DE60009000T2 - System zur Einparkhilfe - Google Patents

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vehicle
image
distance
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parking aid
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DE60009000T
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Nobuhiko Moriguchi-shi Yasui
Atsushi Katano-shi Iisaka
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System, um einem Fahrer eines Fahrzeugs behilflich zu sein, einzuparken durch ein Bild um das Fahrzeug herum, und insbesondere auf ein System zum Berechnen einer Entfernung von dem Fahrzeug zu einem bestimmten 3D-Objekt in dem Bild, welches von dem Fahrzeug aufgenommen wird, und zum Benachrichtigen des Fahrers davon, was sich um das Fahrzeug herum befindet.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Herkömmliche Technologien, die bisher offenbart wurden, die für Fahrzeuge, beispielsweise für Automobile, relevant sind, schließen z. B. das Detektieren jedes Hindernisses um das Fahrzeug herum ein. Falls irgendein Hindernis detektiert wird und falls bestimmt wird, dass eine Kollision damit höchst wahrscheinlich möglich ist, wird ein Fahrer des Fahrzeugs durch einen Alarm gewarnt, über die Entfernung zu dem Hindernis benachrichtigt oder das Fahrzeug wird gemäß der Entfernung automatisch gebremst, um anzuhalten. Als ein Beispiel solcher Detektionsmittel ist beispielhaft ein Entfernungsdetektionssystem in dem japanischen Patent, Offenlegungsnummer 5-114099 ( 93-114099 ) und dessen korrespondierendem Familienmitglied US 5 307 136 A offenbart, welches eine Bilderkennungstechnologie verwendet. In diesem System wird ein Bild verwendet, welches durch eine Kamera aufgenommen wird, die in einem Fahrzeug befestigt ist.
  • Das Entfernungsdetektionssystem wird nun mit Bezug auf 11 und 12 beschrieben. Insbesondere ist 11 ein Diagramm, welches die Beziehung zwi schen einer Kamera und einem 3D-Objekt zeigt, während 12 ein Blockdiagramm ist, welches das Entfernungsdetektionssystem zeigt.
  • In dem Entfernungsdetektionssystem ist stereo-optischen System in einem Fahrzeug ausgerüstet, beispielsweise ein Automobil, zum Aufnehmen eines Bildes des 3D-Objekts, welches sich außerhalb des Fahrzeugs innerhalb einer gegebenen Entfernung befindet. Das stereo-optische System wird beispielsweise durch verschiedene Kameras implementiert, welche eine feste Bildaufnahmevorrichtung verwenden, wie ein Charge-Coupled Device (CCD), und wobei jede fest an eine Deckenfläche des Fahrzeugs gegen dem vorderen Ende angebracht ist. Hier wird angenommen, dass die Anzahl von Kameras zwei ist, und die eine, welche sich von vorne gesehen auf der rechten Seite befindet, wird als rechte Kamera, und die andere auf der linken Seite wird als linke Kamera bezeichnet.
  • In 11 sind die rechten und linken Kameras so platziert, um voneinander die Entfernung s zu haben und zu jeder Fotografie einen Punkt P in einer senkrechten Entfernung D davon zu haben. Angenommen, dass eine Fokusentfernung für beide Kameras f ist, wird ein Bild des Punktes P auf der Projektionsfläche jeder Kamera aufgenommen, welche von der Kamera um die Fokusentfernung f entfernt ist. In diesem Fall ist die Entfernung zwischen diesen zwei Bildern auf den Projektionsflächen s + t, wobei t eine Verschiebung bezeichnet. Daher wird die Entfernung D so berechnet wie folgt: D = s * f/t
  • Das heißt, dass die Verschiebung t zu der Entfernung D führt.
  • Als Nächstes wird der Prozess der Berechnung der Verschiebung t beschrieben. In 12 gibt ein stereo-optisches System 100 zwei Daten von analogen Bildern, welche darin aufgenommen werden, an einen Bildverarbeitungsteil 201 weiter. Die zwei analogen Bilddaten werden dann einer A/D-Konvertierung unterworfen zur Ausgabe an einen Hamming-Entfernungsberechnungsteil 202. Die zwei digitalen Bilddaten werden dann jeweils berechnet für eine Hamming-Entfernung H auf der Pixelbasis. Die Hamming-Entfernungen H werden verwendet, um die Verschiebung von zwei Bildern zu bestimmen. Ein Minimal-/Maximalwert-Detektionsteil 203 durchsucht dann die Hamming-Entfernungen H, welche durch den Hamming-Entfernungsberechnungsteil 202 berechnet wurden, nach einem Minimalwert Hmin und einem Maximalwert Hmax. Es wird hier angenommen, dass der Minimalwert Hmin die Verschiebung t ist.
  • Als solches verarbeitet das Entfernungsdetektionssystem zwei Bilder, welche durch eine Stereokamera aufgenommen werden, welche in einem Fahrzeug befestigt ist, und findet eine Verschiebung t. Dabei kann das System z. B. einem Fahrer mit einer 3D-Position eines Hindernisses und einem warnenden Alarm behilflich sein, falls eine Kollision oder ein Stoß dagegen möglich ist.
  • Ein solches Entfernungsdetektionssystem erfordert jedoch erhebliche Genauigkeit, um mehrere Kameras des stereooptischen Systems an einem Fahrzeug fest anzubringen, insbesondere in Winkel, Richtung, Abstand und Ähnlichem. Es ist auch nötig, Daten vorher in eine stereobildverarbeitende Vorrichtung einzugeben, welche die zufriedenstellenden Positionen dieser Kamera anzeigen. Als ein Ergebnis ist ein Strukturieren eines solchen stereooptischen Systems sehr schwierig. Weiterhin, wie in dem Vorhergehenden beschrieben, um die Hamming-Entfernungen H zu berechnen, muss eine Objektdetektion für ein Bild mit Bezug auf das andere in dessen Gesamtheit durchgeführt werden. Ebenso muss dort eine solche Suche auf der Pixelbasis wiederholt werden, wobei der Betrag der Berechnung daher ziemlich groß und der Hardware-Aufbau ziemlich kompliziert ist. Darüber hinaus ist die Entfernung zu einem Hindernis, über welches durch dieses Entfernungsdetektionssystem benachrichtigt wird, oft in numerischen Zahlen oder als Bilder, welche ziemlich verschieden von dem gegenwärtigen Hindernis sind. Deshalb könnte der Fahrer die Entfernung nicht völlig erfassen.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Deshalb ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System zur Einparkhilfe bereitzustellen, um einen Fahrer sicher über eine Entfernung zwischen seinem Fahrzeug und einem Hindernis in einer erfassbaren Art und Weise zu benachrichtigen, während eine Befestigung eines Bildaufnehmers an dem Fahrzeug vereinfacht wird und eine Berechnung in der Bildverarbeitung verringert wird.
  • Die vorliegende Erfindung hat die folgenden Merkmale, um die obige Aufgabe zu erfüllen.
  • Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein System zur Einparkhilfe, um einem Fahrer eines Fahrzeugs behilflich zu sein, einzuparken durch Aufnehmen eines Bildes um das Fahrzeug herum und zum Benachrichtigen des Fahrers davon, welches 3D-Objekt sich dort herum befindet, wobei das System aufweist:
    eine Bildaufnahme zum Aufnehmen, mit einer einzelnen Kamera, während des Übergangs des Fahrzeugs, erster und zweiter Bilder um das Fahrzeug herum, welche an einer unterschiedlichen Stelle und zu einer ersten und einer zweiten Zeit aufgenommen werden;
    einen Objektspezifikationsteil zum Detektieren und Spezifizieren des 3D-Objekts, welches in jedem der ersten und zweiten Bilder gefunden wird,
    einen Fahrzeug-Positionsberechnungsteil zum Berechnen von Übergangsdaten des Fahrzeugs von dem ersten Ort zu dem zweiten Ort;
    einen Objekt-Entfernungsberechnungsteil zum Berechnen einer Entfernung von dem Fahrzeug zu dem 3D-Objekt durch Verwenden der Position des 3D-Objekts in jedem der ersten und zweiten Bilder und der Übergangsdaten des Fahrzeugs; und
    einen Bilderzeugungsteil zum Erzeugen eines dritten Bildes zum Anzeigen an den Fahrer, welches auf den Bildern, welche durch den Bildaufnahmeteil afgenom men wurden, und auf Daten basiert, welche durch den Objekt-Entfernungsberechnungsteil berechnet wurden.
  • Wie oben beschrieben, in dem Aspekt der vorliegenden Erfindung, da es mit einer einzelnen Bildaufnahme ausgestattet ist, nimmt das System zur Einparkhilfe zwei Bilder an einem unterschiedlichen Ort und zu einer unterschiedlichen Zeit auf, und berechnet die Übergangsdaten des Fahrzeugs zwischen den zwei Orten. Deshalb kann, mit dem Prinzip der Dreiecknavigation, welche auf die 3D-Objekte in zwei Bildern angewandt wird, das System zur Einparkhilfe die Entfernung zu dem 3D-Objekt korrekt berechnen. Demgemäß reicht eine Bildaufnahme aus und das System zur Einparkhilfe erreicht einfache Befestigung dessen, da kein Bedarf mehr besteht, verschiedene Bildaufnehmer fest mit beträchtlicher Genauigkeit zu befestigen, insbesondere in Winkel, Richtung, Abstand und Ähnlichem. Ferner zeigen die Daten, welche durch den Objekt-Entfernungsberechnungsteil berechnet werden, korrekt die Entfernung von dem Fahrzeug an, und daher wird das dritte Bild nicht schief werden und die korrekte Entfernung anzeigen. Des Weiteren wird, durch Anzeigen des Bildes, auf welchem die Entfernungsdaten hinzugefügt werden, es dem Fahrer leichter, die gegenwärtige Entfernung von dem Fahrzeug zu dem 3D-Objekt zu erfassen.
  • Der Objekt-Entfernungsberechnungsteil detektiert vorzugsweise Kanten der 3D-Objekte, welche jeweils in den ersten und zweiten Bildern gefunden werden. Ebenso verwendet der Objekt-Entfernungsberechnungsteil die Koordinatendaten von jeder Kante, welche in den ersten und zweiten Bildern identisch sind, und die Übergangsdaten des Fahrzeugs, so dass die Entfernung von dem Fahrzeug zu der Kante des 3D-Objekts berechnet wird. Deshalb kann, sogar wenn das Fahrzeug sich kompliziert bewegt, die Entfernung zu dem 3D-Objekt einfach berechnet werden allein mit den Koordinatendaten irgendeiner Kante, welche in den zwei Bildern identisch ist, und mit Übergangsdaten des Fahrzeugs. Ferner kann, um irgendeine identische Kante zu detektieren, unter Verwendung der Übergangsdaten des Fahrzeugs, der Objekt-Entfernungsberechnungsteil die Position der Kante, welche in den ersten und zweiten Bildern identisch ist, schätzen, und unterwirft dann die Kante positionsweise einer Bildanalyse. In diesem Fall, da die Übergangsdaten des Fahrzeugs bereits berechnet wurden, ist die positionelle Beziehung zwischen den zwei Bildern geklärt. Dies macht es möglich, zu schätzen, welche Kante in einem Bild sich wo in dem anderen Bild befindet, und Bildanalyse wird nur für den geschätzten Teil des Bildes durchgeführt, wobei die für die Kantendetektion notwendige durchzuführende Berechnung reduziert wird. Darüber hinaus kann die Hardware-Struktur vereinfacht werden.
  • Der Bilderzeugungsteil konvertiert vorzugsweise das Bild, welches durch den Bildaufnahmeteil aufgenommen wurde, in eine Draufsicht, und erzeugt dann ein drittes Bild durch Addieren der Daten, welche durch den Objekt-Entfernungsberechnungsteil berechnet wurden, zu der Ansicht. Mit Hilfe eines solchen erzeugten dritten Bildes auf der Anzeige kann der Fahrer die tatsächliche Entfernung von dem Fahrzeug zu dem 3D-Objekt erfassen. Alternativ kann der Bilderzeugungsteil aus den Daten, welche durch den Objekt-Entfernungsberechnungsteil berechnet wurden, einen Teil in der Nähe des Fahrzeugs wahrnehmbar hervorheben. Dabei kann aus den Daten, welche durch den Objekt-Entfernungsberechnungsteil berechnet wurden, ein Teil in der Nähe des Fahrzeugs durch Farbe, Linienbreite oder Ähnlichem, hervorgehoben werden, um sie hervorstehen zu lassen, um den Fahrer vor irgendeinem sich nähernden 3D-Objekt zu warnen. Der Bilderzeugungsteil kann auch das dritte Bild erzeugen, indem er die Daten, welche durch den Objekt-Entfernungsberechnungsteil berechnet werden, in ein 3D-Objektmodell konvertiert und das 3D-Objektmodell zu der Draufsicht addiert. So wird der Fahrer durch Addieren des Nahe-zu-Tatsächlichen-3D-Objektmodells auf die Draufsicht vor dem 3D-Objekt gewarnt und es fällt ihm leichter, die Entfernung zwischen dem 3D-Objekt und dem Fahrzeug zu erkennen. Oder der Bilderzeugungsteil kann zusätzlich ein Modell des Fahrzeugs auf das dritte Bild addieren. Da es in dem Fahrzeug eingebaut ist, kann der Bildaufnehmer kein Bild des Fahrzeugs in seiner Gesamtheit aufnehmen. In diesem Sinn ist das Bild nicht vollständig, und deshalb kann es für den Fahrer schwierig sein, die tatsächliche Entfernung von dem Fahrzeug zu dem 3D-Objekt zu erkennen. Um ein solches Problem zu umgehen, wird das Modell des Fahrzeugs fest auf dem dritten Bild angezeigt.
  • Der Objektspezifizierungsteil erzeugt beispielhaft ein viertes Bild durch Projizieren des ersten Bildes auf den zweiten Transformationsort und nimmt dann einen Unterschied zwischen dem vierten und dem zweiten Bild auf, um das 3D-Objekt zu detektieren und zu spezifizieren. Alternativ kann der Objekt-Spezifikationsteil das vierte Bild durch Projizieren des zweiten Bildes auf den ersten Transformationsort erzeugen und nimmt dann einen Unterschied zwischen den vierten und ersten Bildern auf, um das 3D-Objekt zu detektieren und zu spezifizieren. Jede dieser Strukturen genügt, um das 3D-Objekt in dem Bild auf einfache Art und Weise zu detektieren und zu spezifizieren. Das heißt, weil aufgrund der Extraktion von solchen Unterschieden zwischen einem Bild, das tatsächlich aufgenommen wurde und dem anderen, welches durch Projizieren des vorherigen Bildes darauf erhalten wurde, bleibt nur irgendein schiefer Teil übrig.
  • Die Übergangsdaten des Fahrzeugs schließen typischerweise die lineare Übergangsentfernung und den Fahrzeugwinkel des Fahrzeugs ein. In solch einem Fall, basierend auf den Daten, welche von einem Steuerwinkelsensor und einem Radgeschwindigkeitssensor über einen Impulszähler, der in dem Fahrzeug eingebaut ist, erhalten werden, berechnet der Fahrzeugpositionsberechnungsteil die Übergangsentfernung und den Fahrzeugwinkel.
  • Der Bildaufnehmer ist vorzugsweise im hinteren Teil eines Fahrzeugs, welches speziell beim Einparken viele tote Winkel hat, eingebaut, wodurch das System zur Einparkhilfe nützlicher wird. Dies gilt insbesondere für großräumige Fahrzeuge.
  • In einem bevorzugten Beispiel wird das oben beschriebene dritte Bild auf der Anzeige für den Fahrer angezeigt. Da das dritte Bild dem tatsächlichen Bild ziemlich ähnlich ist, erlaubt dies dem Fahrer, die tatsächliche Entfernung leicht wahrzunehmen.
  • Weiterhin, in einem weiteren bevorzugten Beispiel, wird, wenn die Entfernung von dem Fahrzeug zu dem 3D-Objekt, welche durch den Objekt-Entfernungsberechnungsteil berechnet wird, kürzer ist als eine vorbestimmte Entfernung, ein Ton und/oder Licht erzeugt. Dadurch kann der Fahrer vor dem sich nähernden 3D-Objekt gewarnt werden.
  • Die Bildaufnahme kann bedingt auf verschiedene Weisen gestartet werden. Zuerst kann das System damit beginnen, ein Bild in Antwort auf die manuelle Bedienung des Fahrers aufzunehmen. Wenn das der Fall ist, kann der Fahrer wahlweise das System zur Einparkhilfe nur starten, wenn er/sie seine Unterstützung benötigt. Zweitens startet das System, wenn sich das Fahrzeug auf eine vorbestimmte Geschwindigkeit verlangsamt. Drittens startet das System, wenn das Fahrzeug rückwärts fährt. Gemäß den zweiten und dritten Bedingungen kann das Fahrzeug angeben, ob es in einem Parkmodus ist oder nicht. Somit kann das System zur Einparkhilfe nur gestartet werden, wenn das Fahrzeug in dem Parkmodus ist.
  • Diese und andere Ziele, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden offensichtlicher werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung, wenn sie in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen genommen werden.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein Diagramm, welches die gesamte Struktur eines Systems zur Einparkhilfe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2 ist ein Schaltungsblockdiagramm des Systems zur Einparkhilfe;
  • 3 ist ein Flussdiagramm, welches die umfassende Bedienung des Systems zur Einparkhilfe zeigt;
  • 4 ist ein Flussdiagramm, welches den speziellen Betrieb zur Objektspezifikation durch das System zur Einparkhilfe zeigt;
  • 5a bis 5d sind Diagramme zur Unterstützung der Erklärung der Bildverarbeitung, welche zur Objektspezifikation durch das System zur Einparkhilfe durchgeführt wird;
  • 6 ist ein Flussdiagramm, welches den Betrieb zur Berechnung einer Entfernung zu einem 3D-Objekt durch das System zur Einparkhilfe zeigt;
  • 7a und 7b sind Diagramme zur Unterstützung der Erklärung der Kantendetektion in dem 3D-Objekt durch das System zur Einparkhilfe;
  • 8 ist ein Diagramm zur Unterstützung der Erklärung eines Verfahrens zur Berechnung einer Entfernung zu dem 3D-Objekt, wenn ein Fahrer das Fahrzeug geradeaus fahren lässt;
  • 9 ist ein Diagramm zur Unterstützung der Erklärung eines Verfahren zur Berechnung einer Entfernung zu dem 3D-Objekt, wenn der Fahrer das Fahrzeug eingelenkt hat;
  • 10a bis 10b sind Diagramme zur Unterstützung der Erklärung eines Verfahrens der Bilderzeugung, um den Fahrer über die Entfernung zu dem 3D-Objekt zu benachrichtigen;
  • 11 ist ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen einer Kamera und einem 3D-Objekt durch ein herkömmliches System zur Entfernungsbestimmung, welche in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 5-114099 offenbart ist, zeigt; und
  • 12 ist ein Blockdiagramm, welches das herkömmliche Entfernungsbestimmungssystem zeigt.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • 1 bis 10c sind Diagramme, welche ein System zur Einparkhilfe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen. Insbesondere zeigt 1 den gesamten Aufbau, 2 ein Schaltungsblockdiagramm, 3 ein Flussdiagramm zur umfassenden Bedienung und 4 ein Flussdiagramm zur Bedienung zum Spezifizieren eines 3D-Objekts. Hierbei umfasst das 3D-Objekt exemplarisch einen Pfeiler, eine Wand, ein anderes Fahrzeug und Spaziergänger, welche um das Fahrzeug postiert sind, und ist definiert als nicht den Boden oder eine weiße Linie darauf einschließend. 5a bis 5d sind Diagramme zur Unterstützung der Erklärung der Bildverarbeitung zum Spezifizieren des 3D-Objekts, 6a ist ein Flussdiagramm zur Bedienung der Berechnung einer Entfernung zu dem 3D-Objekt, 7a und 7b sind Diagramme zur Unterstützung der Erklärung einer Kantendetektion in dem 3D-Objekt; 8a ein Diagramm zur Unterstützung der Erklärung eines Verfahrens zur Berechnung einer Entfernung zu dem 3D-Objekt, wenn ein Fahrer das Fahrzeug geradeaus fahren lässt, 9 ist ein Diagramm zur Unterstützung der Erklärung eines Verfahrens zur Berechnung einer Entfernung zu dem 3D-Objekt, wenn der Fahrer das Fahrzeug eingeschlagen hat, und 10a bis 10c sind Diagramme zur Unterstützung der Erklärung eines Verfahren zur Bilderzeugung, welches den Fahrer über die Entfernung zu einem 3D-Objekt benachrichtigt. Unter Bezugnahme auf 1 bis 10c wird unten eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben werden.
  • In 1 ist ein System zur Einparkhilfe dieser Ausführungsform in einem Fahrzeug 1, wie einem Automobil, montiert und beinhaltet eine Bildaufnahme 10, eine Bildverarbeitungsvorrichtung 20, eine Anzeige 30, einen Steuerwinkelsensor 40, einen Radgeschwindigkeitssensor 50 und einen Impulszähler 60. Das System zur Einparkhilfe ist auch mit einer Startsteuerung (nicht gezeigt) zur Steuerung seines eigenen Starts ausgestattet. Die Bildaufnahme 10 ist beispielhaft durch eine einzelne Kamera implementiert, welche eine feste Bildaufnahmevorrichtung, wie ein Charge-Coupled-Device-(CCD), verwendet, und eine solche Kamera ist so in dem Fahrzeug 1 montiert, dass sie nach hinten gerichtet ist. Das Bild, welches von der Kamera aufgenommen wird, wird in die Bildverarbeitungsvorrichtung 20 eingegeben. Der Steuerwinkelsensor 40 ist ausgestattet, um Daten, welche einen Radwinkel des Fahrzeugs 1 anzeigen, zu detektieren, und die Steuerungswinkeldaten, welche dadurch detektiert werden, gehen auch an die Verarbeitungseinheit 20. Der Radgeschwindigkeitssensor 50 ist derjenige, welcher vorgesehen ist, eine Entfernung, welche von dem Fahrzeug 1 zurückgelegt wurde, zu detektieren, und erhaltene Daten, welche die Anzahl der Radumdrehungen (nachfolgend Radumdrehungsdaten) anzeigen, werden in die Bildverarbeitungsvorrichtung 20 über den Impulszähler 60 eingegeben.
  • Die Bildverarbeitungsvorrichtung 20 benutzt solche Daten, um Daten zu berechnen, welche spezifiziert haben, welches 3D-Objekt hinter dem Fahrzeug 1 ist (nachfolgend Objektdaten), und dann eine Entfernung zwischen dem spezifizierten 3D-Objekt und dem Fahrzeug 1. Die Bildverarbeitungsvorrichtung 20 konvertiert dann das Bild, welches von der Kamera geliefert wird, in eine Draufsicht, um einem Fahrer zu helfen, die Entfernung zu dem 3D-Objekt leicht wahrzunehmen. Und danach werden sowohl die berechneten Objektdaten als auch die Entfernungsdaten hinzugefügt. Das Bild, welches so erhalten wird, wird dann auf der Anzeige 30 angezeigt. Die Anzeige 30 kann z. B. mit einem Lautsprecher oder einer lichtemittierenden Vorrichtung ausgestattet sein, um den Fahrer zu warnen, wenn das Fahrzeug 1 dem 3D-Objekt zu sehr nahe kommt, d. h., wenn die Entfer nung zwischen dem Fahrzeug 1 und dem 3D-Objekt geringer als eine vorbestimmte Schwelle wird.
  • Als Nächstes wird der innere Aufbau der Bildverarbeitungsvorrichtung 20 beschrieben. In 2 beinhaltet die Bildverarbeitungsvorrichtung 20 einen Analog/Digital-Umwandler (nachfolgend ADC) 21, Rahmenspeicher 22, 23 und 27, eine CPU 24, RAM 25, ROM 26 und eine Steuerung 28. Der ADC 21 konvertiert ein analoges Bild, welches von der Bildaufnahme 10 aufgenommen wurde, in ein digitales Bild und stellt die digitalen Bilddaten dem Rahmenspeicher 22 oder 23 bereit. Die Rahmenspeicher speichern die digitalen Bilddaten und schicken die Daten auch an die CPU 24. Hier sind die digitalen Bilddaten, welche in den Rahmenspeichern 22 und 23 gespeichert sind, jeweils verschiedene Bilddaten, welche an jeweils verschiedenen Positionen aufgenommen wurden. Das ROM 26 speichert vorher Programme zur Bildkonvertierung und zum Berechnen einer positionellen Verschiebung des Fahrzeugs 1, und Ähnlichem. Das Programm wird auf das RAM 24 geladen, welches z. B. als Arbeitsbereich zum Berechnen der positionellen Verschiebung verwendet wird. Die CPU 24 verwendet alle der digitalen Bilddaten, Steuerungswinkeldaten und Radumdrehungsdaten, um durch die Bildverarbeitung zu gehen, wobei sie dem Programm in dem RAM 25 folgt. In dieser Bildverarbeitung werden sowohl die Objektdaten als auch die Entfernung von dem Fahrzeug 1 zu dem 3D-Objekt berechnet. Das digitale Bild, welches von dem Rahmenspeicher 22 oder 23 bereitgestellt wird, wird dann in eine Draufsicht konvertiert, der die zwei berechneten Daten hinzuzufügen sind. Das konvertierte Bild wird in dem Rahmenspeicher 27 gespeichert und dann an die Anzeige 30 ausgegeben unter der Steuerung der Steuervorrichtung 28 zur Anzeige.
  • Als Nächstes wird der umfassende Betrieb der Bildverarbeitungsvorrichtung 20 mit Bezug auf ein Flussdiagramm beschrieben. Einzelheiten über Schritte werden der späteren Beschreibung belassen. In 3 entscheidet die CPU 24, ob der Fahrer das System zur Einparkhilfe mit einem Startschalter SW AN geschaltet hat, welches die Startsteuerung ist (Schritt S 110). Falls ja, beginnt die CPU 24 ihren Betrieb und die Prozedur geht zum Schritt S 120. Falls nein, wird das System zur Einparkhilfe nicht gestartet. Dann spezifiziert die CPU 24 irgendein 3D-Objekt in einem Bild, welches einen Bereich hinter dem Fahrzeug zeigt (Schritt S 120), und berechnet dann die Entfernung des Fahrzeugs von dem spezifizierten 3D-Objekt (Schritt S 130). Die CPU 24 konvertiert das Bild, welches den Bereich hinter dem Fahrzeug zeigt, in eine Draufsicht (Schritt S 140), und danach fügt die CPU 24 die Objektdaten und die Entfernungsdaten hinzu. Das 3D-Objekt wird dann mit Hervorhebung angezeigt in dem so erhaltenen Bild, um den Fahrer Notiz davon nehmen zu lassen (Schritt S 150). Als Letztes entscheidet die CPU 24, ob der Fahrer den Startschalter SW auf AUS geschaltet hat (Schritt S 160). Falls ja, ist dies das Ende des Betriebs des Systems zur Einparkhilfe, aber falls noch nicht, wiederholt das Verfahren Schritt S 120 und weiter.
  • Es sei hierin angemerkt, dass die Startsteuerung ein Rückwärtssignal in einem Getriebe des Fahrzeugs oder Verlangsamung des Fahrzeugs mehr als einen vorherbestimmter Schwellenwert detektieren kann und in Antwort darauf kann das System zur Einparkhilfe automatisch starten. Weiter kann das System zur Einparkhilfe als AUS bestimmt werden in Schritt S 160, wenn die CPU 24 das Erreichen der Fahrzeuggeschwindigkeit höher als ein vorherbestimmter Schwellenwert erkennt. In dieser Weise wird das System zur Einparkhilfe gesetzt, um seinen Betrieb automatisch zu beenden.
  • Als Nächstes werden die Einzelheiten der Schritte schrittweise erklärt. Zuerst wird mit Bezug auf 2, 4 und 5a bis 5d beschrieben, wie ein 3D-Objekt in Schritt S 120 in 3 spezifiziert wird.
  • Wie bereits beschrieben zeigt das Flussdiagramm von 4 die Unter-Routine von Schritt S 120, wie ein 3D-Objekt spezifiziert wird. Mit Bezug auf 2 und 4 sendet die Bildaufnahme 10 ein analoges Bild A zu dem ADC 21. Das analoge Bild A repräsentiert ein Fahrzeug an einer Position a. Der ADC 21 unterwirft dann das analoge Bild A einer A/D-Konvertierung, um so das derart erhaltene digitale Bild A in dem Rahmenspeicher 22 zu speichern (Schritt S 121). Die CPU 24 verwendet zur Berechnung Steuerungswinkeldaten, welche von dem Steuerwinkelsensor 40 erhalten werden, und Radumdrehungsdaten von dem Radgeschwindigkeitssensor 50, welche beide in dem Fahrzeug vorgesehen sind. Hier wird eine lineare Übergangsentfernung ΔD von der Position a zu b und ein Fahrzeugwinkel R während des Übergangs berechnet (Schritt S 122). Die CPU 24 entscheidet dann, ob die lineare Übergangsentfernung ΔD ein vorherbestimmter Schwellenwert ist oder größer (Schritt S 123). Falls nein, wiederholt die Prozedur Schritt S 122 und geht anderweitig nach Schritt S 124. Die Bildaufnahme 10 sendet dann ein analoges Bild B, welches das Fahrzeug zu einer Position b repräsentiert, zu dem ADC 21. Der ADC 21 unterwirft das analoge Bild B einer A/D-Konvertierung, um so das derart erhaltene digitale Bild B in dem Rahmenspeicher 23 zu speichern (Schritt S 124).
  • Für Schritt S 125 und danach wird auf 5a bis 5d Bezug genommen. 5a zeigt das Bild A an und 5b das Bild B, welches jedes ein 3D-Objekt 2 beinhaltet und weiße Linien 3a und 3b, welche auf den Boden gezeichnet sind. Die CPU 24 verwendet die lineare Übergangsentfernung ΔD und den Fahrzeugwinkel R, welcher in Schritt S 122 berechnet wurde, zur projektiven Transformation. Das heißt, das Bild A, welches das Fahrzeug an der Position a repräsentiert, wird auf das Bild B an der Position b projiziert, und ein Bild c wird erzeugt (Schritt S 125). Um genauer zu sein, verwendet die CPU 24 die Daten, welche relevant zu dem Übergang des Fahrzeugs sind, um das Bild A, welches das Fahrzeug an der Position a repräsentiert, einer Bildkonvertierung zu unterwerfen, und erhält so ein Bild C, wie in 5c gezeigt, welches eine Ansicht von der Position bist. Durch Vergleich werden die weißen Linien 3a und 3b in 5c derart konvertiert, dass sie mit denen in 5b übereinstimmen, aber das 3D-Objekt 2 in 5c sieht schief aus. Dies kommt daher, dass in der projektiven Transformation, welche das Bild A verwendet, das 3D-Objekt 2 betrachtet wird als auf der gleichen Ebene wie die weißen Linien 3a und 3b zu sein.
  • Die CPU 24 berechnet dann eine Differenz zwischen den Bildern B und C (Schritt S 126). 5d zeigt das resultierende Bild nach der Berechnung und Bezugszeichen 4a und 4b darin bezeichnen Regionen, welche die Differenzen zwischen den 3D-Objekten 2 in den Bildern B und C sind. Die weißen Linien 3a und 3b bleiben nicht durch Extrahieren solcher Differenzen übrig. Das heißt, wegen der Extraktion der Unterschiede zwischen den Bildern B und C ist nur das 3D-Objekt 2 übrig geblieben. Die CPU 24 gibt dann die Objektdaten wie oben spezifiziert aus (Schritt S 127).
  • Mit Bezug auf 2 und 6 bis 8 wird als Nächstes Schritt S 120 beschrieben, welcher die Entfernung von dem Fahrzeug zu dem 3D-Objekt berechnet. Hierein, wie bereits erwähnt, ist 6 ein Flussdiagramm für eine Unter-Routine zum Berechnen einer solchen Entfernung.
  • In 2 und 6 unterwirft die CPU 24 das in dem Bildern A und B spezifizierte 3D-Objekt einer Kantendetektion durch Verwenden von Daten von Bild A in dem Rahmenspeicher 22, Daten von Bild B in dem Rahmenspeicher 23 und der Objektdaten (Schritt S 131). In 7a und 7b ist das spezifizierte 3D-Objekt ein Fahrzeug 5, welches beispielhaft einer Kantendetektion unterworfen wird. Was das Bild, welches das Fahrzeug 5 repräsentiert, betrifft, wird zuerst ein Helligkeitsverteilungsmuster (kann ein gefärbtes Verteilungsmuster sein) und dann ein Unterschied in Helligkeit zwischen Pixeln analysiert. Es wird dann eine Entscheidung getroffen, ob der Unterschied in Helligkeit gleich oder größer als ein vorherbestimmter Schwellenwert ist. In dieser Weise werden Kanten 6a bis 6f detektiert, wie in 7a gezeigt. 7b zeigt solche detektierten Kanten 6a bis 6f aus Gründen der Klarheit. Als solches unterwirft die CPU 24 das 3D-Objekt, welches durch die Bilder A und B spezifiziert ist, einer Kantendetektion und dann geht die Prozedur zu Schritt S 132.
  • In 6 bezieht sich die CPU 24 auf die Kanten, welche in den Bildern A und B detektiert sind in Schritt S 131, um jedwede identische Kante in Paaren zu detek tieren (Schritt S 132). Diese Kantendetektion wird ausgeführt unter dem Verfahren, welches üblicherweise verwendet wird zur Berechnung der Hamming-Distanz, z. B. durch Vergleichen der Bilder A und B in Helligkeit oder Farbmuster. Es sei bemerkt, dass die CPU 24 schätzen kann, welche Kante in dem Bild A wo in dem Bild B platziert ist mit Hilfe der linearen Transitdistanz ΔD und dem Fahrzeugwinkel R des Fahrzeugs. Dementsprechend strebt die CPU 24 Bildanalyse nur für den geschätzten Teil des Bildes an, und die Menge von Berechnungen, durchgeführt für die Kantendetektion, ist somit reduziert.
  • Als Nächstes berechnet die CPU 24 die Entfernung in jedem der Bilder für die identischen Kante, detektiert in Schritt S 132 (Schritt S 133). Die Distanz ist von einer Mittenposition jedes der Bilder zu einer dieser Kanten und z. B. durch Koordinaten angezeigt.
  • Betreffend Schritt S 134 wird auf 8 und 9 Bezug genommen. 8 zeigt das Verfahren zum Berechnen der Distanz von dem Fahrzeug zu dem 3D-Objekt, wenn der Fahrer das Fahrzeug geradeaus vorwärts laufen lässt (oder rückwärts laufen lässt), mit anderen Worten, wenn das Fahrzeug in die Z-Richtung läuft, ohne eingelenkt zu sein. Das Verfahren wird als Nächstes unten beschrieben mit Bezug auf 8.
  • In 8, unter der Annahme, dass das Verfahren das ist für die Berechnung einer Distanz D von dem Fahrzeug, welches mit der Bildaufnahme 10 ausgerüstet ist, zu einem Punkt P auf einer Kante eines 3D-Objekts 7. Hierin zeigen Bezugszeichen 7a und Pa an, wo das 3D-Objekt 7 und der Punkt P jeder zu positionieren sind, wenn das Fahrzeug sich an der Position a befindet. Auf ähnliche Weise zeigen die Bezugszeichen 7b und Pb an, wo das 3D-Objekt 7 und der Punkt P jeweils zu positionieren sind, wenn sich das Fahrzeug an Position b befindet. In 8 ist die Position der Bildaufnahme 10 als eine Referenz genommen und zeigt die Positionsänderung des 3D-Objekts 7 und des Punkts P. Genauer, wenn das Fahrzeug sich von der Position a nach b bewegt über die lineare Transitdistanz ΔD, bewe gen sich das 3D-Objekt 7 und der Punkt P von 7a und Pa zu entsprechend 7b und Pb. In 8 sollte das 3D-Objekt 7 als eine Referenz genommen worden sein, so dass das Fahrzeug, welches mit der Bildaufnahme 10 ausgerüstet ist, beschrieben wird als sich in die Z-Richtung bewegend um die lineare Transitdistanz ΔD. Der Einfachheit halber jedoch wird die Bildaufnahme 10 als die Referenz genommen, so dass das 3D-Objekt 7 und der Punkt P diejenigen sind, die sich um die lineare Transitdistanz ΔD bewegen.
  • Wenn angenommen wird, dass eine Brennweite für die Bildaufnahme 10f ist, werden Bilder des 3D-Objekts 7 und des Punkts P auf eine Projektionsfläche projiziert, welche von der Bildaufnahme 10 um die Brennweite f entfernt ist. Das bedeutet, die Bilder des 3D-Objekts 7 und der Punkt P, jeweils positioniert bei 7a und Pa, werden auf das Bild A als das 3D-Objekt 7'a und ein Punkt P'a projiziert. In ähnlicher Weise werden diejenigen, welche bei 7b und Pb positioniert sind, auf das Bild B als ein 3D-Objekt 7'b und ein Punkt P'b projiziert. Obwohl das in 8 gezeigte Bild die Kombination der Bilder A und B der Einfachheit halber ist, ist es praktisch nicht notwendig in dem Betrieb des Systems zur Einparkhilfe.
  • Als Nächstes wird das Verfahren zur Berechnung der Distanz D von dem Fahrzeug zu dem Punkt P auf der Kante des 3D-Objekts 7 beschrieben. Unter der Annahme, dass jeder Mittelpunkt der Bilder A und B, welche von der Bildaufnahme 10 aufgenommen werden, 0 ist, wird die Distanz D ausgedrückt als D = ΔD * 7/vwobei eine Entfernung von dem Mittelpunkt 0 zu dem Punkt P'a u ist, und eine Entfernung von dem Punkt P'a zu P'b v ist. Hier muss, da die lineare Transitdistanz ΔD des Fahrzeugs bereits in Schritt in S 122 berechnet wurde, die CPU 24 lediglich die Entfernung von dem Punkt P'a nach P'b in jedem Bild berechnen, um die Entfernung zwischen der Bildaufnahme 10 zu dem Punkt P zu berechnen. Es sei hierin drauf hingewiesen, dass, da die Kante eine Sammlung von Punkten ist, die Berechnung der Entfernung zu dem Punkt P für solch eine Kante zu der Distanzverteilung der kanten führt.
  • 9 ist ein Diagramm zur Unterstützung der Erklärung eines Verfahrens zum Berechnen einer Distanz von dem Fahrzeug zu dem 3D-Objekt, wenn der Fahrer das Fahrzeug eingelenkt hat. Das Verfahren wird als Nächstes unten beschrieben.
  • In 9 angenommen, dass das Fahrzeug 1 sich von der Position a nach b um die lineare Transitdistanz ΔD bei dem Fahrzeugwinkel von R bewegt (nicht gezeigt). Bezugszeichen 1a und 1b darin zeigen das Fahrzeug 1 als jeweils an den Positionen a und b seiend. Das Fahrzeug 1 ist ausgerüstet mit der Bildaufnahme 10, deren optische Koordinatenachsen an der Position a Xa, Ya und Za sind, und diejenigen an der Position b sind Xb, Yb und Zb. Hierin bezeichnen alle von X, Y und Z Richtungen, genauer bezeichnet Z die Richtung der optischen Achse, X horizontal und Z vertikal. Das 3D-Objekt zum Berechnen der Distanz hier ist der Punkt P auf der Kante des 3D-Objekts 7. Als Nächstes wird unten das Verfahren zum Berechnen einer Distanz Db von dem Fahrzeug 1b zu dem Punkt P beschrieben.
  • Wie bereits beschrieben, hat die CPU 24 den Fahrzeugwinkel R und die lineare Transitdistanz ΔD des Fahrzeugs in Schritt S 122 berechnet. Daher kann eine Gleichung aufgestellt werden, wenn der Fahrzeugwinkel R durch eine orthonormale Matrix von 3 mal 3 und die lineare Transitdistanz ΔD als Offset-Vektor ausgedrückt werden.
    Figure 00180001
  • Hier, wahrscheinlich, in dem Bild A, welches von der Bildaufnahme 10 an der Position a aufgenommen wurde, sind die Koordinaten des Punktes P (x'a, y'a) und diejenigen in dem Bild B sind (x'b, y'b). Darüber hinaus sind die folgenden Gleichungen aufgestellt, wo die Brennweite der Bildaufnahme 10 gemutmaßt wird, f zu sein, eine Entfernung von der Bildaufnahme 10a zu dem Punkt P ist Da und diejenige von der Bildaufnahme 10B zu dem Punkt P ist Db:
    Figure 00190001
  • Mit diesen Gleichungen wird die Entfernung Db sein:
    Figure 00190002
  • Als solches, sogar wenn der Fahrer das Fahrzeug einlenkt, berechnet die CPU 24 zuerst die Koordinaten des Punktes P in jedem der Bilder und dann die Entfernung von dem Fahrzeug zu dem Punkt P unter Verwendung der Daten, welche die lineare Transitdistanz ΔD und den Fahrzeugwinkel R anzeigen. Da die Kante die Sammlung von Punkten ist, berechnet die CPU 24 die Entfernung zu dem Punkt P für solch eine Kante, was zu der Distanzverteilung der Kanten führt.
  • Wie bereits aus dem Obigen bekannt, berechnet die CPU 24 die Entfernung von dem Fahrzeug zu der Kante unter Verwendung des Fahrzeugswinkels R und der linearen Transitdistanz ΔD (Schritt S 134).
  • Als Nächstes überprüft die CPU 24, ob solch eine Kante, welche in Schritt S 131 erkannt wurde, der Berechnung der Entfernung von dem Fahrzeug unterworfen wurde (Schritt S 135). Falls ja, geht die Prozedur zum Schritt S 138, und falls noch nicht, geht sie zum Schritt S 136.
  • Die CPU 24 überprüft dann, ob die noch nicht berechnete Kante diejenige ist, die in Schritt S 132 erkannt wurde, identisch zu sein (Schritt S 136). Falls ja, wiederholt die Prozedur den Fluss ausgehend von Schritt S 133. Falls das Bild eine Kante hat, welche noch nicht eine berechnete Kante ist, und ihren Partner noch nicht gefunden hat, geht die Prozedur zum Schritt S 137, und die Kante wird von dem Bild gelöscht. Die Prozedur geht dann zum Schritt S 138.
  • Zuletzt gibt die CPU 24 Daten aus, welche die Entfernungen von dem Fahrzeug zu jeder der Kanten und die Form der Kanten anzeigt (Schritt S 138). Dies ist das Ende des Flusses.
  • Als Nächstes ist Schritt S 140 in 3 beschrieben, der ein Bild a erzeugt, welches eine Draufsicht ist. In 2, unter Verwendung der Daten des Bildes B, welches in dem Rahmenspeicher 23 gespeichert ist, unterwirft die CPU 24 das Bild B einer Bildkonversion, wie einer affinen Transformation, um das Bild in das Bild a zu konvertieren, eine Draufsicht (Schritt S 140). Wie bereits beschrieben, obwohl das 3D-Objekt in dem Bild B schief in das Bild a konvertiert wurde, hat die CPU 24 bereits das 3D-Objekt spezifiziert und erkannt. Mit den Objektdaten wird folglich das 3D-Objekt aus dem Bild a entfernt.
  • Als Nächstes wird Schritt S 150 in 3 beschrieben, Hervorheben des 3D-Objekts in dem Bild a zur Anzeige. 10a bis 10c sind Diagramme zur Unterstützung der Erklärung solch eines Verfahrens, das 3D-Objekt hervorzuheben.
  • 10a zeigt das Bild B, welches von der Bildaufnahme 10 an der Position b aufgenommen wurde. Das Bild B beinhaltet 3D-Objekte 2a und 2b und eine wei ße Linie 3. In dem obigen Schritt S 140 werden in dem Prozess des Konvertierens des Bildes B in das Bild α, welches von oben gesehen ist, die 3D-Objekte 2a und 2b schief und nicht präzise, und werden daher daraus gelöscht. Dementsprechend fügt die CPU 24 diese 3D-Objekte dem Bild a hinzu, während sie die Form derselben in solcher Weise hervorhebt, um dem Fahrer mitzuteilen, wie weit diese 3D-Objekte wirklich weg sind (Schritt S 150). In diesem Beispiel verwendet die CPU 24 die Daten, welche die Distanz zu den Kanten des 3D-Objekts, welches in Schritt S 138 ausgegeben wurde, anzeigen und die Form der Kanten um diese 3D-Objekte dem Bild a hinzuzufügen. Als Nächstes werden unten die Objektdaten, welche dem Bild a hinzuzufügen sind, beschrieben.
  • Hier, in Schritt S 130, detektiert die CPU 24 die Kanten des 3D-Objekts und berechnet dann die Entfernungen für jede Kante von dem Fahrzeug. In Schritt S 150 fügt die CPU 24 Daten, welche die Form von den Kanten und die Entfernung von dem Fahrzeug zu jeder der Kanten anzeigen, dem Bild α hinzu. 10b zeigt ein Bild β, welches erhalten wird durch Addieren von Kantendaten 80a und 80b der 3D-Objekte 2a und 2b auf das Bild a. Die Kantendaten 80a und 80b zeigen korrekt die Entfernung von dem Fahrzeug an und daher wird sie präzise in dem Bild β dargestellt. In den Kantendaten 80a und 80b, welche in dem Bild β dargestellt sind, kann die CPU 24 Kanten hervorheben, an den Spitzen derselben, Farbe, Linienbreite oder Ähnlichem, in der Nähe des Fahrzeugs derart, um sie hervorstehen zu lassen, um den Fahrer zu warnen.
  • Ein Fahrzeugmodell 90 zeigt die Position und Dimension des Fahrzeugs an. Hier, wie in dem Fahrzeug ausgerüstet, kann die Bildaufnahme kein Bild des Fahrzeugs in seiner Gesamtheit aufnehmen. In diesem Sinn ist das Bild β nicht vollständig, und daher mag der Fahrer Schwierigkeiten haben, die tatsächliche Entfernung von dem Fahrzeug zu den Kantendaten 80a und 80b zu verstehen. Um solch ein Problem zu umgehen, fixiert die CPU 24 die Position des Fahrzeugmodells 90 auf der Anzeige. Dieses Fahrzeugmodell 90 wird erzeugt durch vorheriges Setzen von Daten, welche anzeigen, wo die Bildaufnahme in dem Fahrzeug ausgerüstet ist, und die Abmessung des Fahrzeugs. Die CPU 24 kann die Daten von dem Steuerwinkelsensor 40 verwenden, um auf dem Bild β einen Führungspfad für das Fahrzeug und seine geschätzte Spur 91 anzuzeigen. Solch ein erzeugtes Bild β wird von der CPU 24, welche in 2 gezeigt ist, ausgegeben und in dem Rahmenspeicher 27 gespeichert.
  • 10c zeigt ein Bild γ, welches die tatsächliche Entfernung dem Fahrer mit Einfachheit verglichen mit dem Bild β verständlich macht. Auf dem Bild γ sind 3D-Objektmodelle 81a und 81b aufgetragen anstelle der Kantendaten 80a und 80b. Die 3D-Objektmodelle 81a und 81b werden ausgewählt aus einer Sammlung von 3D-Objektmodellen, welche jedes mögliche Fahrzeug, Wand, Pfeiler, Spaziergänger und Ähnliches enthält, welches beim Parken erwartet werden kann. Davor bestimmt die CPU 24 den Typ des 3D-Objektes basierend auf der Form von Kanten, z. B. angezeigt durch die Kantendaten 80a und 80b. Es sei hierin erwähnt, dass jeder Teil, bei dem es schwierig ist, seinen Typ zu identifizieren, als Objektbereich gezeigt werden kann, oder als die Kantendaten belassen werden kann. So, da das Bild β um die Nahe-zu-Wirklich-3D-Objektmodelle angereichert wird, wird es dem Fahrer einfacher, die Entfernung zwischen dem 3D-Objekt und dem Fahrzeug wahrzunehmen. Die CPU 24 kann Daten von dem Steuerwinkelsensor 40 verwenden, um auf dem Bild β ein Leitpfad für das Fahrzeug und seine geschätzte Spur 91 anzuzeigen. Solch ein erzeugtes Bild γ wird auch ausgegeben von der CPU 24, die in 2 gezeigt wird, und in dem Rahmenspeicher 27 gespeichert.
  • Hier kann der Fahrer entscheiden, welches der Bilder β oder γ von der CPU 24 ausgegeben werden soll, oder die CPU 24 kann automatisch entscheiden, indem sie sieht, wie die Kantendaten und das 3D-Objektmodell miteinander übereinstimmen.
  • Wie aus dem Vorhergehenden bekannt, ist das System zur Einparkhilfe der Ausführungsform fest versehen mit einer einzelnen Bildaufnahme, welche zwei Bilder zu unterschiedlichen Zeiten und Orten aufnimmt. Das System zur Einparkhilfe führt daher Triangulation im Verhältnis zu einem 3D-Objekt durch. Dementsprechend benötigt das System zur Einparkhilfe nicht mehr, mehrere Bildaufnahmen fest mit beträchtlicher Genauigkeit, insbesondere in Winkel, Richtung, Intervall und Ähnlichem, zu befestigen, und daher genügt eine Bildaufnahme. Weiter, da es vorher die Transitdistanz oder Fahrtrichtung des Fahrzeugs berechnet, kann das System zur Einparkhilfe daher die Position, wo das 3D-Objekt in dem Bild anzuzeigen ist, schätzen. In dieser Weise kann die Menge der Berechnungen, welche ausgeführt werden, um ein identisches 3D-Objekt in zwei Bildern zu suchen, reduziert werden, und die Hardware-Struktur wird vereinfacht. Weiterhin, um Objektdaten für den Fahrer anzuzeigen, konvertiert das System zur Einparkhilfe ein Bild, welches um das Fahrzeug zeigt, in eine Draufsicht, ohne dabei zu veranlassen, dass das Bild schief ist. Auch ist in dem so erhaltenen Bild das 3D-Objekt in einem präzisen Abstand platziert, welcher es dem Fahrer erlaubt, die tatsächliche Entfernung von dem Fahrzeug zu dem 3D-Objekt wahrzunehmen. Es ist offensichtlich, dass das System zur Einparkhilfe effektiv genutzt werden kann durch Befestigen der Bildaufnahme an dem hinteren Teil eines großen Fahrzeugs, das viele tote Winkel hat.

Claims (17)

  1. System zur Einparkhilfe, um einem Fahrer eines Fahrzeugs (1) behilflich zu sein, einzuparken durch Aufnehmen eines Bildes um das Fahrzeug (1), und zum Benachrichtigen des Fahrers davon, welches 3D-Objekt (2) sich dort herum befindet, wobei das System gekennzeichnet ist durch: ein Bildaufnahmeteil (10) zum Aufnehmen, mit einer einzelnen Kamera während des Übergangs des Fahrzeugs von einem ersten an einen zweiten Ort, von ersten und zweiten Bildern um das Fahrzeug herum an einem ersten und zweiten Ort und zu einer ersten und zweiten Zeit; einen Objektspezifikationsteil zum Detektieren und Spezifizieren des 3D-Objekts (2), welches in jedem der ersten und zweiten Bilder gefunden wird; einen Fahrzeug-Positionsberechnungsteil zum Berechnen von Übergangsdaten des Fahrzeugs (1) von dem ersten Ort zu dem zweiten Ort; einen Objektentfernungsberechnungsteil zum Berechnen einer Entfernung von dem Fahrzeug (1) zu dem 3D-Objekt (2) durch Verwenden der Position des 3D-Objekts (2) in jedem der ersten und zweiten Bilder und der Übergangsdaten des Fahrzeugs (1); und einen Bilderzeugungsteil zum Erzeugen eines dritten Bildes zum Anzeigen an den Fahrer, welches auf den Bildern, welche durch den Bildaufnahmeteil (10) aufgenommen wurden, und auf Daten basiert, welche durch den Objektentfernungsberechnungsteil berechnet wurden.
  2. System zur Einparkhilfe nach Anspruch 1, worin der Objektentfernungsberechnungsteil eine Kante (6) des 3D-Objekts (2) von jedem der ersten und zweiten Bilder detektiert; und die Entfernung von dem Fahrzeug (1) zu der Kante (6) des 3D-Objekts (2) berechnet durch Verwenden von Koordinatendaten einer jeden Kante, welche identisch in den ersten und zweiten Bildern ist, und der Übergangsdaten des Fahrzeugs.
  3. System zur Einparkhilfe nach Anspruch 2, worin der Objektentfernungsberechnungsteil die Position der Kante (6), welche in den ersten und zweiten Bildern identisch ist, schätzt durch Verwenden der Übergangsdaten des Fahrzeugs (1), und die identische Kante (6) detektiert durch positionsabhängiges Unterwerfen der geschätzten Kante (6) einer Bildanalyse.
  4. System zur Einparkhilfe nach Anspruch 1, worin der Bilderzeugungsteil das Bild, welches durch den Bildaufnahmeteil (10) aufgenommen wurde, in eine Draufsicht konvertiert, und das dritte Bild durch Hinzufügen der Daten, welche durch den Objektentfernungsberechnungsteil berechnet wurden, zu der Draufsicht erzeugt.
  5. System zur Einparkhilfe nach Anspruch 4, worin der Bilderzeugungsteil einen Teil in dem Sichtbereich des Fahrzeugs (1) wahrnehmbar aus den Daten, welche durch den Objektentfernungsberechnungsteil berechnet wurden, hervorhebt.
  6. System zur Einparkhilfe nach Anspruch 4, worin der Bilderzeugungsteil das dritte Bild generiert durch Konvertieren der Daten, welche durch den Objektentfernungsberechnungsteil berechnet wurden, in ein 3D-Objektmodell (81) und durch Hinzufügen des 3D-Objektmodells (81) zu der Draufsicht.
  7. System zur Einparkhilfe nach Anspruch 4, worin der Bilderzeugungsteil zusätzlich ein Modell (90) des Fahrzeugs (1) dem dritten Bild hinzufügt.
  8. System zur Einparkhilfe nach Anspruch 1, worin der Objektspezifikationsteil ein viertes Bild erzeugt durch Projizieren des ersten Bildes auf den zweiten Ort für die Transformation, und das 3D-Objekt (2) detektiert und spezifiziert durch Bilden eines Unterschieds zwischen dem vierten und dem zweiten Bild.
  9. System zur Einparkhilfe nach Anspruch 1, worin der Objektspezifikationsteil ein viertes Bild erzeugt durch Projizieren des zweiten Bildes auf den ersten Ort für die Transformation, und das 3D-Objekt (2) detektiert und spezifiziert durch Bilden eines Unterschieds zwischen dem vierten und dem zweiten Bild.
  10. System zur Einparkhilfe nach Anspruch 1, worin die Übergangsdaten des Fahrzeugs (1) eine lineare Übergangsentfernung und einen Fahrzeugwinkel des Fahrzeugs (1) enthalten, und der Fahrzeugpositionsberechnungsteil die Übergangsentfernung und einen Fahrzeugwinkel berechnet, basierend auf Daten, welche von einem Steuerungswinkelsensor (40) und einem Radgeschwindigkeitssensor (50) über einen Impulszähler (60), welcher in dem Fahrzeug (1) eingerichtet ist, erlangt werden.
  11. System zur Einparkhilfe nach Anspruch 1, worin der Bildaufnahmeteil (10) in dem Fahrzeug (1) angebracht ist, um in eine rückwärtige Richtung zu zeigen.
  12. System zur Einparkhilfe nach Anspruch 1, ferner aufweisend eine Anzeige (30) zum Anzeigen des dritten Bildes an den Fahrer.
  13. System zur Einparkhilfe nach Anspruch 1, ferner aufweisend einen Lautsprecher zum Erzeugen eines Tons, wenn die Distanz von dem Fahrzeug (1) zu dem 3D-Objekt (2), welche durch den Objektentfernungsberechnungsteil berechnet wird, kürzer ist als eine vorbestimmte Entfernung.
  14. System zur Einparkhilfe nach Anspruch 1, ferner aufweisend einen Lichtemitter zum Erzeugen von Licht, wenn die Entfernung von dem Fahrzeug (1) zu dem 3D-Objekt (2), welche durch den Objektentfernungsberechnungsteil berechnet wird, kürzer ist als eine vorbestimmte Entfernung.
  15. System zur Einparkhilfe nach Anspruch 1, worin der Bildaufnahmeteil (10) beginnt ein Bild aufzunehmen in Antwort auf die manuelle Bedienung des Fahrers des Fahrzeugs (1).
  16. System zur Einparkhilfe nach Anspruch 1, worin der Bildaufnahmeteil (10) beginnt ein Bild aufzunehmen, wenn das Fahrzeug (1) die Geschwindigkeit verringert, um langsamer zu sein als eine vorbestimmte Geschwindigkeit.
  17. System zur Einparkhilfe nach Anspruch 1, worin der Bildaufnahmeteil (10) beginnt ein Bild aufzunehmen, wenn das Fahrzeug (1) rückwärts fährt.
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