DE102014008808A1 - Method for securing the transmission of safety-related camera images - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Absicherung der Übertragung von sicherheitsrelevanten Kamerabildern (12) einer an einem Kraftfahrzeug (2) angeordneten Kamera (6, 8, 10) zu einer im Kraftfahrzeug (2) angeordneten Anzeigevorrichtung (4), wobei von der Kamera (6, 8, 10) zur Anzeigevorrichtung (4) zu übertragenden Kamerabildern (12) kameraseitig ein laufender Zähler (16) eingeprägt wird, wobei die derart veränderten Kamerabilder (12) zur Anzeigevorrichtung (4) übertragen werden, wobei der fortlaufende Zähler (16) anzeigevorrichtungsseitig überprüft wird, wobei bei Feststellen eines nicht korrekt fortlaufenden Zählers (16) innerhalb einer bestimmten Anzahl von Kamerabildern (12) die Anzeige der Kamerabilder (12) auf der Anzeigevorrichtung (4) unterlassen wird.The invention relates to a method for securing the transmission of security-relevant camera images (12) from a camera (6, 8, 10) arranged on a motor vehicle (2) to a display device (4) arranged in the motor vehicle (2), whereby the camera (6 , 8, 10) camera images (12) to be transmitted to the display device (4) are impressed with a running counter (16) on the camera side, the camera images (12) changed in this way being transmitted to the display device (4), the continuous counter (16) on the display device side is checked, whereby if an incorrectly continuous counter (16) is detected within a certain number of camera images (12), the display of the camera images (12) on the display device (4) is omitted.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Absicherung der Übertragung von sicherheitsrelevanten Kamerabildern einer an einem Kraftfahrzeug angeordneten Kamera zu einer im Kraftfahrzeug angeordneten Anzeigevorrichtung.The invention relates to a method for securing the transmission of security-relevant camera images of a camera arranged on a motor vehicle to a display device arranged in the motor vehicle.
Verfahren der eingangs genannten Art sind im Stand der Technik bekannt. In modernen Kraftfahrzeugen werden zunehmend Kameras eingesetzt. Die Kameras dienen zu unterschiedlichen Zwecken. Einer dieser Zwecke ist, mittels der Kameras eine Rückwärtsfahrt durch Darstellung des Bereichs hinter dem Kraftfahrzeug auf einem Monitor im Innenraum des Kraftfahrzeuges zu erleichtern, was insbesondere beim Einparken nützlich ist, da die Sicht nach hinten in einem Kraftfahrzeug meist erheblich eingeschränkt ist.Methods of the type mentioned are known in the art. Cameras are increasingly used in modern motor vehicles. The cameras are used for different purposes. One of these purposes is to facilitate by means of the cameras a reverse drive by displaying the area behind the motor vehicle on a monitor in the interior of the motor vehicle, which is particularly useful when parking, as the view to the rear in a motor vehicle is usually considerably limited.
Für derartige Anwendungen ist es unerlässlich, dass die Systeme zuverlässig funktionieren. Es kann jedoch vorkommen, dass ein Videosystem Fehler produziert, beispielsweise durch Fehler in der Speicherverwaltung, was bedingt, dass unter Umständen ein Kamerabild oder eine kurze Kamerabildsequenz wiederholt im Kraftfahrzeug angezeigt werden, die nicht mehr aktuell sind. Dieses Phänomen wird häufig als „Einfrieren” bezeichnet. Ein solches Einfrieren kann dazu führen, dass ein Fahrer des Kraftfahrzeugs den Abstand zu Personen oder Gegenständen falsch einschätzt und Unfälle produziert. Es ist daher wichtig sicherzustellen, dass derartige Fehler erkannt und Gegenmaßnahmen eingeleitet werden können.For such applications, it is imperative that the systems function reliably. However, it may happen that a video system produces errors, for example due to errors in the memory management, which may require that a camera image or a short camera image sequence are repeatedly displayed in the motor vehicle, which are out of date. This phenomenon is often referred to as "freezing". Such freezing can cause a driver of the motor vehicle to misjudge the distance to persons or objects and produce accidents. It is therefore important to ensure that such errors can be detected and countermeasures taken.
Die Aufgabe der Erfindung ist es somit, ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, das einen zuverlässige Absicherung der Übertragung von sicherheitsrelevanten Kamerabildern in einem Kraftfahrzeug möglich ist.The object of the invention is thus to develop a method of the type mentioned in that reliable protection of the transmission of safety-relevant camera images in a motor vehicle is possible.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1. Weitere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.The object is achieved by a method according to claim 1. Further embodiments of the method according to the invention are the subject of the dependent claims.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Absicherung der Übertragung von sicherheitsrelevanten Kamerabildern einer an einem Kraftfahrzeug angeordneten Kamera zu einer im Kraftfahrzeug angeordneten Anzeigevorrichtung sieht vor, dass von der Kamera zur Anzeigevorrichtung zu übertragenden Kamerabilder, also Kamerabildern, die von der Kamera aufgenommen und zur Übertragung an die Anzeigevorrichtung vorgesehen sind, kameraseitig ein laufender Zähler aufgeprägt wird. Erst nach Aufprägen des laufenden Zählers werden die Kamerabilder von der Kamera zu der Anzeigevorrichtung übertragen.A method according to the invention for securing the transmission of safety-relevant camera images of a camera arranged on a motor vehicle to a display device arranged in the motor vehicle provides that camera images to be transmitted from the camera to the display device, ie camera images, are taken by the camera and provided for transmission to the display device are on the camera side a running counter is impressed. Only after impressing the current counter, the camera images are transmitted from the camera to the display device.
Zur Übertragung können verschiedene Wege verwendet werden. Beispielsweise kann ein kraftfahrzeugeigenes Datenbussystem vorgesehen sein, es ist jedoch auch eine direkte Verbindung zwischen Kamera und Anzeigevorrichtung denkbar. Eine solche direkte Verbindung kann drahtgebunden oder drahtlos sein.Various ways can be used for transmission. For example, a motor vehicle data bus system may be provided, but it is also a direct connection between the camera and display device conceivable. Such a direct connection can be wired or wireless.
Die Anzeigevorrichtung kann beispielsweise ein im Kraftfahrzeuginnenraum angeordnetes Display sein, das dediziert oder zur Anzeige mehrerer Informationen vorgesehen ist, also ein Multifunktionsdisplay darstellt. Auf einem solchen Multifunktionsdisplay können Kartenmaterial, Informationen betreffend Multimediasysteme, Konfigurationsbildschirme und dergleichen mehr angezeigt werden.The display device may be, for example, a display arranged in the motor vehicle interior, which is dedicated or provided for displaying a plurality of information, that is to say a multifunction display. On such a multifunction display, map material, information regarding multimedia systems, configuration screens and the like may be displayed more.
Die durch Einprägung eines laufenden Zählers veränderten Kamerabilder werden zur Anzeigevorrichtung übertragen, wobei der fortlaufende Zähler anzeigevorrichtungsseitig überprüft wird. Das anzeigevorrichtungsseitige Überprüfen kann durch die Anzeigevorrichtung selbst bzw. durch einen Prozessor der Anzeigevorrichtung erfolgen.The camera images changed by imprinting a running counter are transferred to the display device, and the continuous counter is checked on the display device side. The display device-side checking may be performed by the display device itself or by a processor of the display device.
Bei Feststellen eines nicht korrekt fortlaufenden Zählers innerhalb einer bestimmten Anzahl von Kamerabildern wird gemäß der Erfindung die Anzeige der Kamerabilder auf der Anzeigevorrichtung unterlassen. Dies kann dadurch geschehen, dass die Anzeigevorrichtung abgeschaltet wird oder ein anderes Bild anzeigt.Upon detection of an incorrectly running counter within a certain number of camera images, according to the invention, the display of the camera images on the display device is omitted. This can be done by turning off the display or displaying another image.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass es sicherer ist, gar kein Bild anzuzeigen, als ein nicht aktuelles sicherheitsrelevantes Kamerabild. Damit wird verhindert, dass ein Fahrer fälschlicherweise davon ausgeht, ein aktuelles Kamerabild angezeigt zu bekommen, wenn dieses tatsächlich eingefroren und nicht mehr aktuell ist. Die bestimmte Anzahl von Kamerabildern, die als Toleranz zulässig sein kann, kann je nach Sicherheitsanforderung vom Fachmann bestimmt werden. Die bestimmte Anzahl kann gemäß einer Ausgestaltung null sein, gemäß anderen Ausgestaltungen eine Anzahl an Kamerabildern, die beispielsweise einer tolerablen Latenzzeit entspricht. Auch hardwarebedingte Kriterien können die Toleranz mitbestimmen, z. B. Pufferspeichergrößen oder dergleichen.The invention is based on the recognition that it is safer not to display any image than a non-current security-relevant camera image. This will prevent a driver from mistakenly assuming that they are seeing a current camera image when it is actually frozen and out of date. The certain number of camera images, which may be tolerable, may be determined by a person skilled in the art according to the security requirement. According to one embodiment, the determined number may be zero, according to other embodiments, a number of camera images corresponding, for example, to a tolerable latency. Hardware-related criteria can also determine the tolerance, eg. B. buffer memory sizes or the like.
Gemäß einer ersten möglichen weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass einem von der Kamera zur Anzeigevorrichtung zu übertragenden sicherheitsrelevanten Kamerabild kameraseitig eine Signatur eingeprägt wird, das derart signierte Kamerabild zur Anzeigevorrichtung übertragen wird, wobei anzeigevorrichtungsseitig die Signatur überprüft wird, wobei das Bild bei Erkennung der Signatur als sicherheitsrelevant eingestuft wird und wobei anschließend die Überprüfung des Fortlaufens des Zählers durchgeführt wird.According to a first possible further embodiment of the method according to the invention, it can be provided that a signature is imprinted on the camera side on the camera side to be transmitted to the display device, the signed camera image is transmitted to the display device, the signature being checked on the display side, the image being included Detection of the signature is classified as safety relevant and where then the Checking the continuation of the counter is performed.
Im Rahmen dieser Ausgestaltung der Erfindung wird ein sicherheitsrelevantes Bild als solches erkannt, wenn eine von der Kamera eingeprägte Signatur in den Kamerabildern identifiziert wird. Der Vorteil des Einprägens einer Signatur auf der Kameraseite und des Erkennens der Signatur und anschließenden Einordnung als sicherheitsrelevant auf der Anzeigevorrichtungsseite ist, dass keine zusätzlichen Informationen betreffend die Sicherheitsrelevanz der Kamerabilder zwischen Kamera und Anzeigevorrichtung übertragen werden müssen. Die Anzeigevorrichtung kann aus den übertragenen Kamerabildern heraus selbst und autark überprüfen und einschätzen, ob es sich bei den übertragenen Kamerabildern um sicherheitsrelevante Kamerabilder oder nicht um sicherheitsrelevante Kamerabilder handelt. Die Überwachung und entsprechende Kategorisierung seitens der Anzeigevorrichtung schafft somit zusätzliche Redundanzen. Im Rahmen dieser Ausgestaltung der Erfindung wird also zunächst überprüft, ob in den Kamerabildern eine entsprechende Signatur vorliegt und anschließend eine Auswertung in die übertragenen Kamerabilder eingeprägten Zähler vorgenommen. Eine Auswertung des Zählers kann im umgekehrten Falle unterbleiben, wenn in dem Bild keine entsprechende Signatur gefunden wird.In the context of this embodiment of the invention, a safety-relevant image is recognized as such when a signature imprinted by the camera is identified in the camera images. The advantage of embossing a signature on the camera side and recognizing the signature and subsequent classification as safety-relevant on the display device side is that no additional information concerning the safety relevance of the camera images has to be transmitted between the camera and the display device. The display device can check itself out of the transmitted camera images and independently and assess whether the transmitted camera images are safety-relevant camera images or not safety-relevant camera images. The monitoring and corresponding categorization by the display device thus creates additional redundancies. In the context of this embodiment of the invention, therefore, it is first checked whether there is a corresponding signature in the camera images and then carried out an evaluation in the transmitted camera images impressed counter. An evaluation of the counter can be omitted in the opposite case, if no corresponding signature is found in the image.
Gemäß einer möglichen weiterführenden Ausgestaltung der Erfindung sind Signatur und Zähler in den gleichen Bildbereichen überlagert, sodass die zur Umsetzung der Erfindung notwendige Bildfläche minimiert ist. Gemäß einer alternativen Ausgestaltung können Signatur und Zähler in unterschiedlichen Bildbereichen angeordnet sein, was die Erkennungssicherheit von Zähler und Signatur erhöht, wo es nötig ist.According to a possible further embodiment of the invention, signature and counter are superimposed in the same image areas, so that the image area necessary for implementing the invention is minimized. According to an alternative embodiment, signature and counter can be arranged in different image areas, which increases the recognition reliability of counter and signature, where necessary.
Gemäß einer weiteren möglichen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann das Kamerabild als sicherheitsrelevant eingestuft werden, wenn die Signatur zu 50% oder mehr erkannt wird. Insbesondere kann die Signatur zu 75% oder mehr erkannt werden. Hierdurch ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein sicherheitsrelevantes Kamerabild nicht als solches erkannt wird, sehr gering, sodass gewährleistet werden kann, dass sicherheitsrelevante Kamerabilder zuverlässig als solche erkannt werden. Der umgekehrte Fall ist unkritischer; wird ein nicht sicherheitsrelevantes Kamerabild fälschlicherweise als sicherheitsrelevant eingestuft, weil vermeintlich eine Signatur erkannt wurde, wird schlimmstenfalls die Anzeige des Kamerabildes bei Einfrieren abgeschaltet. Dies ist jedoch nicht kritisch.According to a further possible development of the method according to the invention, the camera image can be classified as security-relevant if the signature is recognized to be 50% or more. In particular, the signature can be recognized as 75% or more. As a result, the probability that a security-relevant camera image is not recognized as such, very low, so that it can be ensured that safety-relevant camera images are reliably recognized as such. The reverse case is less critical; If a non-safety-related camera image is incorrectly classified as safety-relevant, because a signature was supposed to have been detected, the display of the camera image will be switched off during freezing in the worst case scenario. However, this is not critical.
Gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass Signatur und/oder Zähler im Kamerabild verteilt sind. Durch eine derartige Verteilung von Signatur und/oder Zähler können Einflüsse von lokalen Bildstörungen in den übertragenen Kamerabildern auf das erfindungsgemäße Verfahren minimiert werden.According to another possible embodiment of the invention can be provided that signature and / or counters are distributed in the camera image. By such a distribution of signature and / or counter influences of local image noise in the transmitted camera images can be minimized to the inventive method.
Gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung der Erfindung können Signatur und/oder Zähler robust gegen Bildversatz gestaltet werden. Hierdurch lässt sich eine höhere Betriebssicherheit erreichen. Eine entsprechende Robustheit gegenüber Bildversatz kann in einer Ausgestaltung der Erfindung durch ausreichende Größe der Elemente von Signatur und/oder Zähler geschaffen werden. Eine Robustheit gegenüber einem Pixelversatz von 1 Pixel in jede Richtung bedingt zum Beispiel, dass alle Elemente von Signatur und/oder Zähler wenigstens 3×3 Pixel groß sein müssen. Bei größeren Toleranzen müssen Signatur und/oder Zähler entsprechend größer werden.According to another possible embodiment of the invention, signature and / or counter can be designed robust against image offset. This makes it possible to achieve higher reliability. A corresponding robustness to image offset can be created in one embodiment of the invention by sufficient size of the elements of signature and / or counter. For example, robustness to a pixel offset of 1 pixel in each direction implies that all elements of the signature and / or counter must be at least 3x3 pixels in size. For larger tolerances signature and / or counter must be correspondingly larger.
Gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens können Signatur und/oder Zähler durch Luminanzänderung der Bildwerte des jeweils zu übertragenden Kamerabildes implementiert werden. Eine solche Luminanzänderung ist für einen menschlichen Betrachter weniger auffallend als eine Farbänderung. In der Regel werden Luminanzänderungen, die von entsprechend programmierten Computerprogrammen zuverlässig erkannt werden können, von Menschen kaum oder gar nicht wahrgenommen. Auf diese Weise lässt sich eine Implementierung von Signatur und/oder Zähler unauffällig in ein Bild einprägen, ohne das Bild in seinen Dimensionen zu vergrößern und ohne den Fahrer zu stören oder gar zu irritieren.According to another possible embodiment of the method according to the invention, signature and / or counter can be implemented by changing the luminance of the image values of the respective camera image to be transmitted. Such a luminance change is less conspicuous to a human observer than a color change. As a rule, luminance changes that can be reliably detected by correspondingly programmed computer programs are barely perceived by people or not at all. In this way, an implementation of signature and / or counter inconspicuously imprint into an image without increasing the size of the image and without disturbing or even irritating the driver.
Gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Anzeigevorrichtung bei dem Feststellen eines nicht fortlaufenden Zählers eine Nachricht an die Kameras sendet. Auf diese Weise kann der Kamera mitgeteilt werden, wenn eine Fehlfunktion in der Kamera vorliegt. Die Kamera kann dann geeignete Gegenmaßnahmen einleiten, beispielsweise sich zurücksetzen.According to another possible embodiment of the invention, it can be provided that the display device sends a message to the cameras when a non-consecutive counter is detected. In this way, the camera can be notified if there is a malfunction in the camera. The camera can then initiate appropriate countermeasures, for example reset itself.
Gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann eine Mehrfachübertragung eines bestimmten Kamerabildes oder einer bestimmten Kamerabildsequenz innerhalb von bestimmten Toleranzkriterien toleriert werden. Solche Toleranzkriterien können beispielsweise bestimmte Zeiträume umfassen, sodass die Anzeige der Kamerabilder bei nur lediglich kurzfristigen Fehlern, die keinen Einfluss auf die Sicherheit der Insassen des Kraftfahrzeuges oder der Umgebung des Kraftfahrzeugs darstellen, nicht deaktiviert wird.According to a further possible embodiment of the method according to the invention, a multiple transmission of a specific camera image or a specific camera image sequence within certain tolerance criteria can be tolerated. Such tolerance criteria may include, for example, certain periods of time, so that the display of the camera images is not deactivated with only short-term errors that do not affect the safety of the occupants of the motor vehicle or the environment of the motor vehicle.
Gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung der Erfindung kann der Zähler eine Zählbreite von 4 Bit haben. Es wurde festgestellt, dass sich mit einer Zählbreite von 4 Bit ausreichend lange Zeiträume abdecken lassen können. Der Zähler kann also nach Ausschöpfen des Zählraums, der von 4 Bit gegeben wird, von vorne starten. In anderen Ausgestaltungen kann der Zähler auch eine Zählbreite von 3 Bit oder von 5 Bit haben. Die Zählbreite wird bestimmt von der Aktualisierungsfrequenz der Kamerabilder und der maximal zulässigen Latenzzeiten.According to another possible embodiment of the invention, the counter may have a count width of 4 bits. It was found that sufficiently long periods of time can be covered with a 4-bit counting width. The counter can therefore start again after the counting space, which is given by 4 bits, is exhausted. In other embodiments, the counter may also have a count width of 3 bits or 5 bits. The count width is determined by the update frequency of the camera images and the maximum allowable latencies.
Gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens können mehrere Kameras vorgesehen sein, die Kamerabilder zu der Anzeigevorrichtung senden, wobei die Überprüfung von Signatur und/oder Zähler für jede Kamera erfolgt. So können beispielsweise zur Anzeige eines Rundumblicks um das Kraftfahrzeug herum mehrere Kameras vorgesehen sein, deren Bilder alle sicherheitsrelevant sind. Die Wiederholung der Verfahren für mehrere Kamerabilder ermöglicht also den Einsatz auch bei Systemen, die mehrere Kamerabilder gleichzeitig anzeigen oder zu einem gemeinsamen Bild kombinieren.According to a further possible embodiment of the method according to the invention, a plurality of cameras can be provided, which send camera images to the display device, the signature and / or counter being checked for each camera. Thus, for example, to display an all-round view around the motor vehicle, several cameras can be provided, the images of which are all relevant to safety. The repetition of the procedures for multiple camera images thus makes it possible to use even in systems that display several camera images simultaneously or combine them into a common image.
Gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung der Erfindung können Signatur und/oder Zähler in festgelegten Bildbereichen angeordnet sein. Dann reicht es zur Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens, dass die Anzeigevorrichtung in den an sie übermittelten Kamerabildern in den festgelegten Bereichen nach dem Vorhandensein von Signatur und/oder Zähler sucht.According to another possible embodiment of the invention, signature and / or counter can be arranged in defined image areas. Then it is sufficient to implement the method according to the invention that the display device searches in the specified camera areas in the specified areas for the presence of signature and / or counter.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. Dabei zeigen schematisch:The invention will be explained with reference to an embodiment. Here are shown schematically:
Die Kameras
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird daher das Kamerabild der Kameras
Durch die kameraseitige Einprägung und die anzeigevorrichtungsseitige Auswertung der Einprägung wird ermöglicht, dass die Anzeigevorrichtung
Das Einprägen von Zähler und Signatur geschieht durch Veränderung der Luminanzwerte von Bildbereichen. In dem Kamerabild
Sofern die Anzeigevorrichtung
Sofern ein Kamerabild als sicherheitsrelevant eingestuft wurde, wird ein Zähler
Die Kamera
Dabei führt die Komponente
Die Komponente
In einem ersten Schritt wird ein Kamerabild
In einem nächsten Schritt wird das Bild an die Anzeigevorrichtung
Die Anzeigevorrichtung
Wird die Signatur mit hinreichender Wahrscheinlichkeit gefunden, insbesondere wenn diese zu zumindest 75% erkannt wurde, wird das Bild als sicherheitsrelevant eingestuft und in einem nächsten Schritt der Zähler
Läuft der Zähler korrekt, wird das Bild auf der Anzeigevorrichtung
Wird der Zähler
Anzeigeseitig wird dabei nicht ausschließlich auf eine korrekte Folge von Zählwerten, sondern geprüft, sondern es kann auch nur auf eine ausreichende Anzahl an Änderungen des Zählwertes geprüft werden.On the display side is not only checked for a correct sequence of counts, but tested, but it can also be checked only on a sufficient number of changes in the count value.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 22
- Kraftfahrzeugmotor vehicle
- 44
- Anzeigevorrichtungdisplay device
- 6, 8, 106, 8, 10
- Kameracamera
- 1212
- Kamerabildcamera image
- 1414
- Signatursignature
- 14.1–14-414.1-14-4
- Bildbereicheimage areas
- 1616
- Zählercounter
- 1717
- Kamerasensorcamera sensor
- 1818
- Kamerasteuerungcamera control
- 2020
- Pufferbuffer
- 2222
- Ausgangoutput
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