DE102014018700A1

DE102014018700A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Überwachung einer Fahrzeugumgebung

Info

Publication number: DE102014018700A1
Application number: DE102014018700.4A
Authority: DE
Inventors: Marc Necker
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2014-12-18
Filing date: 2014-12-18
Publication date: 2015-06-18

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur Überwachung einer Fahrzeugumgebung mit einer Kamera (2), wobei die Kamera (2) in Fahrzeuglängsrichtung nach vorn ausgerichtet ist und eine anamorphe Optik (2.1) umfasst und wobei die anamorphe Optik (2.1) derart ausgebildet ist, dass ein mittels der Kamera (2) erfasstes Bild (B1 bis Bn) der Fahrzeugumgebung in horizontaler Richtung gestaucht auf einem Bildsensor der Kamera (2) abbildbar ist. Erfindungsgemäß ist die Kamera (2) mit einer Anzeigevorrichtung (3) zur Darstellung einer computergestützten Erweiterung einer Realitätswahrnehmung zumindest eines Fahrzeuginsassen gekoppelt, wobei die Anzeigevorrichtung (3) das mittels der Kamera (2) erfasste Bild (B1 bis Bn) zur Erzeugung der Darstellung verwendet. Weiterhin ist die Kamera (2) mit einer Erkennungsvorrichtung (4) zur Erkennung von Lichtzeichenanlagen in der Fahrzeugumgebung gekoppelt, wobei die Erkennungsvorrichtung (4) das erfasste Bild (B1 bis Bn) zur Erkennung zumindest einer Lichtzeichenanlage verwendet. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Überwachung einer Fahrzeugumgebung und ein Fahrzeug, umfassend eine Vorrichtung (1) zur Überwachung einer Fahrzeugumgebung.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung einer Fahrzeugumgebung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Überwachung einer Fahrzeugumgebung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 6.
Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug, umfassend eine Vorrichtung zur Überwachung einer Fahrzeugumgebung.
Aus der DE 10 2004 043 257 A1 ist eine Kameraeinheit mit einem Aufnahmeelement, einem Linsensystem, in dem Strahlenbündel, die aus einem vorbestimmten Gesichtsfeld auf das Aufnahmeelement auftreffen, abgebildet werden, einem ersten Linsensystem, dessen Gesichtsfeldwinkel in horizontaler Richtung 120 Grad oder mehr beträgt, und einem anamorphotischen Linsensystem, dessen anamorphotisches Verhältnis 1,5 oder mehr beträgt, bekannt. Hierbei staucht das anamorphotische Linsensystem das auf dem Aufnahmeelement erzeugte Bild in horizontaler Richtung. Weiterhin wird eine Vorrichtung zur Überwachung einer Fahrzeugumgebung beschrieben, die in einem Fahrzeug eingebaut ist und eine solche Kameraeinheit umfasst, welche die Fahrzeugumgebung aufnimmt. Weiterhin umfasst die Vorrichtung eine Anzeigeeinheit, die ein von der Kameraeinheit aufgenommenes Bild anzeigt, einen Bildverarbeitungsabschnitt, der eine Bildverarbeitung an einem Bereich eines von der Kameraeinheit aufgenommenen Bildes ausführt, den wenigstens einen Bereich des Bildes anzeigt und gleichzeitig ein vorbestimmtes Überlagerungsbild synthetisiert und der nach der Ausführung der wenigstens einen Bildverarbeitung dem aufgenommenen Bild das vorbestimmte Überlagerungsbild überlagert. Zusätzlich umfasst die Vorrichtung eine Umschaltsteuerungseinheit, die ein Anzeige-Timing steuert, mit dem das von der Kameraeinheit aufgenommene Bild auf der Anzeigeeinheit angezeigt wird, aus einem Gesichtsfeldbereich der Kameraeinheit einen auf der Anzeigeeinheit anzuzeigenden Anzeigebereich auswählt und einen Inhalt der wenigstens einen Bildverarbeitung auf der Grundlage von wenigstens einem Signal auswählt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zur Überwachung einer Fahrzeugumgebung sowie ein verbessertes Fahrzeug anzugeben.
Hinsichtlich der Vorrichtung wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale, hinsichtlich des Verfahrens durch die im Anspruch 6 angegebenen Merkmale und hinsichtlich des Fahrzeugs durch die im Anspruch 8 angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Vorrichtung zur Überwachung einer Fahrzeugumgebung umfasst eine Kamera, wobei die Kamera in Fahrzeuglängsrichtung nach vorn ausgerichtet ist und eine anamorphe Optik umfasst und wobei die anamorphe Optik derart ausgebildet ist, dass ein mittels der Kamera erfasstes Bild der Fahrzeugumgebung in horizontaler Richtung gestaucht auf einem Bildsensor der Kamera abbildbar ist.
Erfindungsgemäß ist die Kamera mit einer Anzeigevorrichtung zur Darstellung einer computergestützten Erweiterung einer Realitätswahrnehmung zumindest eines Fahrzeuginsassen gekoppelt, Wobei die Anzeigevorrichtung das mittels der Kamera erfasste Bild zur Erzeugung der Darstellung verwendet. Weiterhin ist die Kamera mit einer Erkennungsvorrichtung zur Erkennung von Lichtzeichenanlagen in der Fahrzeugumgebung gekoppelt, wobei die Erkennungsvorrichtung das erfasste Bild zur Erkennung zumindest einer Lichtzeichenanlage verwendet.
Die Vorrichtung ermöglicht in besonders einfacher und kostengünstiger Weise eine Bilderfassung der Fahrzeugumgebung mit unterschiedlichen Bildwinkeln in vertikaler und horizontaler Richtung. Insbesondere gegenüber einer Weitwinkeloptik, welche aufgrund großer Bildwinkel zu einer geringen Bildauflösung in horizontaler und vertikaler Richtung führt, wird in vertikaler Richtung auch bei einer Verwendung einfacher und kostengünstiger Bildverarbeitungsalgorithmen eine signifikant verbesserte Bildauflösung und somit verbesserte Bildqualität erzielt.
Bei der Verwendung der Vorrichtung zur Erkennung von Lichtzeichenanlagen, einer so genannten Ampelerkennung, und zur Erzeugung einer computergestützten Erweiterung einer Realitätswahrnehmung zumindest eines Fahrzeuginsassen, auch als Augmented Reality bezeichnet, kann mittels der Kamera und der zugehörigen anamorphen Optik die Fahrzeugumgebung derart erfasst werden, dass eine für die beiden Verwendungen angepasste Bilderfassung mittels nur einer Kamera in einem für beide Verwendungen angepassten Erfassungsbereich mit einer deutlichen Abweichung einer Höhe von einer Breite möglich ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigt:
1 schematisch ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Überwachung einer Fahrzeugumgebung.
In der einzigen 1 ist ein Blockschaltbild eines möglichen Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur Überwachung einer Fahrzeugumgebung dargestellt.
Die in einem nicht gezeigten Fahrzeug angeordnete Vorrichtung 1 umfasst eine in Fahrzeuglängsrichtung nach vorn ausgerichtete und beispielsweise an einer Innenseite einer Windschutzscheibe des Fahrzeugs angeordnete Kamera 2 zur Erfassung der Fahrzeugumgebung.
Weiterhin umfasst die Vorrichtung 1 eine Anzeigevorrichtung 3 zur Darstellung der Fahrzeugumgebung auf einem insbesondere im Fahrzeuginnenraum angeordneten Bildschirm. Die Darstellung erfolgt dabei in Form einer computergestützten Erweiterung. einer Realitätswahrnehmung zumindest eines Fahrzeuginsassen, auch als Augmented Reality bezeichnet, bei welcher mittels der Kamera 2 erfasste reale Bilder B1 bis Bn der Fahrzeugumgebung mit virtuellen Bilddaten lagerichtig überlagert werden. Hierbei erfolgt nicht nur eine bloße Detaillierung oder vergrößerte Darstellung von Bildbereichen der realen Bilder B1 bis Bn, sondern eine Anreicherung der Bilder B1 bis Bn mit zusätzlichen Informationen.
Ferner umfasst die Vorrichtung 1 eine Erkennungsvorrichtung 4 zur Erkennung von Lichtzeichenanlagen in der Fahrzeugumgebung anhand der Bilder B1 bis Bn, auch als Ampelerkennung bezeichnet, wobei die Erkennungsvorrichtung 4 in nicht näher dargestellter Weise mit einem Fahrerassistenzsystem zur Unterstützung eines Fahrers beim Führen des Fahrzeugs anhand der erkannten Lichtzeichenanlagen gekoppelt ist. Die Erkennung der Lichtzeichenanlagen in den Bildern B1 bis Bn erfolgt dabei anhand entsprechender, allgemein bekannter Bildauswerteverfahren.
Für die Funktion der Darstellung der Augmented Reality und die Erkennung. der Lichtzeichenanlagen sind unterschiedliche Bildwinkel und somit Erfassungsbereiche der Kamera 2 erforderlich.
Besonders vorteilhaft sind für die Darstellung der Augmented Reality ein horizontaler Bildwinkel von 50° bis 70° und ein vertikaler Bildwinkel von 40°. Für die Erfassung und Erkennung der Lichtzeichenanlagen ist jedoch insbesondere aufgrund eines geringen Abstands eines vor einer seitlich zur Fahrbahn angeordneten Lichtzeichenanlage bei gleichem vertikalen Bildwinkel ein horizontaler Bildwinkel von 100° bis 140° erforderlich, so dass auch seitlich vor dem Fahrzeug befindliche Lichtzeichenanlagen erfasst werden können.
Zur Erfassung der Bilder B1 bis Bn mit einem vertikalen Bildwinkel von 40° und einem horizontalen Bildwinkel von 100° bis 140° umfasst die Kamera 2 eine so genannte anamorphe Optik 2.1, welche derart ausgebildet ist, dass ein mittels der Kamera 2 erfasstes Bild B1 bis Bn der Fahrzeugumgebung in horizontaler Richtung gestaucht auf einem herkömmlichen Bildsensor der Kamera 2 abbildbar ist. Dabei beträgt weist ein Faktor der Stauchung in horizontaler Richtung insbesondere den Wert 2 auf.
Für eine optimale Darstellung der Bilder B1 bis Bn mittels der Anzeigevorrichtung 3 und eine exakte Erkennung der Lichtzeichenanlagen werden die Bilder B1 bis Bn vor einer Übermittlung an die Anzeigevorrichtung 3 und die Erkennungsvorrichtung 4 einer Bildverarbeitungseinheit 5 zugeführt, mittels welcher eine aus der Stauchung in horizontaler Richtung resultierende Verzerrung der Bilder B1 bis Bn in einfacher Weise korrigiert wird.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
2: Kamera
2.1: anamorphe Optik
3: Anzeigevorrichtung
4: Erkennungsvorrichtung
5: Bildverarbeitungseinheit
B1 bis Bn: Bild

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102004043257 A1 [0004]

Claims

Vorrichtung (1) zur Überwachung einer Fahrzeugumgebung mit einer Kamera (2), – wobei die Kamera (2) in Fahrzeuglängsrichtung nach vorn ausgerichtet ist und eine anamorphe Optik (2.1) umfasst und – wobei die anamorphe Optik (2.1) derart ausgebildet ist, dass ein mittels der Kamera (2) erfasstes Bild (B1 bis Bn) der Fahrzeugumgebung in horizontaler Richtung gestaucht auf einem Bildsensor der Kamera (2) abbildbar ist, dadurch gekennzeichnet, – dass die Kamera (2) mit einer Anzeigevorrichtung (3) zur Darstellung einer computergestützten Erweiterung einer Realitätswahrnehmung zumindest eines Fahrzeuginsassen gekoppelt ist, wobei die Anzeigevorrichtung (3) das mittels der Kamera (2) erfasste Bild (B1 bis Bn) zur Erzeugung der Darstellung verwendet, und – dass die Kamera (2) mit einer Erkennungsvorrichtung (4) zur Erkennung von Lichtzeichenanlagen in der Fahrzeugumgebung gekoppelt ist, wobei die Erkennungsvorrichtung (4) das erfasste Bild (B1 bis Bn) zur Erkennung zumindest einer Lichtzeichenanlage verwendet.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera (2) mit der anamorphen Optik (2.1) einen vertikalen Bildwinkel von 40° aufweist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera (2) mit der anamorphen Optik (2.1) einen horizontalen Bildwinkel von 100° bis 140° aufweist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Faktor der Stauchung in horizontaler Richtung 2 beträgt.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera (2) mit einer Bildverarbeitungseinheit (5) gekoppelt ist, mittels welcher eine aus der Stauchung in horizontaler Richtung resultierende Verzerrung des Bildes (B1 bis Bn) korrigierbar ist
Verfahren zur Überwachung einer Fahrzeugumgebung, – wobei mittels einer in Fahrzeuglängsrichtung nach vorn ausgerichteten und eine anamorphe Optik (2.1) umfassenden Kamera (2) die Fahrzeugumgebung erfasst wird und – mittels der anamorphe Optik (2.1) das mittels der Kamera (2) erfasste Bild (B1 bis Bn) in horizontaler Richtung gestaucht auf einem Bildsensor der Kamera (2) abgebildet wird, dadurch gekennzeichnet, – dass das erfasste Bild (B1 bis Bn) an eine Anzeigevorrichtung (3) übermittelt wird, wobei das erfasste Bild (B1 bis Bn) mittels der Anzeigevorrichtung (3) zur Darstellung einer computergestützten Erweiterung einer Realitätswahrnehmung verwendet wird, und – dass das erfasste Bild (B1 bis Bn) an eine Erkennungsvorrichtung (4) übermittelt wird, wobei mittels des Erkennungsvorrichtung (4) Lichtzeichenanlagen in der Fahrzeugumgebung anhand des erfassten Bildes (B1 bis Bn) erkannt werden.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine aus der Stauchung in horizontaler Richtung resultierende Verzerrung des Bildes (B1 bis Bn) mittels einer Bildverarbeitungseinheit (5) korrigiert wird.
Fahrzeug, umfassend eine Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5.