DE102008055168A1

DE102008055168A1 - Vorrichtung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102008055168A1
Application number: DE102008055168A
Authority: DE
Inventors: Alexander Wuerz-Wessel; Werner Knee; Andreas Reppich
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-12-29
Filing date: 2008-12-29
Publication date: 2010-07-01
Also published as: WO2010076060A1

Abstract

Es wird eine Vorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer im nahen infraroten Spektralbereich empfindlichen Kamera und einer Wärmebildkamera vorgeschlagen, wobei die im nahen infraroten Spektralbereich empfindliche Kamera und die Wärmebildkamera vorzugsweise im Wesentlichen dieselbe Szene erfassen und ein Stereokamerasystem bilden. Ferner werden ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zur Erzeugung von Bildsignalen in einem Kraftfahrzeug vorgeschlagen.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer im nahen infraroten Spektralbereich empfindlichen Kamera, sowie ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Erzeugung von Bildsignalen in einem Kraftfahrzeug.
Aus der Deutschen Patentschrift DE 40 32 927 C2 ist bereits eine Vorrichtung zur Verbesserung der Sichtverhältnisse in einem Kraftfahrzeug bekannt. Diese Vorrichtung umfasst eine infrarotempfindliche Kamera zur Erfassung des Sichtbereiches des Fahrers und einer Anzeigevorrichtung, auf der das Bild der Kamera als virtuelles Bild der äußeren Landschaft visuell überlagert wird. Ferner umfasst die Vorrichtung eine Strahlungsquelle, die einen Infrarotstrahlungsanteil aufweist, wobei die Strahlungsquelle den von der infrarotempfindlichen Kamera erfassten Sichtbereich ausleuchtet.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs hat den Vorteil, dass sich mit dieser Vorrichtung eine Vielzahl unterschiedlicher Funktionen realisieren lassen. Wärmebildkameras haben den Vorteil, dass damit warme Objekte, insbesondere Lebewesen wie Fußgänger, Fahrradfahrer oder Tiere, gut erkannt werden. In vorteilhafter Weise lassen sich anhand dieser Erkennung Funktionen realisieren, die in kritischen Situationen mit Lebewesen Warnsignale abgeben oder Bremsen-, Lenk- oder ähnliche Stell-Eingriffe auslösen. Andererseits haben im nahen infraroten Spektralbereich empfindliche Kameras den Vorteil einer guten und natürlichen Bildwiedergabe.
Besonders vorteilhaft ist, dass die im nahen infraroten Spektralbereich empfindliche Kamera und die Wärmebildkamera im Wesentlichen dieselbe Szene erfassen. Dies ermöglicht eine kostengünstige Realisierung der Messung von Abständen zu Objekten, da der Einsatz von zusätzlichen, weiteren Sensoren zur Entfernungsmessung, wie Radar- oder Lidarsysteme, nicht erforderlich ist.
Vorteilhaft ist die Ermittlung des Abstandes des Objektes zum Kraftfahrzeug mittels eines Triangulationsverfahrens in Abhängigkeit von Bildsignalen der im nahen infraroten Spektralbereich empfindlichen Kamera und von Bildsignalen der Wärmebildkamera, da das Triangulationsverfahren ein besonders robustes und damit zuverlässiges Verfahren zur Ermittlung des Abstandes darstellt.
Besonders vorteilhaft ist die Verwendung eines Scheinwerfers, der die von der im nahen infraroten Spektralbereich empfindlichen Kamera erfassten Szene mit Licht im nahen infraroten Spektralbereich beleuchtet, da dies zu einer Steigerung der Bildaufnahmeleistung der im nahen infraroten Spektralbereich empfindlichen Kamera beiträgt.
Die vorstehend beschriebenen Vorteile der Vorrichtung gelten entsprechend auch für ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Vorrichtung und für ein Verfahren zur Erzeugung von Bildsignalen in einem Kraftfahrzeug, wobei eine im nahen infraroten Spektralbereich empfindlichen Kamera und eine Wärmebildkamera Bildsignale erzeugen.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Figuren und aus den abhängigen Patentansprüchen.
Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
1 ein Blockdiagramm der Vorrichtung,
2 ein Kraftfahrzeug,
3 ein Ablaufdiagramm.
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Nachfolgend wird eine Vorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer im nahen infraroten Spektralbereich empfindlichen Kamera und einer Wärmebildkamera beschrieben, wobei die im nahen infraroten Spektralbereich empfindliche Kamera und die Wärmebildkamera im Wesentlichen dieselbe Szene erfassen und ein Stereokamerasystem bilden. Ferner werden ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zur Erzeugung von Bildsignalen in einem Kraftfahrzeug beschrieben.
1 zeigt ein Blockdiagramm der Vorrichtung, umfassend eine im nahen infraroten Spektralbereich empfindliche Kamera 12 und eine Wärmebildkamera 10. Ferner umfasst die Vorrichtung eine Auswerteeinheit 14 und einen Scheinwerfer 16. Die Vorrichtung ist in einem Kraftfahrzeug angeordnet. Die im nahen infraroten Spektralbereich empfindliche Kamera 12 ist für Licht im nahen Infrarot (near infrared, NIR), also für Licht im Wellenlängenbereich zwischen 780 nm und 3000 nm empfindlich. Demgegenüber ist die Wärmebildkamera 10 für Licht im mittleren Infrarot (mid infrared, MIR) und/oder im fernen Infrarot (far infrared, FIR) empfindlich. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Wärmebildkamera 10 für Infrarotstrahlung im Wellenlängenbereich zwischen 5 μm und 15 μm empfindlich. Die Wärmebildkamera 10 zeichnet sich dadurch aus, dass warme Objekte, beispielsweise Lebewesen wie Fußgänger, Fahrradfahrer oder Tiere, gut erkannt werden. Die im nahen infraroten Spektralbereich empfindliche Kamera 12 und die Wärmebildkamera 10 sind derart angeordnet und ausgerichtet, dass sie im Wesentlichen dieselbe Szene erfassen. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel wird eine Kombination von einer im nahen infraroten Spektralbereich empfindlichen Kamera 12 (NIR-Kamera) mit einer Wärmebildkamera 10 (FIR-Kamera) in der Weise vorgeschlagen, dass die im nahen infraroten Spektralbereich empfindlichen Kamera 12 und die Wärmebildkamera 10 als Stereokamerasystem arbeiten. Dies ermöglicht es, dass Abstände zu Zielen, also zu Objekten in der Umgebung des Kraftfahrzeuges, über das Triangulationsverfahren gemessen werden können. Hierzu erzeugen die im nahen infraroten Spektralbereich empfindliche Kamera 12 und die Wärmebildkamera 10 Bilddaten der Szene. Diese Bilddaten werden an die nachfolgende Auswerteeinheit 14 als Bildsignale übertragen. Die Auswerteeinheit 14 umfasst einen Prozessor und einen Speicher, wobei der Prozessor durch Ausführung eines im Speicher gespeicherten Programms das nachfolgend und in Bezug zu 3 beschriebene Verfahren ausführt. In Abhängigkeit der Bildsignale der im nahen infraroten Spektralbereich empfindlichen Kamera 12 und der Bildsignale der Wärmebildkamera 10 ermittelt die Auswerteeinheit 14 den Abstand eines Objektes zum Kraftfahrzeug, wobei die Auswerteeinheit 14 den Abstand des Objektes zum Kraftfahrzeug mittels eines Triangulationsverfahrens ermittelt. Hierzu ordnet die Auswerteeinheit 14 Bilder der im nahen infraroten Spektralbereichen empfindlichen Kamera 12 Bildern der Wärmebildkamera 10 zu. Nach der Zuordnung ermittelt die Auswerteeinheit 14 über das Triangulationsverfahren den Abstand des Objektes. Der Scheinwerfer 16 beleuchtet die von der im nahen infraroten Spektralbereich empfindlichen Kamera 12 erfasste Szene mit Licht im nahen infraroten Spektralbereich. Ferner umfasst die Vorrichtung eine Anzeigeeinheit 15 zur Anzeige von Bildern der im nahen infraroten Spektralbereich empfindlichen Kamera 12. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst die Vorrichtung zusätzlich eine Warneinrichtung 17 zur Warnung des Fahrers, beispielsweise vor Objekten in der Umgebung, die eine Gefahr für das Kraftfahrzeug darstellen. Bevorzugt ist die Warneinrichtung 17 als akustische und/oder optische und/oder haptische Warneinrichtung ausgebildet.
2 zeigt ein Kraftfahrzeug 18 mit einer Vorrichtung gemäß 1. Die im nahen infraroten Spektralbereich empfindliche Kamera 12 ist hinter der Windschutzscheibe 19 des Kraftfahrzeugs 18 derart angeordnet, dass die im nahen infraroten Spektralbereich empfindliche Kamera 12 die Szene vor dem Kraftfahrzeug 18 erfasst. Der zugehörige Scheinwerfer 16, der die von der im nahen infraroten Spektralbereich empfindlichen Kamera 12 erfassten Szene mit Licht im nahen infraroten Spektralbereich beleuchtet, ist im Bereich der Stoßfänger angeordnet. Ebenfalls im Bereich der Stoßfänger ist die Wärmbildkamera 10 angeordnet. Die Anzeigeeinheit 15 ist derart im Kraftfahrzeug 18 angeordnet, dass der Fahrer des Kraftfahrzeugs 18 die auf der Anzeigeeinheit 15 wiedergegebenen Bildsignale der im nahen infraroten Spektralbereich empfindlichen Kamera 12 sieht. Entsprechend ist die Warneinrichtung 17 derart im Bereich des Fahrers angeordnet, dass der Fahrer die von der Warneinrichtung 17 erzeugte Warnung wahrnimmt. Die Wärmebildkamera 10, die im nahen infraroten Spektralbereich empfindliche Kamera 12, die Anzeigeeinrichtung 15, der Scheinwerfer 16 und die Warneinrichtung 17 sind über Signalleitungen mit der Auswerteeinheit 14 verbunden. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Signalleitungen als Bus ausgeführt.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens. Von der im nahen infraroten Spektralbereich empfindlichen Kamera erzeugte erste Bildsignale 20 und von der Wärmbildkamera erzeugte zweite Bildsignale 22 werden im Verfahrensschritt 24 verarbeitet. In diesem Verfahrensschritt wird in Abhängigkeit der ersten Bildsignale 20 der im nahen infraroten Spektralbereich empfindlichen Kamera und der zweiten Bildsignale 22 der Wärmebildkamera der Abstand 26 eines Objektes zum Kraftfahrzeug ermittelt. Die Ermittlung des Abstandes 26 eines Objektes zum Kraftfahrzeug erfolgt mittels eines Triangulationsverfahrens, wobei der Umstand verwendet wird, dass die im nahen infraroten Spektralbereich empfindliche Kamera und die Wärmebildkamera im Wesentlichen dieselbe Szene erfassen.
Im bevorzugten Ausführungsbeispiel stellen die im nahen infraroten Spektralbereich empfindliche Kamera, die Wärmbildkamera und die Auswerteeinheit einzelne Komponenten dar, die an jeweils unterschiedlichen Orten des Kraftfahrzeugs angeordnet sind. In einer Variante des bevorzugten Ausführungsbeispiels sind sowohl die nahen infraroten Spektralbereich empfindliche Kamera, die Wärmbildkamera als auch die Auswerteeinheit in einer einzelnen Einheit integriert und an einem Ort des Kraftfahrzeuges, vorzugesweise hinter der Windschutzscheibe oder im Stoßfänger, angeordnet. Es sind alle Varianten denkbar, so dass die Varianten von drei vollständig getrennten Komponenten bis zu einer einzelnen kompakten Einheit reichen.
In einer Variante des bevorzugten Ausführungsbeispiels umfasst die Vorrichtung zusätzlich zur im nahen infraroten Spektralbereich empfindlichen Kamera und der Wärmebildkamera eine im sichtbaren Spektralbereich empfindliche Kamera. Vorzugsweise erfasst die im sichtbaren Spektralbereich empfindliche Kamera im Wesentlichen dieselbe Szene wie die im nahen infraroten Spektralbereich empfindlichen Kamera und/oder die Wärmebildkamera. Alternativ zur Anzeige von Bildern der im nahen infraroten Spektralbereich empfindlichen Kamera werden Bilder der im sichtbaren Spektralbereich empfindlichen Kamera über die Anzeigeeinheit angezeigt. In einer weiteren Variante werden auf den angezeigten Bildern Objekte, die vom eigenen Kraftfahrzeug gefährdet werden oder die eine Gefahr für den Fahrer oder das Kraftfahrzeug darstellen, entsprechend gekennzeichnet.
Zusätzlich ist vorgesehen, dass nicht nur der Abstand des Objekts zum Kraftfahrzeug sondern auch die Zeit bis zum Aufprall des Objektes auf das Kraftfahrzeug ermittelt wird. In Abhängigkeit der ermittelten Zeit bis zum Aufprall des Objektes auf das Kraftfahrzeug wird eine Warnung an den Fahrer ausgegeben und/oder entsprechende Stellbefehle, beispielsweise zum Verzögern des Kraftfahrzeuges, erzeugt.
In einer weiteren Variante ist zusätzlich vorgesehen, dass die Auswerteeinheit Signale von weiteren Kraftfahrzeugsensoren, beispielsweise von Inertialsensoren und/oder von Geschwindigkeitssensoren, erhält und auswertet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 4032927 C2 [0002]

Claims

Vorrichtung für ein Kraftfahrzeug (18) mit einer im nahen infraroten Spektralbereich empfindlichen Kamera (12), gekennzeichnet durch eine Wärmebildkamera (10).
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die im nahen infraroten Spektralbereich empfindliche Kamera (12) und die Wärmebildkamera (10) im Wesentlichen dieselbe Szene erfassen, insbesondere dass die im nahen infraroten Spektralbereich empfindliche Kamera (12) und die Wärmebildkamera (10) ein Stereokamerasystem bilden.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Auswerteeinheit (14), wobei die Auswerteeinheit (14) in Abhängigkeit von ersten Bildsignalen (20) der im nahen infraroten Spektralbereich empfindlichen Kamera (12) und von zweiten Bildsignalen (22) der Wärmebildkamera (10) den Abstand (26) eines Objektes zum Kraftfahrzeug (18) ermittelt.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (14) den Abstand (26) des Objektes zum Kraftfahrzeugs (18) mittels eines Triangulationsverfahrens ermittelt.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine im sichtbaren Spektralbereich empfindliche Kamera, wobei die im sichtbaren Spektralbereich empfindliche Kamera vorzugsweise im wesentlichen dieselbe Szene erfasst wie die im nahen infraroten Spektralbereich empfindliche Kamera (12) und/oder die Wärmebildkamera (10).
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Anzeigeeinheit (15), wobei die Anzeigeeinheit (15) zur Anzeige von Bilder der im nahen infraroten Spektralbereich empfindlichen Kamera (12) und/oder von Bilder der Wärmebildkamera (10) und/oder von Bildern der im sichtbaren Spektralbereich empfindlichen Kamera ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Scheinwerfer (16), der die von der im nahen infraroten Spektralbereich empfindlichen Kamera (12) erfasste Szene mit Licht im nahen infraroten Spektralbereich beleuchtet.
Kraftfahrzeug (18) mit einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Kraftfahrzeug (18) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die im nahen infraroten Spektralbereich empfindliche Kamera (12) hinter einer Scheibe des Kraftfahrzeugs (18), vorzugsweise hinter der Windschutzscheibe (19), derart angeordnet ist, dass die im nahen infraroten Spektralbereich empfindliche Kamera (12) die Szene vor dem Kraftfahrzeug (18) oder die Szene hinter dem Kraftfahrzeug (18) erfasst.
Verfahren zur Erzeugung von Bildsignalen in einem Kraftfahrzeug (18), wobei eine im nahen infraroten Spektralbereich empfindlichen Kamera (12) erste Bildsignale (20) erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wärmebildkamera (10) zweite Bildsignale (22) erzeugt.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die im nahen infraroten Spektralbereich empfindliche Kamera (12) und die Wärmebildkamera (10) im Wesentlichen dieselbe Szene erfassen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auswerteeinheit (14) in Abhängigkeit der ersten Bildsignale (20) der im nahen infraroten Spektralbereich empfindlichen Kamera (12) und der zweiten Bildsignale (22) der Wärmebildkamera (10) den Abstand (26) eines Objektes zum Kraftfahrzeug (18) ermittelt.