DE102004008867A1

DE102004008867A1 - Bildverarbeitungssystem für Kraftfahrzeuge

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Publication number: DE102004008867A1
Application number: DE200410008867
Authority: DE
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2003-02-22
Filing date: 2004-02-20
Publication date: 2004-09-09
Anticipated expiration: 2024-02-21
Also published as: DE102004008867B8; DE102004008867B4; WO2004074046A1; EP1594725A1; US20070147660A1; DE10307607A1

Abstract

Moderne Kraftfahrzeuge werden zunehmend mit Assistenz- und Sicherheitssystemen ausgestattet. Insbesondere Bildverarbeitungssysteme, welche Kamerabilddaten der Umgebung oder des Innenraums eines Fahrzeuges verarbeiten, erlangen hierbei zunehmende Bedeutung, wobei die verarbeiteten Bilddaten dem Fahrzeugführer oder fahrzeuginternen Systemen vollständig oder in Ausschnitten zur Verfügung gestellt. Es wird vorgeschlagen, dass das Bildverarbeitungsmodul und die Anzeigeeinheit durch einen Kleinstcomputer (5), insbesondere einen Palmtop oder Personal Digital Assistent (PDA) oder ein Mobiltelefon, gebildet werden. Die Intergration des Bildverarbeitungsmoduls (3) im Fahrzeuginnenraum (1) stellt sicher, dass dieses keinen so starken Temperaturschwankungen beziehungsweise Extremtemperaturen ausgesetzt wird. Auch wird durch die Installation des Kleinstcomputers (5) im Innenraum des Kraftfahrzeuges auch der Aufwand das Bildverarbeitungsmodul vor eindringender Feuchtigkeit und Kondensfeuchte zu schützen, erheblich reduziert. Dadurch, dass das Bildverarbeitungsmodul (3) und die Anzeige (4) der Bildverarbeitungsvorrichtung durch das Prozessormodul und das Display eines Kleinstcomputers (5), insbesondere eines Palmtop oder Personal Digital Assistent (PDA) oder eines Mobiltelefons, gebildet werden, können die Anforderungen an die elektro-mechanische Stabilität und an die Langlebigkeit des Systems erheblich reduziert werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bildverarbeitungssystem für Kraftfahrzeuge nach den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruchs 1.
Moderne Kraftfahrzeuge werden zunehmend mit Assistenz- und Sicherheitssystemen ausgestattet. Insbesondere Bildverarbeitungssysteme, welche Kamerabilddaten der Umgebung oder des Innenraums eines Fahrzeuges verarbeiten erlangen hierbei zunehmende Bedeutung, wobei die verarbeiteten Bilddaten dem Fahrzeugführer oder fahrzeuginternen Systemen vollständig oder in Ausschnitten zur Verfügung gestellt werden. Beim Einsatz der Bildverarbeitung im Kraftfahrzeug hat diese allerdings unterschiedlichsten Anforderungen zu genügen.
Aus der DE 198 52 631 A1 ist ein System zur Verkehrzeichenerkennung bekannt, bei welchem in den von einem Kamerasystem aufgenommenen Bilddaten, durch die Bildverarbeitungseinheit diejenigen Bildbestandteile identifiziert werden sollen, in welchen sich ein Verkehrzeichen abbildet. Im Anschluss an die Identifikation extrahiert die Bildverarbeitungseinheit diese Bildbereiche und stellt sie dem Fahrzeugführer über eine Anzeigeeinheit zur abschließenden Bewertung dar.
Ein komplexes Bildverarbeitungsverfahren, welches die Bilddaten eines Mehrkamerasystems auswertet und zur Anzeige bringt ist aus der DE 199 26 559 A1 bekannt. Hierbei wird durch die Fusion der aus unterschiedlichen Blickrichtungen aufgenommenen Bilddaten der vorausliegenden Umgebung eines Fahrzeugs ein entfernungsaufgelöstes Bilddatenmaterial generiert. Auf Grund dieser Daten schätzt die Bildverarbeitungseinheit die Entfernungen zu Objekten und bestimmt deren Relativgeschwindigkeiten.
Ein Bildverarbeitungssystem, welches auf der Verarbeitung der von einer im infraroten Wellenlängenbereich empfindlichen Kamera empfangenen Bilddaten adaptiert ist, wird in der DE 101 24 005 A1 beschrieben. Hierbei identifiziert das Bildverarbeitungssystem unter Rückgriff auf Klassifikationsalgorithmen unterschiedliche Bereiche in den Bilddaten, und überlagert diese in Abhängigkeit ihrer Klassenzugehörigkeit mit für einen natürlichen Betrachter gewohnten Texturen.
Aus der DE 19749086 C1 ist eine Vorrichtung zur Ermittlung von für den Verlauf einer Fahrspur indikativen Daten beschrieben. Die Vorrichtung umfasst eine Fahrspurerkennungssensorik, welche insbesondere durch ein Bildaufnahme- und Bildverarbeitungssystem gebildet wird, sowie eine Objektpositions- und Fahrzeugeigenbewegungssensorik. Die mittels der Sensorik erfassten Meßdaten werden einer hierbei Schätzeinrichtung zugeführt, welche ein dynamisches Fahrzeugbewegungsmodell beinhaltet, um damit den Fahrspurverlauf und/oder die Position und Orientierung von detektierten Objekten relativ zur Fahrspur zur ermitteln.
Diese beispielhaft aufgezeigten, aus dem Stand der Technik bekannten Bildverarbeitungssysteme werden mittels fahrzeugspezifischen Steuergerätelösungen realisiert. Hierbei sind die Steuergeräte in bezug auf ihre elektromechanischen Eigenschaften, insbesondere bezüglich ihrer Temperaturbeständig keit und -stabilität, auf im Kraftfahrzeug vorherrschenden stark schwankenden und auch unter Umständen im Extrembereich liegenden Betriebsbedingungen auszulegen; so ergeben sich innerhalb des Fahrzeuges insbesondere bei starker Sonneneinstrahlung im Sommer oft sehr hohe Temperaturen. Auch müssen die einzelnen Systemkomponenten der Steuergeräte, insbesondere im Hinblick auf üblicherweise recht lange Nutzungsdauer eines Kraftfahrzeuges, hohen Anforderungen in Bezug auf die Langlebigkeit genügen. Insbesondere die vorgenannten Faktoren resultieren in relativ hohen Entwicklungs- und Gestehungskosten für kamerabasierte Assistenz- und Sicherheitssysteme.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Bildverarbeitungssystem für Kraftfahrzeuge zu schaffen, welches ohne wesentliche Einschränkung in Funktionalität und Zuverlässigkeit vergleichsweise geringe Entwicklungs- und Gestehungskosten aufweist. In entsprechender Weise ist ein Fahrerassistenzsystem und ein Fahrzeug mit Bildverarbeitungssystem anzugeben, das ebenso kostengünstig und verlässlich ist.
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Ansprüche 1, 11 und 12 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschreiben.
Gemäß der Erfindung wird ein Bildverarbeitungssystem für Kraftfahrzeuge vorgeschlagen, welches ein Kamerasystem, ein Bildverarbeitungsmodul mit einer Datenschnittstelle zur Aufnahme der von dem Kamerasystem erzeugten Bilddaten, sowie mit einer Speichereinheit zur Speicherung eines Bildverarbeitungsprogramms und mit einer Prozessoreinheit zur Verarbeitung der Bilddaten umfasst. Weiterhin verfügt das Bildverarbeitungssystem über eine Anzeigeeinheit zur Anzeige der verarbeiteten Bilddaten. In einer erfinderischen Weise weist das Bildverarbeitungssystem hierbei einen Kleinstcomputer auf, insbesondere ein Palmtop oder Personal Digital Assistent (PDA) oder ein Mobiltelefon, dessen Prozessormodul und/oder dessen Display als Bildverarbeitungsmodul und/oder als Anzeigeeinheit verwendet wird. Mit der Erfindung wird ein Bildverarbeitungssystem für Kraftfahrzeuge bereitgestellt, welches geringe Anforderungen hinsichtlich der elektro-mechanischen Eigenschaften und der Langlebigkeit der Systemkomponenten stellt. Weiterhin wird mit der Erfindung ein Fahrzeug bereitgestellt, welches eine Mehrzahl der erfindungsgemäßen Bildverarbeitungssysteme umfasst. Durch den Einsatz mehrerer derartiger Bildverarbeitungssysteme wird es auf kostengünstige Weise möglich, mehrere unterschiedliche Umgebungsbereiche oder sogar den kompletten Umgebungsbereich von 360° um das Fahrzeug zu erfassen. Weiterhin besteht auch die Möglichkeit Umgebungsinformationen von wenigstens zwei unterschiedlichen Bildverarbeitungssystemen und/oder Kamerasystemen zu kombinieren, um daraus Tiefeninformationen zu generieren. Auch können mehrere Bildverarbeitungssysteme eingesetzt werden, um mehreren Fahrgästen unterschiedliche Informationen darzubieten. In erfinderischer Weise wird das Bildverarbeitungssystem in einem Fahrzeug als Teil eines Fahrerassistenzsystems verwendet. Derartige Fahrerassistenzsysteme können beispielsweise sogenannte ACC-Systeme oder Abstandswarner sein, wobei eine Hinderniserkennung zur Kollisionsvermeidung durchgeführt wird. Auch sind Fahrerassistenzsysteme zur Verkehrszeichenerkennung bekannt, vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Bildverarbeitungssystem bei sogenannten Spurassistenzsystemen verwendet. Ein derartiges Spurassistenzsystem warnt beispielsweise den Fahrer beim Verlassen der Fahrspur (Lane Departure Warning) oder regelt das Fahrzeug teil- oder vollautomatisch (Lane Keeping) derart, dass es sich innerhalb der Fahrspur bewegt. Durch den Einsatz des Bildverarbeitungssystems kann hierbei die Erfassung des Fahrspurverlaufs und die Auswertung der Fahrzeugposition relativ zur Fahrspur bei hoher Genauigkeit mit geringem Hardwareaufwand ermittelt werden.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung befindet sich im Fahrgastraum des Kraftfahrzeuges eine Halterung zur Aufnahme des Kleinstcomputers. Die Halterung ist dabei derart ausgebildet und angeordnet, dass sich darin der Kleinstcomputer insbesondere an einer für wenigstens einen der Fahrgäste einsehbaren Stelle, anbringen lässt. Zwischen dem Kleinstcomputer und der Halterung wird dabei eine mechanische Verbindung realisiert, indem vorzugsweise ein Klemm- oder Steckmechanismus zum Einsatz kommt. Jedoch sind auch jegliche andere dem Fachmann auf dem Gebiet der Unterhaltungs- und Kommunikationselektronik oder der Fahrzeugtechnik bekannten mittel denkbar, welche zum Befestigen eines elektronischen Geräts insbesondere einem Kleinstcomputer mittels einer Halterung in einem Fahrzeug geeignet sind. Eine zur Anbringung bevorzugte, für wenigstens einen der Fahrgäste einsehbare Stelle, ist hierbei beispielsweise eine Stelle im Bereich des Fahrzeugcockpits an der Armaturentafel. Dem Fahrer wird es hierdurch insbesondere möglich, Informationen direkt vom Display des Kleinstcomputers abzurufen, ohne dabei den Blick zu lange von der Straße abwenden zu müssen. Beispielsweise kann dem Fahrer auf dem Display des Kleinstcomputers Information über die vorausliegende Fahrstrecke, z.B. den Fahrspurverlauf, die Entfernung zu detektierten Objekten, die Verkehrssituation oder weiteren Fahrzeugumgebungsinformationen dargeboten werden.
Auch ist in vorteilhafter Weise eine Ausgestaltung der Erfindung möglich, bei der sich im Fahrgastraum des Kraftfahrzeuges eine Halterung zur Aufnahme des Kleinstcomputers befindet, welche so ausgebildet und angeordnet ist, dass sich dar in der Kleinstcomputer an einer für keinen der Fahrgäste einsehbaren Stelle, anbringen lässt. Eine besonders bevorzugte Stelle liegt hierbei insbesondere zwischen der Windschutzscheibe und dem Rückspiegel des Kraftfahrzeugs. Beispielsweise kann der Kleinstcomputer gemeinsam mit der Halterung an der Rückseite des Rückspiegels befestigt werden, wobei alternativ auch das Gehäuse des Rückspiegels derart ausgestaltet sein kann, dass dieses die Halterung zur Aufnahme des Kleinstcomputers bildet. Eine weitere bevorzugte Stelle ist beispielsweise auch eine Stelle oberhalb der Armaturentafel, wobei der Kleinstcomputer dann flach auf der Armaturentafel aufliegt oder auch zumindest teilweise mittels einer Aussparung oder Vertiefung in die Armaturentafel eingelassen ist. Falls das Kamerasystem direkt mit dem Kleinstcomputer mechanisch verbunden oder in diesen integriert ist, wird die Halterung und der darin befindliche Kleinstcomputer vorzugsweise derart ausgerichtet, dass mit dem Kamerasystem zumindest ein Teil der Fahrzeugumgebung, beispielsweise die vorausliegende Fahrstrecke erfasst wird.
Indem sich im Fahrgastraum des Kraftfahrzeugs eine Halterung zur Aufnahme des Kleinstcomputers befindet, welche so ausgebildet und angeordnet ist, dass sich darin der Kleinstcomputer insbesondere lösbar anbringen lässt, wird es in vorteilhafter Weise möglich, den Kleinstcomputer beim Verlassen des Fahrzeug als mobilen Begleiter aus dem Fahrzeug heraus mit zu nehmen. Mittels einer lösbaren Anbringung können vor allem gebrauchte oder ältere Fahrzeuge auf einfache weise mit dem erfindungsgemäßen Bildverarbeitungssystem nachgerüstet oder um zusätzliche Kleinstcomputer erweitert werden. Da Kleinstcomputer und insbesondere Mobiltelefone bereits sehr preisgünstig erhältlich sind, besteht jedoch auch die Möglichkeit eine unlösbare Anbringung derartiger Kleinstcomputer in einem Fahrzeug vorzusehen. Dabei kann der Kleinstcomputer auch zu mindest Teilweise hinter einer mechanischen Abdeckung im Fahrzeuginnenraum angebracht sein.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Halterung zur Aufnahme des Kleinstcomputers oder des Mobiltelefons optische und/oder mechanische Elemente auf, womit die Erfassungsrichtung des Kamerasystems anpassbar ist. Hierdurch wird es in besonders gewinnbringender Weise möglich, die Erfassungsrichtung an die jeweilige Assistenzfunktion anzupassen. Beispielsweise kann Umgebungsinformation eines bestimmten Bereichs gezielt mittels an der Halterung befindlicher optischer Linsen, Spiegel und/oder mechanischen Schwenk-/Neigeeinrichtungen auf die Optik des Kamerasystems umgelenkt werden. Auch wird es dadurch in vorteilhafter Weise möglich den Kleinstcomputer an einer vor Umweltbedingungen und/oder mechanischen Einflüssen geschützten Stelle hinter einer Abdeckung anzubringen. Falls das Kamerasystem hierbei mechanisch direkt mit dem Kleinstcomputer verbunden ist, muss diese Abdeckung hierbei nur eine kleine Aussparung für die Optik des Kamerasystems aufweisen.
Im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Bildverarbeitungssystem besteht in vorteilhafter Weise die Möglichkeit, die Erfassungsrichtung des Kamerasystems derart zu wählen, daß damit die Fahrzeugumgebung und/oder der Fahrzeuginnenraum erfasst wird. Beispielsweise kann das Bildverarbeitungssystem zusätzlich zu den bisher genannten Assistenzfunktionen oder ausschließlich zur Insassenbeobachtung verwendet werden. Die Insassenbeobachtung dient beispielsweise zur Blickrichtungsdetektion, zur Bestimmung der Kopfpostion im Zusammenhang mit der Auslösung von Sicherheitssystemen oder zur Müdigkeitsdetektion bei Einschlafwarnern. Wobei die Erfassungsrichtung grundsätzlich manuell vom Insassen oder automatisch, z.B in Abhängigkeit der Fahrtrichtung, ausgewählt werden kann.
In besonders bevorzugter Weise wird im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Bildverarbeitungssystem ein Kleinstcomputer eingesetzt, welcher über ein integriertes Kamerasystem verfügt, dessen erzeugte Bilddaten von dem Bildverarbeitungssystem verarbeitet werden. Für den Einsatz in Kraftfahrzeugen eignen sich dabei insbesondere Mobiltelefone und Personal Digital Assistents (PDAs). Derartige Geräte verfügen über integrierte Kameramodule, welche bereits eine ausreichende Qualität hinsichtlich optischer und elektronischer Eigenschaften, wie z.B. Auflösungsvermögen und Helligkeitssteuerung, für Bildgestützte Assistenzfunktionen in Kraftfahrzeugen aufweisen.
Die mittels dem Bildverarbeitungssystem erfassten und/oder ausgewerteten Umgebungsinformationen können hierbei optisch direkt auf dem Display des Kleinstcomputers dargestellt werden und/oder mittels einem im Kleinstcomputer integrierten Lautsprecher ggf. auch akustisch wiedergegeben werden. Alternativ oder zusätzlich besteht auch die Möglichkeit die gewonnenen Informationen an andere fahrzeuginterne Systeme zu übertragen, beispielsweise an ein bereits vorhandenes Multifunktionsdisplay oder an die Audioanlage des Kraftfahrzeugs. Es besteht aber auch die Möglichkeit, Informationen von fahrzeuginternen Systemen an das erfindungsgemäße Bildverarbeitungssystem zu übertragen und mit diesem zu nutzen. Die Übertragung kann hierbei sowohl mittels einer fest installierten Verdrahtung als auch mittels kabelloser Übertragung, beispielsweise mittels Bluetooth Technologie erfolgen. Vorteilhaft ist bei einer kabellosen Übertragung, dass hierbei maximal zum Zweck für die Stromversorgung eine Verdrahtung vorhanden sein muss. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, den Kleinstcomputer autark zu betreiben. Zudem besteht mittels einer kabellosen Übertragung auch die Möglichkeit zum Austausch von Informationen mit fahrzeugexternen Systemen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Figur. Dabei zeigt die Figur das neuartige Bildverarbeitungssystem für Kraftfahrzeuge. Das Bildverarbeitungssystem umfasst ein Kamerasystem (2), ein Bildverarbeitungsmodul (3) zur Verarbeitung der vom Kamerasystem gelieferten Bilddaten, sowie eine Anzeigeeinheit (4) zur Anzeige der verarbeiteten Bilddaten. Hierbei besteht das Bildverarbeitungsmodul aus einer Datenschnittstelle zur Aufnahme der von dem Kamerasystem erzeugten Bilddaten, einer Speichereinheit zur Speicherung eines Bildverarbeitungsprogramms und einer Prozessoreinheit zur Verarbeitung der Bilddaten. In erfinderischer Weise befindet sich das Bildverarbeitungsmodul und die Anzeigeeinheit in einem Kleinstcomputer (5), insbesondere einem Palmtop oder Personal Digital Assistent (PDA) oder einem Mobiltelefon. Der Kleinstcomputer ist hierbei so ausgebildet, dass er sich im Fahrgastraum des Kraftfahrzeuges, an einer für wenigstens einen der Fahrgäste einsehbaren Stelle, lösbar anbringen lässt.
Die Integration des Bildverarbeitungsmoduls (3) im Fahrzeuginnenraum (1) stellt sicher, dass dieses keinen so starken Temperaturschwankungen beziehungsweise Extremtemperaturen ausgesetzt wird, wie dies für die herkömmliche Integration solcher Einheiten in einem Steuergerät im Motorraum der Fall ist. Dies deshalb, da der Fahrgastraum (1) von Kraftfahrzeugen bei Fahrbetrieb in der Regel durch Klimatisierung oder gezielte Belüftung auf Zimmer oder zumindest Außentemperatur gekühlt wird. In besonderer Weise wird durch die Verwendung eines Kleinstcomputers (5) in der Funktion als fahrzeuginternes Bildverarbeitungsmodul und Bildanzeigeeinheit, des wei teren sicher gestellt, dass dieser im geparkten Zustand des Fahrzeugs nicht in diesem verbleibt, sondern auf Grund seiner weiteren Funktionalitäten durch den Fahrzeugführer oder einen anderen Insassen mitgeführt wird. Das Bildverarbeitungsmodul (3) verbleibt somit in der Regel nicht in einem in praller Sonne abgestellten Kraftfahrzeug.
Auf diese Weise reduziert die erfinderische Anbringung des Bildverarbeitungsmoduls (3) als Teil eines Kleinstcomputers (5) im Innenraum (1) des Kraftfahrzeuges in besonders vorteilhafter Weise die Anforderungen an dessen elektromechanischen Eigenschaften. Selbstverständlich wird durch die Installation des Kleinstcomputers (5) im Innenraum des Kraftfahrzeuges auch der Aufwand das Bildverarbeitungsmodul vor eindringender Feuchtigkeit und Kondensfeuchte zu schützen erheblich reduziert.
Dadurch, dass in vorteilhafter Weise das Bildverarbeitungsmodul (3) und die Anzeige (4) der Bildverarbeitungsvorrichtung durch das Prozessormodul und das Display eines Kleinstcomputers (5), insbesondere eines Palmtop oder Personal Digital Assistent (PDA) oder eines Mobiltelefons, gebildet werden, können des weiteren die Anforderungen an die Langlebigkeit des Systems erheblich reduziert werden. Während die Funktionsdauer herkömmlicher Systeme, insbesondere auf Grund deren hohen Kosten und des erheblichen Aufwandes für einen etwaigen Austausch, möglichst für die gesamte Nutzungsdauer eines Kraftfahrzeuges (etwa 12 Jahre) sichergestellt werden müssen, ist es für Besitzer von Kleinstcomputern mittlerweile üblich, in verglichen mit der Nutzungsdauer eines Kraftfahrzeuges relativ kurzer Zeit (2 bis 3 Jahre) solche Kleinstcomputer auszutauschen. Durch einen diesen Austausch beziehungsweise Ersatz werden nicht nur die Anforderungen an die Langlebigkeit eines Bildverarbeitungssystems erheblich reduziert, sondern es wird in gewinnbringender Weise gleichzeitig auch erreicht, dass sich das Bildverarbeitungssystem kontinuierlich in seiner Leitungsfähigkeit steigert, da jede neue Generation von Kleinstcomputern eine erhebliche Steigerung an Prozessorleistung aufweist. Durch einen Austausch des Kleinstcomputers durch eine moderne Modellvariante erhält der Nutzer des Bildverarbeitungssystems zugleich eine Anpassung seiner Anzeigeeinrichtung an einen modernen Standard. Die Betriebssysteme moderner Kleinstcomputer erlauben dabei eine Modernisierung der Geräte, ohne dass dabei eine Anpassung der Software vorgenommen werden muss.
Aus dem Bereich der Forschung und Entwicklung von Bildverarbeitungssystemen für Kraftfahrzeuge ist es zwar schon bekannt, flexibel konfigurierbare Rechnersysteme mit zugehörigem Display zur Verarbeitung und Anzeige von Bildsignalen zu verwenden. Hierbei handelt es sich jedoch um komplexe, flexibel konfigurierbare Entwicklungssysteme, deren Rechnersystem sich oftmals im Kofferraum des Fahrzeugs befindet, und welche über handelsübliche PC-Tastaturen bedient werden. Zur Visualisierung der Bilddaten kommen hierbei gewöhnliche, meist am Armaturenbrett befestigte LCD-PC-Displays zum Einsatz. In den Fällen, in welchem sich die Entwicklung der Bildverarbeitungssoftware sich schon im fortgeschrittenen Entwicklungsstadium befindet und somit nicht mehr allzu viele Prozessorleistung benötigt, ist es zwar bekannt diese auf im Fahrzeuginneren befindlichen Laptops zu implementieren, doch ergeben sich auf Grund des Gewichtes der Rechner mechanische Probleme bei der erforderlichen vibrationsfreien Lagerung. Aus diesem Grunde wird oft dazu übergegangen die Laptops auf dem Beifahrersitz provisorisch zu befestigen oder im Fahrbetrieb auf dem Schoß oder in der Hand zu halten. All diese aus dem Bereich der Forschung und Entwicklung bekannten Anordnungen stellen wie aufgezeigt Provisorien dar, welche sich nicht für einen Einsatz im Serienfahrzeug eigenen; hierzu aber auch gar nicht vorgesehen sind. Das regelmäßige Vorgehen der Fachwelt zeigt, dass im Anschluss an eine erfolgreiche Erprobungsphase der Bildverarbeitungsalgorithmik diese letztendlich immer im Zusammenhang mit einer speziellen Steuergerätehardware zum Einsatz kommt. Die Übertragung der Bildverarbeitungsalgorithmik auf ein Steuergerät ist für den durchschnittlichen Fachmann nicht nur wegen der auf diesem Arbeitsgebiet üblichen Vorgehensweise naheliegend, sondern ergibt sich auch aus seinem Wissen um die Unhandlichkeit der Entwicklungssysteme und um dem geringen zur Verfügung stehenden Bauraum, welcher von unterschiedlichsten Interessengruppen beansprucht wird.
In Abkehr von dem üblichen, verbleibt bei dem neuartigen, erfinderischen Bildverarbeitungssystem nun doch neben der notwendigen Bildanzeige (4), auch noch das Bildverarbeitungsmodul (3) im Fahrzeuginnenraum (1). Im Gegensatz jedoch zu den bekannten Forschungs- und Entwicklungssystemen sind hierbei die Komponenten auf den nötigsten Umfang reduziert in einem einzelnen Gehäuse, einem Kleinstcomputer (5), kompakt integriert. Durch das geringe Gewicht des Kleinstcomputers (5) ist für dessen sichere Lagerung meist eine mechanisch einfache Halterung ausreichend.
Durch die Erfindung ist es nun auch nicht mehr wie bisher notwendig, im Bereich des Armaturenbrettes fix eine Platz für die Integration einer festinstallierten Bildanzeige zu reservieren, da die Anzeige Teil des Kleinstcomputers (5) ist, dessen Halterung an einer beliebigen einsehbaren Stelle angebracht werden kann. Es ist gar denkbar, dass es dem Nutzer des Bildverarbeitungssystems freigestellt wird, an welcher Stelle des Fahrzeuginnenraums (1) er den Kleinstcomputer (5) anbringen will. Es ist gleichsam auch möglich mehrere alternative Halterungen vorzusehen, so dass je nach Anwendungsfall der Kleistcomputer an unterschiedlichen Stellen positioniert werden kann. So beispielsweise zur Anzeige von Verkehrszeichen für den Fahrzeugführer, oder zur Anzeige von Umgebungsbildern für Insassen auf den Fahrzeugrücksitzen. In besonders gewinnbringender Weise ist es denkbar nicht nur mehrere Halterungen im Fahrzeug verteilt anzubringen, sondern parallel mehrere Kleinstcomputern mit integrierten Bildverarbeitungsmodulen für unterschiedlichste Anwendungen zu nutzen. Hierzu ist einzig sicherzustellen, dass jeder der Bildverarbeitungsmodule (3) mit dem oder einem von mehreren Kamerasystemen über eine Kommunikationsverbindung (6) in Kontakt steht.
Die lösbare Integration des Bildverarbeitungsmoduls (3) im Fahrzeug bietet des weiteren den Vorteil, dass ein und das selbe Modul in mehreren Fahrzeugen genutzt werden kann. Ein Fahrzeugführer kann somit durch den Kauf eines einzigen Bildverarbeitungsmoduls dieses durch das Mitführen des entsprechend hergerichteten Kleinstcomputers in mehreren Fahrzeugen nutzen. So entfällt beispielsweise auch für Fahrzeugvermietfirmen die Notwendigkeit jedes einzelne der Fahrzeuge ihres Fuhrparks mit einem speziellen Bildverarbeitungssystem auszustatten. Sollten dann unvorhergesehen doch mehr Systeme als vorhanden benötigt werden, können relativ rasch Zusatzgeräte beschafft und zur Verfügung gestellt werden, da eine aufwändige und teure Steuergeräteinstallation entfällt.
Durch die Verwendung eines herkömmlichen Kleinstcomputers (5), welcher zunehmend auch im Kreis von Fahrzeugbesitzern Beliebtheit findet, resultiert somit während der Nutzungszeit des Bildverarbeitungssystems einer kontinuierlichen Erhöhung der Prozessorleistung und Qualität der Bildanzeige. Insbesondere in wirtschaftlicher Hinsicht bietet die Erfindung die Möglichkeit auf einfache Weise eine breite Palette unterschiedlich leistungsfähiger Systeme anzubieten, indem die für die Bildverarbeitungsaufgabe optimierte Software auf unterschiedlichsten Kleinstcomputern angeboten wird. So mag es für einige Aufgaben ausreichend sein, eine monochrome Anzeigeeinheit zu verwenden, oder andererseits Systeme zwar mit eingeschränkter Funktionalität aber kostengünstig auf Kleinstcomputern der letzten Gerätegeneration anzubieten.
In besonders vorteilhafter Weise lässt sich die Nutzung des Bildverarbeitungssystems dann verbessern, wenn der Kleinstcomputer mit einer Datenschnittstelle versehen ist, über welchen Bildverarbeitungsprogramme in seine Speichereinheit eingelesen werden können. Auf diese Weise können auf dem System auf einfache Weise neue und verbesserte Algorithmen zur Bildverarbeitung und Bilddarstellung installiert werden. So passt sich das System in gewinnbringender Weise nicht nur durch den kontinuierlichen Ersatz der Systemhardware (Kleinstcomputer), sondern auch durch regelmäßige Anpassung der Systemsoftware der zunehmenden Entwicklung und den zunehmenden Anforderungen an.
In besonders gewinnbringender Weise ist es denkbar den Nutzern des Bildverarbeitungssystems in Bezug auf Einsatzzweck und Entwicklungsstand unterschiedlichste Bildverarbeitungsalgorithmik anzubieten. Auf diese Weise wird eine weitere Wertschöpfungsmöglichkeit für den Hersteller des Bildverarbeitungssystems eröffnet. Es wird diesem Möglich die Bildverarbeitungsalgorithmik im Rahmen eines Softwareproduktes auf unterschiedlichsten Speichermedien zu vertreiben. Auch ist es denkbar als Vertriebsweg, beispielsweise das Internet zu nutzen und die Softwareprodukte als kostenloses oder kostenpflichtiges Download auf der Web-Seite des Herstellers des Bildverarbeitungssystems oder des Fahrzeugherstellers dessen Fahrzeuge zur Aufnahme eines derartigen Systems hergerichtet sind anzubieten. Der Nutzer des neuartigen Bildverarbeitungs systems kann somit dieses durch den Erwerb und die Nutzung dieser speziellen Computerprogrammprodukte optimal an seine Anforderungen adaptieren.
Wenn der Speicher des Kleinstcomputers es zulässt, ist es denkbar, Algorithmik für unterschiedlichste Arten der Bildverarbeitung parallel zu installieren. So beispielsweise Algorithmik zur Auswertung von Bilddaten eines Infrarotsystems, von Bilddaten eines Mehrkamerasystems oder eine spezielle Algorithmik zur Fußgängererkennung in Innenstadtszenarios. Im allgemeinen wird die Prozessorleistung nicht ausreichen alle mehrere dieser komplexen Aufgaben parallel zu bearbeiten. Insbesondere deshalb sollte der Kleinstcomputer in gewinnbringender Weise über Eingabemittel versehen sein, welche es erlauben eine Auswahl der bezüglich der Umstände am besten geeigneten Verarbeitungsalgorithmik beziehungsweise Anzeigemodi auszuwählen. Am besten könnte dies über eine Menüführung mittels der standardmäßigen Tastatur des Kleinstcomputers erfolgen.
Das den im Kleinstcomputer befindlichen Bildverarbeitungsmodul und Anzeigeeinheit zugeordnete Kameramodul kann fest im Fahrzeug integriert sein und über eine, in der Halterung des Kleinstcomputers befindliche Schnittstelle mit diesem in Verbindung stehen. Hierbei ist es denkbar das Kameramodul trennbar von der Verkabelung zwischen Kameramodul und Kleinstcomputer auszuführen, so dass gegebenenfalls das Kameramodul ausgetauscht und so an technische Weiterentwicklungen angepasst werden kann. In einem solchen Fall kann ein Kraftfahrzeug kostengünstig serienmäßig mit einer Verkabelung konfektioniert werden, an welche bei bedarf, beispielsweise bei Wunsch der Sonderausstattung mit einem Bildverarbeitungssystem, eine geeignete Kamera montiert werden kann. Andererseits wird dem Fahrzeugnutzer hierdurch auch die Möglichkeit eröff net eine eigene, bereits vorhandene Kamera als Kamerasystem für das Bildverarbeitungssystem zu nutzen. Dazu bietet es sich in gewinnbringender Weise an, eine möglichst universell an unterschiedlichste gängige Kameramodule adaptierbare Halterung im Kraftfahrzeug anzubringen. Es ist gleichsam aber auch denkbar, das Kraftfahrzeug abgesehen von einer Aufnahme für den Kleinstcomputer und gegebenenfalls einer universellen Aufnahme für das Kameramodul nicht weiterer vorzukonfektionieren. Häufig werden auf dem Markt bereits Bilderfassungssystem bestehend aus Kleinstcomputer und Kameramodul mit zugehörigem Kommunikationspfad (beispielsweise Verbindungsleitung) angeboten. Solche Komplettsysteme könnten problemlos in im Fahrzeug befindliche Halterungen lösbar eingebracht werden. Wird nun die üblicherweise auf derartigen Kleinstcomputern installierte Software, welche rein zur Bildaufnahme geeignet ist, durch komplexe Bildverarbeitungssoftware ersetzt, ergibt sich entgegen dem ursprünglichen Verwendungszweck der reinen Bildaufnahme (Fotographie) oder Bildübertragung (Bildtelefonie) ein flexibel einsetzbares Bildverarbeitungssystem im Kraftfahrzeug.
Die Funktionalität des neuartigen Bildverarbeitungssystems kann insbesondere auch dadurch gesteigert werden, indem der Kleinstcomputer mit einer Schnittstelle versehen wird, über welche Daten zu und von Fahrzeuginternen Systemen transferiert werden können. Bei solchen fahrzeuginternen Systemen handelt es sich insbesondere um Fahrerassistenzsysteme, welche in Gefahrensituationen regelnd auf die Fahrdynamik einwirken können (beispielsweise: Abbremsen oder Ausweichen bei Hindernissen oder Warnen des Fahrzeuglenkers).

Claims

Bildverarbeitungssystem für Kraftfahrzeuge, welches ein Kamerasystem (2), ein Bildverarbeitungsmodul (3), mit einer Datenschnittstelle zur Aufnahme der von dem Kamerasystem erzeugten Bilddaten, mit einer Speichereinheit zur Speicherung eines Bildverarbeitungsprogramms und mit einer Prozessoreinheit zur Verarbeitung der Bilddaten, sowie eine Anzeigeeinheit (4) zur Anzeige der verarbeiten Bilddaten umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Bildverarbeitungssystem einen Kleinstcomputers (5), insbesondere ein Palmtop oder Personal Digital Assistent (PDA) oder ein Mobiltelefon aufweist, dessen Prozessormodul und/oder dessen Display als Bildverarbeitungsmodul und/oder als Anzeigeeinheit verwendet wird.
Bildverarbeitungssystem für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich im Fahrgastraum des Kraftfahrzeuges (1) eine Halterung zur Aufnahme des Kleinstcomputers befindet, welche so ausgebildet und angeordnet ist, dass sich darin der Kleinstcomputer insbesondere an einer für wenigstens einen der Fahrgäste einsehbaren Stelle, anbringen lässt.
Bildverarbeitungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich im Fahrgastraum des Kraftfahrzeuges (1) eine Halterung zur Aufnahme des Kleinstcomputers befindet, welche so ausgebildet und angeordnet ist, dass sich darin der Kleinstcomputer an einer für keinen der Fahrgäste einsehbaren Stelle, anbringen lässt, wobei die Stelle insbesondere zwischen der Windschutzscheibe und dem Rückspiegel liegt.
Bildverarbeitungssystem für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich im Fahrgastraum des Kraftfahrzeuges (1) eine Halterung zur Aufnahme des Kleinstcomputers befindet, welche so ausgebildet und angeordnet ist, dass sich darin der Kleinstcomputer insbesondere lösbar anbringen lässt.
Bildverarbeitungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2–4, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung zur Aufnahme des Kleinstcomputers oder des Mobiltelefons optische und/oder mechanische Elemente aufweist, womit die Erfassungsrichtung des Kamerasystems (2) anpassbar ist.
Bildverarbeitungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungsrichtung des Kamerasystems (2) derart gewählt werden kann, dass damit die Fahrzeugumgebung und/oder der Fahrzeuginnenraum erfasst wird.
Bildverarbeitungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kleinstcomputer (5) ein integriertes Kamerasystem aufweist, dessen erzeugte Bilddaten von dem Bildverarbeitungssystem verarbeitet werden.
Bildverarbeitungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kleinstcomputer (5) über eine weitere Datenschnittstelle verfügt, über welche Daten zu oder von fahrzeuginternen Systemen transferiert werden können.
Bildverarbeitungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kleinstcomputer (5) über eine weitere Datenschnittstelle verfügt, über welche Bildverarbeitungsprogramme in die Speichereinheit eingelesen werden können.
Bildverarbeitungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kleinstcomputer (5) über Eingabemittel verfügt, mittels welcher die Bildverarbeitung in der Prozessoreinheit beeinflusst werden kann.
Fahrzeug umfassend eine Mehrzahl von Bildverarbeitungssystemen nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
Verwendung des Bildverarbeitungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10 in einem Fahrzeug als Teil eines Fahrerassistenzsystems, welches den Fahrzeugführer unterstützt und bei drohenden Gefahren warnt.