DE102005041535A1

DE102005041535A1 - Night-Vision-System, bei dem die Umgebung mittels einer Aufnahmevorrichtung aufgenommen und mittels einer Anzeige zumindest teilweise dargestellt wird

Info

Publication number: DE102005041535A1
Application number: DE102005041535A
Authority: DE
Inventors: Heinz-Bernhard Dr. Abel; Hubert Adamietz; Hans-Peter Kreipe
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2005-08-31
Filing date: 2005-08-31
Publication date: 2007-03-01
Also published as: US20090153662A1; FR2890188A1

Abstract

Bei einem Night-Vision-System, bei dem die Umgebung eines Kraftfahrzeuges (5) mittels einer Aufnahmevorrichtung aufgenommen wird und Hinweise zu aufgenommenen Objekten auf einer Anzeige (6, 7) dargestellt werden, ist vorgesehen, dass die Aufnahmevorrichtung einer Laserlichtquelle (3) und einer Laserdetektionsvorrichtung (2) aufweist, wobei die Laserlichtquelle (3) Laserimpulse aussendet, die den Bereich vor dem Kraftfahrzeug (5) abscannen und wobei die Laserdetektionsvorrichtung (2) aus von den Objekten (P) reflektierten Laserimpulsen die Lage und Bewegungsvorrichtung der Objekte der (P) detektiert, dass die Lage der Objekte (P), deren Lage und/oder Bewegungsrichtung für das Kraftfahrzeug (5) relevant sind, in der Anzeige hervorgehoben dargestellt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Night-Vision-System, bei dem die Umgebung mittels einer Aufnahmevorrichtung aufgenommen und mittels einer Anzeige zumindest teilweise dargestellt wird. Aus dem Stand der Technik sind derartige Systeme bekannt, bei denen mittels Infrarotkameras die Umgebung des Fahrzeuges aufgenommen und dargestellt wird. Hierbei werden bei einem System mit einer Reichweite < 80 m Hindernisse hervorgehoben dargestellt. Ein anderes System beschränkt sich darauf, mittels eines Infrarotscheinwerfers die Umgebung auszuleuchten und mittels einer Infrarotkamera diese ausgeleuchtete Umgebung aufzunehmen und das aufgenommene Bild auf einer Anzeige darzustellen. Eine Überwachungsdistanz von ca. 80 m ist beispielsweise für eine Überlandfahrt zu gering, um den Fahrer sinnvoll vor auftauchenden Hindernissen durch eine Objekterkennung zu warnen. Bei einer Fahrt mit 100 km/h werden pro Sekunde 27,8 m zurückgelegt, und der Anhalteweg bei guten Straßenverhältnissen beträgt fast 90 m (1 Sekunde Reaktionszeit und 6,5 m/s² Bremsverzögerung). Um einen abgelenkten Fahrer durch ein Assistenzsystem auf ein Hindernis aufmerksam zu machen, bleibt bei einer erfassten Entfernung von 150 m maximal eine Zeitspanne von 2 Sekunden. Verschlechtern sich die Straßenverhältnisse, sinkt diese Zeitspanne auf weniger als 1 Sekunde.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine größere Reichweite des Night-Vision-Systems und eine bessere Unterstützung des Fahrers zu realisieren. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Aufnahmevorrichtung des Night-Vision-Systems eine Laserlichtquelle und eine Laserdetektionsvorrichtung aufweist, wobei die Laserlichtquelle Laserimpulse aussendet, die den Bereich vor dem Fahrzeug abscannen, wobei die Laserdetektionsvorrichtung aus von den Objekten reflektierten Laserim pulsen die Lage und/oder Bewegungsrichtung der Objekte detektiert und die Lage der Objekte, deren Lage und/oder Bewegungsrichtung für das Kraftfahrzeug relevant sind, in der Anzeige hervorgehoben darstellt. Hierdurch kann der Fahrer gewarnt werden, dass sich in einem bestimmten Bereich ein relevantes Objekt befindet. Eine sonstige Aufnahmevorrichtung ist nicht unbedingt erforderlich, wenn die Anzeige als Head-Up-Display ausgestaltet ist. Wenn die Aufnahmevorrichtung eine Kamera aufweist, wobei die Kamera im sichtbaren Spektrum empfindlich ist und ein Videobild aufnimmt und das von der Kamera aufgenommene Videobild auf der Anzeige dargestellt wird und die darzustellende Bereiche der Laserdetektionsvorrichtung und der Kamera in die Übereinstimmung gebracht werden, ist für den Kraftfahrer eine bessere Zuordnung der tatsächlichen Lage des Objektes in der Umgebung des Fahrzeuges durchführbar.

Wenn die Aufnahmevorrichtung weiterhin eine Infrarotlichtquelle aufweist und die Kamera auch im nahinfrarotem Spektrum empfindlich ist, ist ein besseres Bild auch bei fehlendem Fremdlicht und/oder bei schlechter Sicht auf der Anzeige darstellbar und somit eine noch bessere Zuordnung der Lage des Objektes für den Kraftfahrer realisierbar.

Wenn das Videobild in den Bereichen mit relevanten Objekten analysiert wird und die Objekte klassifiziert werden, kann zum einen die Bearbeitung der Bilddaten effizienter und schneller erfolgen und es werden insgesamt weniger Ressourcen benötigt, als wenn das vollständige Videobild analysiert werden müsste.

Wenn die Objekte entsprechend ihrer Klassifikation hervorgehoben werden, werden die Objekte bei den Kraftfahrern noch leichter als mehrere unterschiedlicher Gefährdungsstrukturen wahrnehmbar. So können beispielsweise Personen, die sich auf der Fahrbahn befinden, hervorgehoben dargestellt werden. Ebenso ist es möglich, bei Personen, die sich neben dem Fahrbahnrand befinden, eine spezielle Unterscheidung in Erwachse ne und Kinder vorzusehen, um beim Vorhandensein von Kindern am Fahrbahnrand den Kraftfahrer besonders zu warnen. Wenn die relevanten Bereiche mit einer Infrarotlichtquelle gerichtet ausgeleuchtet werden, kann zum einen die Darstellung des Objektes auf der Anzeige direkt noch besser erfolgen und eine mögliche Klassifikation vereinfacht werden. Diese gerichtete Ausleuchtung lässt sich noch weiter verbessern, wenn sie an die Geschwindigkeit und/oder Bewegungsrichtung des Kraftfahrzeuges angepasst wird.

Wenn die Bildverarbeitung auf den Fahrbahnverlauf vor dem Kraftfahrzeug beschränkt ist, kann die Bearbeitung ebenfalls schneller erfolgen. Es ist aber auch möglich, bestimmte Objekte wie beispielsweise Kinder auch neben dem Fahrbahnverlauf zu untersuchen. Dieser Fahrbahnverlauf kann beispielsweise durch eine optische Fahrstreifenerkennung, aus einem Navigationssystem oder aus einer Kombination aus der gefahrenen Geschwindigkeit des eingeschlagenen Lenkwinkels und der Querbeschleunigung des Kraftfahrzeuges bestimmt werden. Wenn die Anzeige als Head-Up-Display ausgestaltet ist, wird der Fahrer beim Blick auf das Head-Up-Display nicht von seinem Blick auf die Fahrbahn abgelenkt und er kann gleichzeitig die Fahrbahn und die Anzeige wahrnehmen. Anstelle der Laserlichtquelle und der Laserdetektionsvorrichtung kann auch ein Radarsystem angewendet werden und hierdurch ist unter Umständen eine noch größere Reichweite der Überwachung realisierbar. Wenn zusätzlich ein Radarsystem vorhanden ist, dessen Daten zusätzlich verarbeitet werden, um die Detektionsqualität zu erhöhen, kann die Reichweite des Night-Vision-Systems weiter vergrößert werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1: die Abbildungsverhältnisse einer Kamera und der Laserdetektionsvorrichtung auf einer Straße,
2: ein Ausführungsbeispiel eines besonders bevorzugten Night-Vision-Systems,
3: das Bild einer Anzeige, welches die in der 2 dargestellte Umgebung des Kraftfahrzeuges darstellt.
1 zeigt, wie sich die Abbildungsverhältnisse für ein Kamerasystem und einer Laserdetektionsvorrichtung bzw. ein Radarsystem zueinander verhalten. Hierbei ist zu beachten, dass der Maßstab entlang und quer zur eingezeichneten Straße unterschiedlich ist. Der Öffnungswinkel eines Kamerasystems sollte so ausgelegt sein, dass der Fahrer die dargestellte Szenerie gut mit der echten Sicht durch die Windschutzscheibe in Einklang bringen kann, das heißt, der Öffnungswinkel der Kameraoptik sollte keinem extremen Weitwinkel- oder Teleobjektiv entsprechen. Der schmale Öffnungswinkel von 1,5° der Laserdetektionsvorrichtung bzw. des Radarsystems entspricht dem eines Teleobjektives. Hierdurch kann schon weit außerhalb der Grenze von 150 m ein Objekt detektiert und dessen mögliche Position der Objekterkennung der Bildbearbeitung zur Verfügung gestellt werden.
In 2 erkennt man neben der Kamera 1 und neben der Laserdetektionsvorrichtung 2 eine Laserlichtquelle 3, eine Infrarotlichtquelle 4, ein Kraftfahrzeug 5, eine Windschutzscheibe 6 des Kraftfahrzeuges 5, eine Projektionsvorrichtung 7, eine Verarbeitungsvorrichtung 8, eine Person P und ein Auge E eines in dem Kraftfahrzeug 5 befindlichen Kraftfahrers. Die Laserlichtquelle 3 scannt den Bereich vor dem Kraftfahrzeug 5 ab und die Laserdetektionsvorrichtung 2 erkennt, dass ein Objekt (in diesem Fall die Person P) auf der Fahrbahn vor dem Kraftfahrzeug 5 vorhanden ist. Die Verarbeitungsvorrichtung 8 erhält die Lagedaten des Objektes (Person P) und richtet die Infrarotlichtquelle 4 auf die Person P. So kann die Kamera 1 die Person P gut aufnehmen und das aufgenommene Bild in der Verarbeitungsvorrichtung 8 verarbeitet und klassifiziert werden.
Die Verarbeitungsvorrichtung 8 sendet die Bildinformation und Klassifikationsinformation an die Projektionsvorrichtung 7, die dann ein entsprechendes Bild auf die Windschutzscheibe 6 projizieren kann, so dass für das Auge E eines Kraftfahrers ein Bild wahrnehmbar ist, das in 3 dargestellt ist: man erkennt den Fahrbahnrand der Straße S, und die Person P. Die Person P ist hervorgehoben dargestellt, wie durch die Umrundung der Konturen der Figur P dargestellt. Die Hervorhebung kann auch durch einen Farbwechsel, eine Farbänderung oder eine blinkende Darstellung der Person P oder der Umrandung der Person P dargestellt werden.

Claims

Night-Vision-System, bei dem die Umgebung eines Kraftfahrzeuges (5) mittels einer Aufnahmevorrichtung aufgenommen wird und Hinweise zu aufgenommenen Objekten auf einer Anzeige (6, 7) dargestellt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmevorrichtung einer Laserlichtquelle (3) und einer Laserdetektionsvorrichtung (2) aufweist, wobei die Laserlichtquelle (3) Laserimpulse aussendet, die den Bereich vor dem Kraftfahrzeug (5) abscannen und wobei die Laserdetektionsvorrichtung (2) aus von den Objekten (P) reflektierten Laserimpulsen die Lage und/Bewegungsvorrichtung der Objekte der (P) detektiert, dass die Lage der Objekte (P), deren Lage und/oder Bewegungsrichtung für das Kraftfahrzeug (5) relevant sind, in der Anzeige hervorgehoben dargestellt wird.
Night-Vision-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmevorrichtung eine Kamera (1) aufweist, wobei die Kamera im sichtbaren Spektrum empfindlich ist und ein Videobild aufnimmt, dass das von der Kamera (1) aufgenommene Videobild auf der Anzeige dargestellt wird, wobei die darzustellenden Bereiche der Laserdetektionsvorrichtung (2) und der Kamera (1) in Übereinstimmung gebracht werden.
Night-Vision-System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmevorrichtung eine Infrarotlichtquelle (4) aufweist, dass die Kamera (1) auch im Nahinfrarotspektrum empfindlich ist.
Night-Vision-System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Videobild in Bereichen mit relevanten Objekten (P) analysiert wird und die Objekte klassifiziert werden.
Night-Vision-System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Objekte entsprechend ihrer Klassifikation hervorgehoben dargestellt werden.
Night-Vision-System nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Infrarotlichtquelle (4) den oder die relevanten Bereiche gerichtet ausleuchtet.
Night-Vision-System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe der Bereiche, die gerichtet ausgeleuchtet werden, mit der Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung des Kraftfahrzeuges (5) nachgeführt werden.
Night-Vision-System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildverarbeitung auf den Verlauf der Fahrbahn vor dem Kraftfahrzeug (5) beschränkt ist.
Night-Vision-System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeihnet, dass der Verlauf der Fahrbahn durch eine optische Fahrstreifenerkennung, durch ein Navigationssystem oder durch eine Kombination aus Geschwindigkeit, Lenkwinkel und Querbeschleunigung des Kraftfahrzeuges (5) bestimmt wird.
Night-Vision-System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeige (6, 7) als Head-Up-Display (6, 7) ausgestaltet ist.
Night-Vision-System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass anstelle der Laserlichtquelle (3) und der Laserdetektionsvorrichtung (2) ein Radarsystem vorhanden ist, dessen Daten verarbeitet werden.
Night-Vision-System nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein Radarsystem vorhanden ist, dessen Daten zusätzlich verarbeitet werden, um die Detektionsqualität zu erhöhen.