DE102014114629A1 - Testing a camera system of a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Prüfvorrichtung (10) für ein Kamerasystem (12) eines Kraftfahrzeugs (20). Es werden eine Übertragungseigenschaft (H1) einer Kamera (14) des Kamerasystems (12), eine Kameraeinbaulage (24) der Kamera (14) im Kraftfahrzeug (20), eine Übertragungseigenschaft (H2) einer Anzeigeeinheit (16) des Kamerasystems (12) und eine Anzeigeeinbaulage (26) der Anzeigeeinheit (16) ermittelt. Durch eine Testkamera (54) werden bei einer Fahrt durch eine Umgebung (52) Bilddaten (VID) erzeugt und es wird in den Bilddaten (VID) ein Sichtfeld (FOV) der Kamera (14) auf die Umgebung (52) ermittelt. Daraus werden Anzeigedaten (A), die eine von der Anzeigeeinheit (16) ausgegebene Anzeige der Umgebung (52) beschreiben, durch Transformieren der Bilddaten des Sichtfelds (FOV) mittels einer Signalverarbeitungskette (78) erzeugt. Die Signalverarbeitungskette (78) umfasst die Übertragungseigenschaften (H1, H2) der Kamera (14) und der Anzeigeeinheit (16). Anschließend wird auf der Grundlage der Anzeigedaten (A) eine virtuelle Ansicht (42) auf die Anzeigeeinheit (16) erzeugt.The invention relates to a method for operating a test device (10) for a camera system (12) of a motor vehicle (20). A transmission property (H1) of a camera (14) of the camera system (12), a camera installation position (24) of the camera (14) in the motor vehicle (20), a transmission property (H2) of a display unit (16) of the camera system (12) a display installation position (26) of the display unit (16) determined. A test camera (54) generates image data (VID) when driving through an environment (52) and a field of view (FOV) of the camera (14) on the environment (52) is determined in the image data (VID). From this, display data (A) describing an environment (52) display output from the display unit (16) is generated by transforming the visual field image data (FOV) by means of a signal processing chain (78). The signal processing chain (78) comprises the transmission characteristics (H1, H2) of the camera (14) and the display unit (16). Subsequently, on the basis of the display data (A), a virtual view (42) is generated on the display unit (16).
Description
Die Erfindung betrifft eine Prüfvorrichtung zum Prüfen eines Kamerasystems eines Kraftfahrzeugs. Das Kamerasystem kann beispielsweise zum Bereitstellen eines sogenannten elektronischen Rückspiegels (eMirror) oder allgemein eines Camera-Monitoring-Systems (CMS) vorgesehen sein. Es wird davon ausgegangen, dass das Kamerasystem eine Kamera zum Erfassen von Kamerabildern einer Umgebung oder eines Innenraums des Kraftfahrzeugs und eine Anzeigeeinheit zum Anzeigen der Kamerabilder umfasst. Zu der Erfindung gehört auch ein Verfahren zum Betreiben der Prüfvorrichtung. The invention relates to a test device for testing a camera system of a motor vehicle. The camera system can be provided, for example, for providing a so-called electronic rearview mirror (eMirror) or generally a camera monitoring system (CMS). It is assumed that the camera system comprises a camera for capturing camera images of an environment or an interior of the motor vehicle and a display unit for displaying the camera images. The invention also includes a method for operating the test apparatus.
Das Vorsehen eines Kamerasystems in einem Kraftfahrzeug erfordert bei der Entwicklung des Kraftfahrzeugs eine frühzeitige Koordination mehrerer Entwicklungsteams, die für unterschiedliche Baugruppen zuständig sind. Beispielsweise müssen für einen elektronischen Rückspiegel ein Haltesystem für die Kamera am Kotflügel des Kraftfahrzeugs und ein Kabelschacht zum Verlegen der Kamerakabel z.B. im Motorraum vorgesehen werden. Auch die Anzeigeeinheit des elektronischen Rückspiegels muss an einem geeigneten Ort im Armaturenbrett eingeplant werden. The provision of a camera system in a motor vehicle requires the development of the motor vehicle early coordination of several development teams, which are responsible for different modules. For example, for an electronic rearview mirror, a camera mounting system on the fender of the motor vehicle and a cable duct for laying the camera cables e.g. be provided in the engine compartment. The display unit of the electronic rear-view mirror must also be planned in a suitable place in the dashboard.
Stellt sich im weiteren Verlauf der Entwicklung dann heraus, dass beispielsweise besonders kleine oder große Personen Schwierigkeiten beim Betrachten der Anzeigeeinheit haben, weil sich beispielsweise oft Sonnenlicht auf der Anzeigeeinheit spiegelt, so ist eine Neupositionierung der Anzeigeeinheit im Bauplan des Kraftfahrzeugs nur unter erheblichen Mehrkosten möglich, da nun auch andere Komponenten des Armaturenbretts verschoben werden müssen und der Verlauf des Kabelkanals neu geplant werden muss und hierdurch unter Umständen Umplanungen für andere Komponenten nötig sind. If, in the further course of the development, it then turns out that, for example, particularly small or large persons have difficulties in viewing the display unit because, for example, sunlight is often reflected on the display unit, a repositioning of the display unit in the blueprint of the motor vehicle is possible only at considerable additional costs. since now also other components of the dashboard must be moved and the course of the cable duct must be rescheduled and this may necessitate rescheduling for other components.
Auch kann an einem Kotflügel der Anbringungsort der Kamera nicht einfach umgeplant werden, da beispielsweise eine Bohrung zum Durchführen der Kabel nicht einfach versetzt werden kann. Stellt man also fest, dass der geplante Anbringungsort der Kamera dazu führt, dass ein Sichtfeld der Kamera beispielsweise nicht die vorgesehene Norm, beispielsweise
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kamerasystem für ein Kraftfahrzeug schon in einem frühen Stadium der Entwicklung des Kraftfahrzeugs prüfen zu können. The invention has for its object to be able to check a camera system for a motor vehicle at an early stage of the development of the motor vehicle.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich durch die Merkmale der abhängigen Patentansprüche. The object is solved by the subject matters of the independent claims. Advantageous developments of the invention will become apparent from the features of the dependent claims.
Erfindungsgemäß sind also bereitgestellt ein Prüfsystem oder eine Prüfvorrichtung für ein Kamerasystem eines Kraftfahrzeugs sowie ein Verfahren zum Betreiben der Prüfvorrichtung. The invention thus provides a test system or a test device for a camera system of a motor vehicle and a method for operating the test apparatus.
Um die Funktionsweise des Kamerasystems zu überprüfen, wird gemäß dem Stand der Technik üblicherweise ein Prototyp des Kraftfahrzeugs mit dem Kamerasystem ausgestattet und es wird eine Testfahrt durch eine Umgebung durchgeführt, beispielsweise eine Straßenfahrt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Bilddaten empfangen, die durch eine Testkamera eines Testfahrzeugs bei einer Fahrt durch die Umgebung erzeugt worden sind. Mit anderen Worten fährt das Testfahrzeug mit einer anderen Kamera, nämlich der Testkamera, durch die Umgebung und filmt diese. In order to check the functioning of the camera system, a prototype of the motor vehicle is usually equipped with the camera system according to the prior art and a test drive is carried out through an environment, for example a road trip. In the method according to the invention, image data which has been generated by a test camera of a test vehicle when driving through the environment is received. In other words, the test vehicle drives with another camera, namely the test camera, through the environment and films it.
Das Verfahren sieht vor, dass von der Kamera des zu prüfenden Kamerasystems eine Übertragungseigenschaft der Kamera sowie eine bestimmungsgemäße Kameraeinbaulage der Kamera in dem Kraftfahrzeug ermittelt werden. Zu der Anzeigeeinheit des Kamerasystems werden entsprechend eine Übertragungseigenschaft der Anzeigeeinheit und eine Anzeigeeinbaulage der Anzeigeeinheit in einem Innenraum des Kraftfahrzeugs ermittelt. Die Übertragungseigenschaft der Kamera kann beispielsweise von einem Hersteller der Kamera in Erfahrung gebracht werden oder gemessen werden. Die bestimmungsgemäße Kameraeinbaulage kann beispielsweise eine vorläufig geplante Kameraeinbaulage sein, die es dahingehend zu überprüfen gilt, ob das Kamerasystem ordnungsgemäß funktioniert. Die Übertragungseigenschaft der Anzeigeeinheit kann vom Hersteller der Anzeigeeinheit in Erfahrung gebracht werden oder gemessen werden. Die bestimmungsgemäße Anzeigeeinbaulage kann eine vorläufige Anzeigeeinbaulage sein, für die es zu überprüfen gilt, ob das Kamerasystem dann in gewünschter Weise funktioniert. Die jeweilige Übertragungseigenschaft der Kamera und der Anzeigeeinheit kann beispielsweise jeweils eine Übertragungsfunktion sein, welche Eingangsdaten auf Ausgangsdaten abbildet. The method provides that a transmission property of the camera as well as an intended camera installation position of the camera in the motor vehicle are determined by the camera of the camera system to be tested. To the display unit of the camera system, a transmission characteristic of the display unit and a display installation position of the display unit in an interior of the motor vehicle are respectively determined. The transmission characteristic of the camera can be learned or measured, for example, by a manufacturer of the camera. The intended camera installation position can be, for example, a provisionally planned camera installation position, which must be checked to see whether the camera system functions properly. The transmission characteristic of the display unit may be learned or measured by the manufacturer of the display unit. The intended display installation position may be a preliminary display installation position, for which it is necessary to check whether the camera system then functions as desired. The respective transmission characteristic of the camera and of the display unit can, for example, each be a transfer function which images input data onto output data.
Um nun zu ermitteln, was die Kamera des Kamerasystems filmen würde, wenn sie in dem Kraftfahrzeug eingebaut wäre und dieses anstelle des Testfahrzeugs durch die Umgebung fahren würde, wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Perspektive oder ein Erfassungsbereich oder ein Sichtfeld der Kamera ermittelt, wie es sich für die Kamera aus der Kameraeinbaulage heraus auf die Umgebung ergibt. Es werden dann aus den Bilddaten der Testkamera diejenigen Bilddaten ausgewählt, die das Sichtfeld der Kamera wiedergeben oder beschreiben oder darstellen. Mit anderen Worten wird ein das Sichtfeld darstellender Bildausschnitt aus den Bilddaten ausgewählt. In order to determine what the camera of the camera system would film, if it were installed in the motor vehicle and this drive instead of the test vehicle through the environment, a perspective or a detection area or field of view of the camera is determined in the inventive method, as it for the camera resulting from the camera mounting position on the environment. It will then be out of the Image data of the test camera selected those image data that reflect the field of view of the camera or describe or represent. In other words, a field of view representing the field of view is selected from the image data.
Durch Transformieren dieser Bilddaten des Bildausschnitts mittels einer Signalverarbeitungskette werden Anzeigedaten erzeugt, die eine von der Anzeigeeinheit ausgegebene Anzeige oder Darstellung des Bildausschnitts beschreiben. Die Anzeigedaten beschreiben also, was die Anzeigeeinheit von dem Bildausschnitt anzeigen würde. Die hierbei verwendete Signalverarbeitungskette ist auf der Grundlage der übermittelten Übertragungseigenschaft der Kamera und der ermittelten Übertragungseigenschaft der Anzeigeeinheit gebildet. Mit anderen Worten werden durch die Signalverarbeitungskette die Bilddaten des Bildausschnitts in der Weise verarbeitet, wie es die Kamera und die mit der Kamera gekoppelte Anzeigeeinheit mit Umgebungslicht aus der Umgebung ebenfalls tun würden. Die hieraus durch das Transformieren erzeugten Anzeigedaten beschreiben also, was von der Anzeigeeinheit als Anzeige ausgegeben würde, wenn das Kamerasystem in dem Kraftfahrzeug verbaut wäre und dieses durch die Umgebung fahren würde. By transforming this image data of the image section by means of a signal processing chain, display data are generated which describe a display or representation of the image section output by the display unit. The display data thus describes what the display unit would display of the image detail. The signal processing chain used here is formed on the basis of the transmitted transmission characteristic of the camera and the determined transmission characteristic of the display unit. In other words, the signal processing chain processes the image data of the image section in the same way as the camera and the ambient light device coupled to the camera would also do. The display data generated therefrom by the transformation thus describe what would be output by the display unit as an indicator if the camera system were installed in the motor vehicle and this would drive through the environment.
Hat man nun die Anzeigedaten, wird bei dem Verfahren eine virtuelle Ansicht auf die Anzeigeeinheit in ihrer Einbaulage im Innenraum des Kraftfahrzeugs erzeugt. Diese virtuelle Ansicht wird auf der Grundlage der Anzeigedaten durch eine Renderingeinrichtung erzeugt, die beispielsweise auf der Grundlage eines Simulators für eine virtuelle Realität (VR) realisiert sein kann. Die virtuelle Ansicht wird an einen Benutzer der Prüfvorrichtung ausgegeben. Mit anderen Worten wird dem Benutzer eine Darstellung der Anzeigeeinheit, das heißt ein virtuelles Abbild der Anzeigeeinheit, angezeigt, in welcher der Benutzer sehen kann, was auf der Anzeigeeinheit im Innenraum des Kraftfahrzeugs von der Umgebung zu erkennen ist. If one now has the display data, in the method a virtual view is generated on the display unit in its installed position in the interior of the motor vehicle. This virtual view is generated on the basis of the display data by a rendering device that can be realized, for example, on the basis of a virtual reality (VR) simulator. The virtual view is output to a user of the tester. In other words, the user is presented with a representation of the display unit, that is, a virtual image of the display unit, in which the user can see what can be seen on the display unit in the interior of the motor vehicle from the environment.
Die erfindungsgemäß bereitgestellte Prüfvorrichtung für ein Kamerasystem eines Kraftfahrzeugs ist dazu ausgelegt, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Hierzu weist die Prüfvorrichtung eine Empfangseinrichtung zum Empfangen von durch die Testkamera des Testfahrzeugs bei einer Fahrt durch eine Umgebung erzeugten Bilddaten auf. The test device provided according to the invention for a camera system of a motor vehicle is designed to carry out an embodiment of the method according to the invention. For this purpose, the testing device has a receiving device for receiving image data generated by the test camera of the test vehicle when driving through an environment.
Des Weiteren ist durch die Prüfvorrichtung eine Konfigurationseinrichtung bereitgestellt, die zum Ermitteln einer Übertragungseigenschaft einer Kamera des Kamerasystems, einer bestimmungsgemäßen Einbaulage der Kamera in dem Kraftfahrzeug, einer Übertragungseigenschaft einer Anzeigeeinheit des Kamerasystems und einer Anzeigeeinbaulage der Anzeigeeinheit in einem Innenraum des Kraftfahrzeugs ausgelegt ist. Die Konfigurationseinrichtung kann beispielsweise eine Eingabeschnittstelle umfassen, über welche der Benutzer der Prüfvorrichtung die genannten Informationen als Konfigurationsdaten für die Prüfvorrichtung eingeben kann. Furthermore, a configuration device is provided by the test device, which is designed to determine a transmission property of a camera of the camera system, a proper installation position of the camera in the motor vehicle, a transmission property of a display unit of the camera system and a display installation position of the display unit in an interior of the motor vehicle. By way of example, the configuration device may comprise an input interface via which the user of the test apparatus can input said information as configuration data for the test apparatus.
Die Prüfvorrichtung weist des Weiteren eine Transformationseinrichtung zum Ermitteln eines Sichtfelds der Kamera auf die Umgebung und zum Auswählen eines das Sichtfeld darstellenden Bildausschnitts aus den Bilddaten und zum Erzeugen der Anzeigedaten auf, wobei die Anzeigedaten eine von der Anzeigeeinheit ausgegebene Darstellung des Bildausschnitts beschreiben und durch Transformieren der Bilddaten des Bildausschnitts mittels der beschriebenen Signalverarbeitungskette erzeugt werden. Des Weiteren weist die Prüfvorrichtung die beschriebene Renderingeinrichtung zum Erzeugen einer virtuellen Ansicht auf die Anzeigeeinheit in ihrer Einbaulage auf. Diese Ansicht kann durch die Renderingeinrichtung auf der Grundlage der Anzeigedaten berechnet werden und an den Benutzer der Prüfvorrichtung ausgegeben werden. Die Transformationseinrichtung kann beispielsweise einen oder mehrere Prozessoren umfassen, die Programmmodule ausführen, durch welche die beschriebenen Verfahrensschritte ausgeführt werden. The checking device furthermore has a transformation device for determining a field of view of the camera on the environment and for selecting an image section representing the field of view from the image data and for generating the display data, wherein the display data describe a representation of the image section output by the display unit and by transforming the image section Image data of the image section are generated by means of the signal processing chain described. Furthermore, the test device has the described rendering device for generating a virtual view on the display unit in its installed position. This view may be calculated by the rendering device based on the display data and output to the user of the review device. For example, the transformation means may comprise one or more processors executing program modules by which the described method steps are performed.
Die Erfindung weist den Vorteil auf, dass der Benutzer einen visuellen Eindruck von der Betriebsweise der Kamera und der Anzeigeeinheit erhält, ohne dass hierzu die Kamera und die Anzeigeeinheit in dem Kraftfahrzeug verbaut werden müssen. Es reicht aus, die Übertragungseigenschaften der Kamera und der Anzeigeeinheit zu ermitteln und die Kameraeinbaulage und die Anzeigeeinbaulage vorzugeben. Somit kann das Kamerasystem auf der Grundlage der Bilddaten der Testkamera, den Konstruktionsdaten des Kraftfahrzeugs und denjenigen des Kamerasystems geprüft werden. The invention has the advantage that the user receives a visual impression of the mode of operation of the camera and the display unit without the need to install the camera and the display unit in the motor vehicle for this purpose. It is sufficient to determine the transmission characteristics of the camera and the display unit and to specify the camera installation position and the display installation position. Thus, the camera system can be checked on the basis of the image data of the test camera, the design data of the motor vehicle and those of the camera system.
Im Folgenden sind Weiterbildungen der Erfindung im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben. Die Weiterbildungen gelten entsprechend auch für die erfindungsgemäße Prüfvorrichtung. In the following developments of the invention are described in connection with the method according to the invention. The developments apply correspondingly also for the test device according to the invention.
In einer Ausführungsform der Erfindung ermittelt die Renderingeinrichtung eine Kopfausrichtung des Benutzers, also beispielsweise eine Blickrichtung oder eine Kopfneigung oder eine Drehlage oder Drehhaltung des Kopfes. Insbesondere wird eine relative Kopfausrichtung ermittelt, die unabhängig von einer absoluten Körpergröße des Benutzers beschrieben oder angegeben ist. Bei dieser Weiterbildung erzeugt die Renderingeinheit die virtuelle Ansicht auf die Anzeigeeinheit in Abhängigkeit von der ermittelten Kopfausrichtung. Mit anderen Worten werden die Kopfbewegungen des Benutzers mit der virtuellen Ansicht korreliert. Der Benutzer kann somit durch Bewegen des Kopfes seine Blickrichtung auf die in der virtuellen Ansicht dargestellte Abbildung der Anzeigeeinheit verändern. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise überprüft werden, ob aus unterschiedlichen Blickrichtungen der auf der Anzeigeeinheit angezeigte Bildausschnitt gemäß einem vorbestimmten Qualitätskriterium erkannt werden kann. In one embodiment of the invention, the rendering device determines a head orientation of the user, so for example, a line of sight or a head tilt or a rotational position or rotational position of the head. In particular, a relative head alignment is determined which is described or indicated independently of an absolute body size of the user. In this development, the rendering unit generates the virtual view of the display unit as a function of the determined head alignment. In other words, the head movements of the user with the correlated to virtual view. By moving the head, the user can thus change his viewing direction to the image of the display unit shown in the virtual view. In this way, it can be advantageously checked whether the image detail displayed on the display unit can be recognized from different viewing directions according to a predetermined quality criterion.
In einer Ausführungsform wird in der virtuellen Ansicht die Anzeigeeinheit aus einer Perspektive eines Fahrers mit einer vorbestimmten Körpergröße und/oder einer vorbestimmten Sehstärke und/oder einer Sehhilfe erzeugt. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass der Benutzer der Prüfvorrichtung den Einfluss dieser Eigenschaften des Fahrers auf beispielsweise die Erkennbarkeit des Bildausschnitts auf der Anzeigeeinheit überprüfen kann. Der Fahrer kann durch vorbestimmte Fahrerdaten beschrieben sein. In one embodiment, in the virtual view, the display unit is generated from a perspective of a driver having a predetermined body size and / or a predetermined prescription and / or visual aid. This results in the advantage that the user of the test device can check the influence of these properties of the driver on, for example, the recognizability of the image section on the display unit. The driver may be described by predetermined driver data.
In einer Ausführungsform der Erfindung wird ein digitales Modell des Innenraums bereitgestellt und durch die Renderingeinrichtung in der virtuellen Ansicht auch eine Wechselwirkung einer Oberfläche der Anzeigeeinheit mit dem Innenraum berücksichtigt. Diese Wechselwirkung kann beispielsweise eine Spiegelung beispielsweise von Sonnenlicht oder eines Beleuchtungslichts auf der Oberfläche sein und/oder eine Spiegelung der selbstleuchtenden Anzeigeeinheit in beispielsweise einer Frontscheibe des Kraftfahrzeugs. Es kann auch ermittelt werden, wie viel Streulicht durch die Anzeigeeinheit in die Umgebung abgegeben wird. Eine andere Wechselwirkung kann beispielsweise eine Sichtblockade durch eine Komponente des Innenraums sein. Beispielsweise kann überprüft werden, ob ein Lenkrad des Kraftfahrzeugs den Blick auf die Anzeigeeinheit blockiert. In one embodiment of the invention, a digital model of the interior is provided, and the rendering device in the virtual view also takes into account an interaction of a surface of the display unit with the interior. This interaction may, for example, be a reflection of, for example, sunlight or an illumination light on the surface and / or a reflection of the self-illuminating display unit in, for example, a windshield of the motor vehicle. It can also be determined how much stray light is emitted by the display unit into the environment. Another interaction may be, for example, a visual blockage by a component of the interior. For example, it can be checked whether a steering wheel of the motor vehicle blocks the view of the display unit.
In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die beschriebene Übertragungseigenschaft der Kamera zumindest einen der folgenden Kameraparameter: einen Öffnungswinkel eines Erfassungsbereichs der Kamera, also den Raumwinkel, welcher das Sichtfeld beschreibt, oder die Brennweite der Kamera. Ein Kameraparameter kann eine Sensorauflösung des Bildsensors sein. Ein weiterer Kameraparameter kann das Sensorrauschen des Bildsensors sein. Als ein Kameraparameter kann das Temperaturverhalten in der Kamera vorgesehen sein, also beispielsweise ein Spektrum und/oder eine Leistung eines Sensorrauschens für unterschiedliche Temperaturwerte. Diese Weiterbildung weist den Vorteil auf, dass unterschiedliche Kameramodelle auf ihre Eignung im Kamerasystem für das gegebene Kraftfahrzeug überprüft werden können. In one embodiment of the invention, the described transmission characteristic of the camera comprises at least one of the following camera parameters: an aperture angle of a detection range of the camera, ie the solid angle which describes the field of view, or the focal length of the camera. A camera parameter may be a sensor resolution of the image sensor. Another camera parameter may be the sensor noise of the image sensor. The temperature behavior in the camera can be provided as a camera parameter, that is, for example, a spectrum and / or a power of a sensor noise for different temperature values. This development has the advantage that different camera models can be checked for their suitability in the camera system for the given motor vehicle.
In einer Ausführungsform umfasst die Übertragungseigenschaft der Anzeige zumindest eine der folgenden Anzeigenparameter: eine Leuchtstärke, einen Reflektionsgrad einer Scheibe, durch welche die Anzeigeeinheit die Anzeige abstrahlt, das heißt die Bildschirmoberfläche; eine Bildwiederholungsrate; eine Reaktionszeit oder Antwortzeit oder Nachleuchtdauer; ein Temperaturverhalten. Das Temperaturverhalten kann beispielsweise Werte für die Antwortzeit für unterschiedliche Temperaturwerte beschreiben. Durch Vorsehen eines oder mehrerer dieser Anzeigenparameter bei der Signalverarbeitungskette ergibt sich der Vorteil, dass durch Verändern der Anzeigenparameter gezielt eine geeignete Anzeigeeinheit für das Kamerasystem in dem Kraftfahrzeug ermittelt werden kann. In one embodiment, the transmission characteristic of the display comprises at least one of the following display parameters: a luminosity, a reflectance of a disk through which the display unit radiates the display, that is, the screen surface; a refresh rate; a reaction time or response time or persistence duration; a temperature behavior. The temperature behavior may, for example, describe values for the response time for different temperature values. By providing one or more of these display parameters in the signal processing chain, there is the advantage that a suitable display unit for the camera system in the motor vehicle can be determined in a targeted manner by changing the display parameters.
In einer Ausführungsform der Erfindung wird die Signalverarbeitungskette auch auf der Grundlage einer Übertragungseigenschaft einer Videoverarbeitungseinrichtung des Kraftfahrzeugs gebildet. Die Übertragungseigenschaft kann insbesondere eine Videokodierung und/oder eine Videokompressionsrate angeben. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass auch ein Einfluss der Videoübertragungseinrichtung auf die Erkennbarkeit des Bildausschnitts durch die Prüfvorrichtung ermittelt wird. In an embodiment of the invention, the signal processing chain is also formed on the basis of a transmission characteristic of a video processing device of the motor vehicle. The transmission characteristic may in particular specify a video coding and / or a video compression rate. This has the advantage that an influence of the video transmission device on the detectability of the image section is also determined by the test device.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist eine Umschalteinrichtung oder Bedienschnittstelle vorgesehen, durch welche bedienungsabhängig die Übertragungseigenschaften, die in der Signalverarbeitungskette berücksichtigt sind, das heißt aus denen die Signalverarbeitungskette gebildet ist, also die jeweilige Übertragungseigenschaft der Kamera und/oder Anzeigeeinheit und/oder Videoverarbeitungseinrichtung und/oder die Einbaulage der Kamera und/oder der Anzeigeeinheit bedienungsabhängig umgeschaltet oder eingestellt werden. Bedienungsabhängig bedeutet, dass der Benutzer der Prüfvorrichtung die Übertragungseigenschaften und/oder Einbaulagen durch eine vorbestimmte Bedienhandlung, beispielsweise das Eingeben von Zahlenwerten, verändern kann. Die Bedienschnittstelle ist dabei dazu ausgelegt, dass das Einstellen erfolgt, während die virtuelle Ansicht wiederholt neu erzeugt wird. Mit anderen Worten kann also der Benutzer der Prüfvorrichtung während des Betrachtens der virtuellen Ansicht die Einstellungen vornehmen und hierdurch einen Effekt einer Änderung direkt visuell wahrnehmen. Mit anderen Worten wird durch die Bedienschnittstelle die Transformationseinrichtung umkonfiguriert. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass der Benutzer gezielt eine Optimierung der Übertragungseigenschaft und/oder Einbaulage mittels der Bedienschnittstelle vornehmen kann und hinterher durch die Prüfvorrichtung eine Angabe darüber erhält, wie für ein vorgegebenes Kraftfahrzeugmodell ein geeignetes Kamerasystem konstruiert sein muss. In one embodiment of the invention, a switching device or user interface is provided, by means of which the transmission properties which are taken into account in the signal processing chain, that is, from which the signal processing chain is formed, ie the respective transmission characteristic of the camera and / or display unit and / or video processing device and / or or the installation position of the camera and / or the display unit depending on the operation switched or set. Operation-dependent means that the user of the test device can change the transmission properties and / or installation positions by a predetermined operator action, for example the input of numerical values. The operator interface is designed to be set while the virtual view is repeatedly recreated. In other words, the user of the test device can thus make the settings while viewing the virtual view and thereby directly perceive an effect of a change visually. In other words, the transformation device is reconfigured by the user interface. This results in the advantage that the user can specifically make an optimization of the transmission property and / or installation position by means of the operator interface and subsequently receives an indication from the test device as to how a suitable camera system must be constructed for a given motor vehicle model.
In einer Ausführungsform der Erfindung wird durch eine Verifikationseinrichtung ein Unterschied zwischen den Anzeigedaten und einer vorgegebenen Anzeigenorm ermittelt. Die Verifikationseinrichtung kann beispielsweise ein Programmmodul für eine Prozessoreinrichtung sein. Die Anzeigenorm kann beispielsweise auf der bereits beschriebenen
In einer Ausführungsform der Erfindung wird zumindest ein Umgebungsparameter der Umgebung verändert. Fand die Fahrt des Testfahrzeugs beispielsweise am Tag statt, so kann eine Veränderung des Umgebungsparameters beispielsweise bedeuten, dass nun eine Fahrt bei Nacht nachgebildet wird. Anstatt die Fahrt bei Nacht zu wiederholen, sieht die Weiterbildung der Erfindung vor, dass die Bilddaten und/oder die Signalverarbeitungskette und/oder das Erzeugen der virtuellen Ansicht in Abhängig von dem zumindest einen veränderten Umgebungsparameter verändert oder angepasst werden. Um Bilddaten von einer Nachtfahrt zu erhalten, können beispielsweise in den Bilddaten Helligkeitswerte von Bildpunkten (Pixel – Picture Elements) reduziert werden. Es kann auch vorgesehen sein, zum Simulieren beispielsweise von Regentropfen in den Bilddaten und/oder zumindest dem Bildausschnitt grafische Objekte zu überlagern, beispielsweise ein Rauschen oder Bilder von Regentropfen. Ein weiterer Umgebungsparameter kann beispielsweise eine Temperatur sein und es kann die Signalverarbeitungskette beispielsweise auf Grundlage des Temperaturverhaltens der Kamera und/oder der Anzeigeeinheit angepasst werden. Ein weiterer Umgebungsparameter kann beispielsweise Sonnenlicht sein und es kann beim Erzeugen der virtuellen Ansicht ein Schlagschatten oder eine Sonneneinstrahlung auf die Anzeigeeinheit beim Rendern, das heißt dem Erzeugen der virtuellen Ansicht durch die Renderingeinrichtung, berücksichtigt oder simuliert werden. Durch die Weiterbildung ergibt sich der Vorteil, auf Grundlage einer einzelnen Fahrt des Testfahrzeugs dennoch das Verhalten des Kamerasystems in der Umgebung für unterschiedliche Umgebungsparameter, insbesondere unterschiedliche Temperaturen, unterschiedliches Wetter und/oder unterschiedliche Lichtverhältnissen, überprüft werden kann. In one embodiment of the invention, at least one environment parameter of the environment is changed. If the drive of the test vehicle took place, for example, during the day, a change in the environmental parameter can mean, for example, that a drive at night is now simulated. Instead of repeating the drive at night, the development of the invention provides that the image data and / or the signal processing chain and / or the generation of the virtual view are changed or adjusted as a function of the at least one changed environmental parameter. In order to obtain image data of a night drive, brightness values of pixels (pixel-picture elements), for example, can be reduced in the image data. It can also be provided to superimpose graphic objects, for example noise or images of raindrops, in order to simulate, for example, raindrops in the image data and / or at least the image detail. A further environmental parameter may be a temperature, for example, and the signal processing chain may be adapted, for example, on the basis of the temperature behavior of the camera and / or the display unit. A further environmental parameter can be, for example, sunlight and, when the virtual view is generated, a drop shadow or sunlight can be considered or simulated on the display unit during rendering, that is to say the generation of the virtual view by the rendering device. The development results in the advantage that the behavior of the camera system in the environment for different environmental parameters, in particular different temperatures, different weather and / or different light conditions, can nevertheless be checked on the basis of a single trip of the test vehicle.
In einer Weiterbildung der Erfindung erzeugt die Renderingeinrichtung in der virtuellen Ansicht auf der Grundlage der Bilddaten ein Spiegelbild der Umgebung in einem digitalen Modell eines mechanischen Rückspiegels des Kraftfahrzeugs. Bei dem Rückspiegel handelt es sich um einen Rückspiegel mit spiegelnder oder reflektierender Spiegelfläche, also insbesondere einen nicht-elektronischen Rückspiegel. Durch Bereitstellen des Spiegelbilds in der virtuellen Ansicht ergibt sich der Vorteil, dass der Benutzer der Prüfvorrichtung einen direkten Vergleich zwischen dem Rückspiegel einerseits und dem zu überprüfenden Kamerasystem andererseits hat. Mit anderen Worten ist in der virtuellen Ansicht eine Referenz bereitgestellt. In a development of the invention, the rendering device in the virtual view generates a mirror image of the environment in a digital model of a mechanical rearview mirror of the motor vehicle on the basis of the image data. The rearview mirror is a rearview mirror with a reflecting or reflecting mirror surface, that is to say in particular a non-electronic rearview mirror. Providing the mirror image in the virtual view has the advantage that the user of the test device has a direct comparison between the rearview mirror on the one hand and the camera system to be checked on the other hand. In other words, a reference is provided in the virtual view.
In einer Ausführungsform der Erfindung erzeugt die Renderingeinrichtung eine stereoskopische virtuelle Ansicht. Hierdurch erhält der Benutzer der Prüfvorrichtung den visuellen Eindruck, dass er in einen virtuellen Innenraum des Kraftfahrzeugs hineinblicken würde, in welchem sich die Anzeigeeinheit befindet. Zusätzlich oder alternativ dazu ist in einer Ausführungsform vorgesehen, dass die virtuelle Ansicht dem Benutzer über eine vom Benutzer am Kopf zu tragende, seine Augen lichtdicht abschirmenden Datenbrille (head mounted display) ausgegeben wird. Hierdurch ergibt sich der Effekt der sogenannten Immersion, das heißt der Benutzer nimmt die virtuelle Ansicht wahr, als ob der sich im Innenraum des Kraftfahrzeugs befinden würde. Eine geeignete Datenbrille ist beispielsweise aus der
In einer Ausführungsform der Erfindung findet eine Livestream-Verarbeitung statt, das heißt während der Fahrt des Testfahrzeugs, während dieses also durch die Umgebung fährt, werden die Bilddaten durch die Prüfvorrichtung empfangen und daraus die virtuelle Ansicht erzeugt. Der Benutzer der Prüfvorrichtung erhält also den visuellen Eindruck, das heißt die virtuelle Ansicht von der Anzeigeeinheit, die einen Bildausschnitt aus der Umgebung angezeigt, während das Testfahrzeug durch die Umgebung fährt. Hierdurch kann der Prüfvorgang durch Vorgeben einer Fahrtroute für das Testfahrzeug besonders flexibel angepasst werden. In one embodiment of the invention, livestream processing takes place, that is to say while the test vehicle is traveling, that is, as it travels through the surroundings, the image data is received by the test apparatus and the virtual view generated therefrom. The user of the test apparatus thus receives the visual impression, that is to say the virtual view from the display unit, which displays an image detail from the surroundings while the test vehicle is traveling through the surroundings. As a result, the test procedure can be adapted in a particularly flexible manner by specifying a route for the test vehicle.
In einer Ausführungsform der Erfindung werden Grafikdaten der virtuellen Ansicht, also ein Datenstrom, der die virtuelle Ansicht als Bildsequenz darstellt, über das Internet an den Benutzer ausgegeben. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass beispielsweise einem Entwicklungsingenieur eines Kraftfahrzeugherstellers mittels der virtuellen Ansicht ein visueller Eindruck davon vermittelt werden kann, wie sich das Kamerasystem in einem gerade von dem Entwicklungsingenieur entwickelten Kraftfahrzeug verhalten wird. In einer anderen Ausführungsform werden die Grafikdaten an Mitglieder einer Testgruppe gleichzeitig ausgegeben, wobei die Testgruppe als Mitglieder den Benutzer und mehrere weitere Benutzer umfassen kann. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass man einer Vielzahl von Testpersonen die virtuelle Ansicht präsentieren kann und hierdurch von unterschiedlichen Testpersonen eine Beurteilung des Kamerasystems erhalten kann. Dies macht Fehlentwicklungen besonders unwahrscheinlich. In one embodiment of the invention, graphics data of the virtual view, that is to say a data stream which represents the virtual view as an image sequence, are output to the user via the Internet. This results in the advantage that, for example, a development engineer of a motor vehicle manufacturer can be given a visual impression by means of the virtual view of how the camera system will behave in a motor vehicle that has just been developed by the development engineer. In another embodiment, the graphics data is output to members of a test group simultaneously, wherein the test group may include as members the user and several other users. This results in the advantage that it is possible to present the virtual view to a large number of test persons and, as a result, it is possible to obtain an evaluation of the camera system from different test persons. This makes false developments particularly unlikely.
Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigen: In the following an embodiment of the invention is described. Show:
Bei dem im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Bei dem Ausführungsbeispiel stellen aber die beschriebenen Komponenten der Ausführungsform jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren ist die beschriebene Ausführungsform auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar. The exemplary embodiment explained below is a preferred embodiment of the invention. In the exemplary embodiment, however, the described components of the embodiment each represent individual features of the invention, which are to be considered independently of each other, which also develop the invention independently of one another and thus also individually or in a different combination than the one shown as part of the invention. Furthermore, the described embodiment can also be supplemented by further features of the invention already described.
Das Kamerasystem
Zum Prüfen des Kamerasystems
Der Benutzer
Zum Erzeugen der virtuellen Ansicht
Der Benutzer
Hierzu wird zunächst die Umgebung
Zum Modellieren des Betriebsverhaltens des Kamerasystems
Im Folgenden ist anhand von
Hierzu ist eine die Verarbeitung nachbildende Transformationseinrichtung
Der Simulator
Es kann auch vorgesehen sein, die Umgebung
Als nützliche Referenz hat sich das Darstellen eines physikalischen Spiegels
Eine zusammenfassende Beschreibung des Ablaufs ist wie in
- 1. Videodaten, die von Bildsensoren mit hoher Auflösung im Fahrzeug erfasst werden (d); Diese Daten können lokal im Fahrzeug für die zukünftige Offline-Verarbeitung gespeichert werden oder in
Echtzeit zum Erfassungsdatenbankserver 62 zurück übertragen werden. Daten in Bezug auf das Erfassungsfahrzeug werden auch übertragen – GPS-Ort, Zeitstempel, Kamerakalibrierung, Fahrzeuggeschwindigkeit, Temperatur. - 2. Ein zu simulierendes Fahrzeugmodell CAD wird ausgewählt. Dieses kann beispielsweise existierende Fahrzeugdaten der computergestützten Konstruktion oder Daten der computergestützten Konstruktion für einen neuen Fahrzeugtyp verwenden, die entweder auf Hersteller-Servern gespeichert sind. Beispieldetails von Schlüsselattributen sind im Fahrzeugmodell in
2 gezeigt – insbesondere umfassen sie: a) CAD und Abmessungen des Fahrzeuginneren; b) CAD und Abmessungen der Fahrzeugaußenseite; c) Fahrerstandardaugenreferenz (ORP – Augenreferenzpunkt); d) Anzeigeort/-typ – dies nimmt auf ein detaillierteres optisches Modell für die Anzeige Bezug; e) Kameraort/typ – dies nimmt auf ein detaillierteres optisches Modell für die Kamera Bezug; f) Fahrzeugverarbeitungstyp (z. B. Architektur für das Streamen von Video-Kompressionsfaktor), dies nimmt auf ein detailliertes "Fahrzeugverarbeitungsmodell" Bezug; g) Systemebenen-Wechselwirkung-Auswirkung einer unterschiedlichen Einzelbildrate und Erzeugung von Niederfrequenzflimmern. - 3. Auf der Basis der speziellen Fahrzeuggröße wird der Aufnahme-/Live-Videostrom erneut abgebildet, um zu simulieren, dass er am Zielfahrzeug aufgenommen wird – z. B. auf der Basis eines speziellen Kameraorts, eines speziellen Linsenwinkels, einer speziellen Anzeige, einer speziellen Orientierung usw.; das Rendern kann in Rechenservern mit hoher Leistung oder alternativ in lokalen Verarbeitungsplattformen
48 durchgeführt werden, da die Vorrichtungsfähigkeiten in den kommenden Jahren zunehmen. Es ist auch möglich, die Verarbeitung zwischen einer oberen und unteren Verarbeitungsebene lokal auszugleichen. Eine gerenderte Ansicht für das linke und das rechte Auge wird erzeugt, um eine 3D-Ansicht für das Headset zu geben und ein Immersionsgefühl zu schaffen; der Live-Videostrom wird sowohl in den LCD-Anzeigen als auch durch die Fahrzeugfenster angezeigt, um den vollständigen Eindruck von Immersion zu vermitteln. Er kann auch auf den Standard-Fahrzeugspiegeln angezeigt werden, um einen Vergleich der Fähigkeiten des Blickfeldes zu ermöglichen. - 4. Zusätzlich zum Auswählen der nominalen Fahrzeugaugenreferenz kann eine spezifische Fahrerkategorie modelliert werden, um dem Konstruktionsingenieur und OEM (Original Equipment Manufacturer) die Gelegenheit zum Prüfen des Systems zu geben, als ob er durch die "Augen" eines Kunden blickt, um potentielle Fehlermodi und Anforderungen zu verstehen; als Beispiel kann das Folgende modelliert werden: a) Tatsächlicher Fahreraugenreferenzpunkt — z. B. Modell zum Verändern von Fahrergrößen, Sitzpositionen; b) Sehvermögen — Augenfokussierungsfähigkeiten, Farbenblindheit, Nachtsichtfähigkeiten; c) Auswirkung einer Brille auf die Fahrerwahrnehmung (z. B. polarisiert, Lesebrille).
- 5. Als Endschritt können Umgebungseffekte modelliert werden: a) Auswirkung der Temperatur auf die LCD-Ansprechzeit; b) die aufgenommene Liveszene kann in Kombination mit GPS-Zeitdaten analysiert werden, um Sonnen/Wolken-Orte zu bestimmen, um im Fahrzeug geworfene Schatten zu bestimmen, um einen photorealistischen Eindruck des Inneren des Fahrzeugs zu geben; Der Live-Videostrom kann auch mit einer Umgebungsauswirkung verbessert werden, z. B. Auswirkung von Regen, Schnee auf die Szene;
- 6. Der Benutzer betrachtet die Anzeige am Headset und Bewegungen des Kopfs werden durch Beschleunigungsmesser verfolgt, um eine Aktualisierung der Szene zu ermöglichen – z. B. ändert ein Blick nach links oder rechts die dem Benutzer angezeigte Ansicht, um eine Umgebung des realen Lebens zu simulieren.
- 7. Zusätzlich zu physikalisch modellierten Anzeigen könnten "virtuelle" schwebende Anzeigen als Diagnose erscheinen, um z. B. aktuelle Bildwandlereinstellungen, eine Karte, wo sich das Fahrzeug befindet, usw. anzuzeigen; Überlagerungen können auch hinzugefügt werden, um die Einhaltung spezieller Spezifikationen (z. B.
ISO l 6505
- 1. video data captured by high-resolution image sensors in the vehicle (d); This data can be stored locally in the vehicle for future offline processing, or in real time to the
capture database server 62 be transferred back. Data relating to the detection vehicle is also transmitted - GPS location, timestamp, camera calibration, vehicle speed, temperature. - 2. A vehicle model CAD to be simulated is selected. This may, for example, use existing computer-aided design vehicle data or computer-aided design data for a new vehicle type, either stored on manufacturer's servers. Example details of key attributes are in the vehicle model in
2 in particular they comprise: a) CAD and dimensions of the vehicle interior; b) CAD and dimensions of the vehicle exterior; c) driver standard eye reference (ORP - eye reference point); d) display location / type - this refers to a more detailed visual model for the display; e) camera location / type - this refers to a more detailed optical model for the camera; f) vehicle processing type (e.g., architecture for video compression factor streaming), this refers to a detailed "vehicle processing model"; g) System-level interaction effect of a different frame rate and generation of low frequency fibrillation. - 3. Based on the specific vehicle size, the recording / live video stream is remapped to simulate being picked up on the target vehicle - e.g. Based on a particular camera location, a particular lens angle, a particular display, a particular orientation, etc .; Rendering can be done in high performance computing servers or alternatively in local processing platforms
48 as the device capabilities increase in the coming years. It is also possible to locally offset the processing between an upper and lower processing level. A rendered view for the left and right eyes is generated to give a 3D view of the headset and create a sense of immersion; the live video stream is displayed both in the LCD displays and through the vehicle windows to give the full impression of immersion. It can also be displayed on the standard vehicle mirrors to allow a comparison of the capabilities of the field of view. - 4. In addition to selecting the nominal vehicle eye reference, a specific driver category can be modeled to give the design engineer and OEM (Original Equipment Manufacturer) the opportunity to test the system as though looking through a customer's "eyes" to identify potential failure modes To understand requirements; as an example, the following can be modeled: a) actual driver eye reference point - e.g. B. Model for changing driver sizes, seating positions; b) eyesight - eye focusing capabilities, color blindness, night vision; c) Effect of glasses on driver perception (eg polarized, reading glasses).
- 5. As a final step, environmental effects can be modeled: a) Effect of temperature on the LCD response time; b) the recorded live scene can be analyzed in combination with GPS time data to determine sun / cloud locations to determine shadows cast in the vehicle to give a photorealistic impression of the interior of the vehicle; The live video stream may also be enhanced with an environmental impact, e.g. B. Effect of rain, snow on the scene;
- 6. The user looks at the display on the headset and movements of the head are tracked by accelerometers to a To allow updating the scene - z. For example, a glance to the left or right changes the view displayed to the user to simulate a real life environment.
- 7. In addition to physically modeled displays, "virtual" floating displays could appear as diagnostics, e.g. Current display converter settings, a map where the vehicle is located, etc.; Overlays can also be added to ensure compliance with specific specifications (eg
ISO l 6505
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- US 8605008 B1 [0028] US 8605008 B1 [0028]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- ISO 16505 [0004] ISO 16505 [0004]
- Norm ISO 16505 [0025] Standard ISO 16505 [0025]
- ISO l 6505 [0048] ISO L 6505 [0048]
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