Betrieb des Fahrzeugs (300, 400) unterschiedliche Zustände einnehmen können.
9. Bildverarbeitungsverfahren nach Anspruch 8, wobei für mindestens einen Bestandteil des Fahrzeugs (300, 400) mindestens ein Geometrieobjekt (107 - 109, 207 - 209) bereitgestellt wird.
ΊΌ . Bildverarbeitungsverfahren nach Anspruch 9, wobei für mindestens einen Bestandteil des Fahrzeugs (300, 400) eine Vielzahl von Geometrieobjekten (107 - 109, 207 - 209) bereitgestellt werden.
11. Bildverarbeitungsverfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 7 bis 10, ferner aufweisend das Ausführen von geometrischen Transformationen der Geometrieobjekte (107 - 109, 207 - 209) basierend auf den Fahrzeugparametern (104, 204), wobei beim Verknüpfen die transformierten Geometrieobjekte (107 - 109, 207 - 209) mit dem Fahrzeugmodell (106, 206) zu einem Gesamtmodell (215) verknüpft werden.
12. Bildverarbeitungsverfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 7 bis 11, wobei beim Auswählen ein Zustandsautomat (211) die Fahrzeugparameter (104, 204) als Eingangsgrößen aufnimmt und die entsprechenden Geometrieobjekte (107 - 109, 207 - 209) auswählt.
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