DE102008062154A1

DE102008062154A1 - Steuerung eines Kamera-Systems eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102008062154A1
Application number: DE102008062154A
Authority: DE
Inventors: Thanh-Binh Dr. To; Marc-Michael Dr. Meinecke; Thorsten Dr. Graf
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2008-12-16
Filing date: 2008-12-16
Publication date: 2010-06-17
Anticipated expiration: 2028-12-17
Also published as: WO2010075944A1; DE102008062154B4

Abstract

In einem Verfahren zur Steuerung eines Kamera-Systems eines Kraftfahrzeugs, wobei mindestens eine Applikation eines Fahrerassistenzsystems auf der Auswertung der Bilder des Kamera-Systems beruht, wird jeder Applikation des Fahrerassistenzsystems ein Parametersatz von Bildaufnahmeparametern zugeordnet, der zur Steuerung der Bildaufnahme des Kamera-Systems verwendet wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Kamerasystems eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Fahrerassistenzsystem mit einem derartig gesteuerten Kamerasystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7.
Derzeit sind Kamera- oder bilderzeugende Systeme im automotiven Bereich zur Fahrstreifen- und Objektdetektion im Einsatz, insbesondere bei Fahrzeugen der gehobenen Klasse.
So wird in der DE 10 2006 007 550 A1 eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erkennung einer Fahrstreifenmarkierung für ein Kraftfahrzeug beschrieben, wobei mittels einer nach vorne gerichteten Videokamera, welche Graubilder erzeugt, und einer nachgelagerten Bildverarbeitungseinrichtung Fahrstreifenmarkierungen erkannt werden.
Des weiteren beschreibt die DE 10 2005 050 662 A1 einen Autobahnassistenten zum semiautonomen Fahren für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Spurwechselassistenten, eine Vorrichtung zur Fahrspurerkennung, eine Navigationseinrichtung und eine automatische Abstandsregelung. Der Autobahnassistent stützt sich dabei auf die Daten einer komplexen Sensorik, bestehend aus einem nach hinten gerichteten Nahbereichsradar, aus einem nach vorne gerichteten Fernradar sowie eine ebenfalls nach vorne gerichtete Monovideokamera, dessen Bild für die Fahrspurerkennung ausgewertet wird.
Ferner beschreibt die DE 10 2007 011 276 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen Fahrwegbestimmung für ein Kraftfahrzeug, wobei das Kraftfahrzeug mit einer nach vorne gerichteten Videokamera mit einem Öffnungswinkel von mehr als 140° ausgestattet ist, während üblicherweise nach vorne gerichtete Kameras einen Öffnungswinkel von 40° oder weniger aufweisen.
Die Kamerasysteme in den genannten bekannten Anwendungen sind abgestimmt auf die Anforderungen der speziellen Applikation und haben festgelegte Kameraeinstellungen. Da nun Kameras nach und nach immer weiter Einzug in Kraftfahrzeuge halten werden, um damit komplexere Fahrerassistenzfunktionen zu unterstützen, ist es aus wirtschaftlichen Gründen und Gründen des verfügbaren Bauraums geboten, dass ein einzelnes Kamerasystem für mehrere Fahrerassistenzfunktionen gleichzeitig genutzt wird.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung eines Kamerasystems eines Kraftfahrzeuges sowie einen entsprechenden Fahrerassistenten zu schaffen, so dass das Kamerasystem für verschiedene Fahrerassistenzapplikationen verwendet werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch einen Fahrerassistenten mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung eines Kamerasystems eines Kraftfahrzeugs, wobei mindestens eine Applikation eines Fahrerassistenzsystems auf der Auswertung der Bilder des Kamerasystems beruht, ordnet jeder Applikation des Fahrerassistenzsystems einen Parametersatz von Bildaufnahmeparametern zu, der zur Steuerung der Bildaufnahme des Kamerasystems verwendet wird. Damit wird für jede vom Fahrerassistenzsystem gerade ausgeführte Applikation der entsprechende Parametersatz in das Kamerasystem geladen und zur Ausführung gebracht, so dass das Kamerasystem die für die jeweilige Applikation notwendigen Bilder liefern kann.
Vorzugsweise enthält ein Parametersatz mindestens einen Bildaufnahmeparameter. Dabei können die folgenden Bildaufnahmeparameter in Frage kommen: die Belichtungszeit, der zu analysierende Bildausschnitt, die Abtastung des Bildes oder des gewünschten Bildausschnitts, die Reichweite und der Öffnungswinkel des Kamerasystems, der Zoomfaktor des Kamerasystems. Die Liste der aufgezählten Bildaufnahmeparameter des Kamerasystems erhebt dabei keinen Anspruch auf Vollständigkeit, weitere Bildaufnahmeparameter, wie Schwenkwinkel der Kamera seitwärts oder nach oben oder unten, Änderung der Bildaufnahme und der Abtastfrequenz des Kamerasystems fallen hier ebenfalls darunter. Mit anderen Worten, ein derartiger Parametersatz für eine Applikation des Fahrerassistenzsystems enthält die zur Steuerung der Kamera notwendigen Bildaufnahmeparameter.
Vorzugsweise sind die Parametersätze der einzelnen Applikationen unterschiedlich, wobei dies der Extremfall ist. Es kann sein, dass mehrere Applikationen für die Steuerung des Kamerasystems denselben Parametersatz verwenden, es kann jedoch auch sein, dass jede Applikation einen Parametersatz benötigt, der von allen anderen Parametersätzen unterschiedlich ist.
Vorzugsweise können die Bildaufnahmeparameter eines Parametersatzes einer Applikation variabel sein und beispielsweise eine Funktion der aktuellen Umgebungssituation sein. Dabei kommen als Umgebungssituationen Umgebungslichtbedingungen, Spurwechselsituationen, Kurvenfahrt des Kraftfahrzeugs, die Art der Straße, die Art der Spurmarkierung der Straße und die Art des Verkehrs, d. h., Stadtverkehr oder beispielsweise Autobahnverkehr, in Frage. Es ist offensichtlich, dass die Belichtungszeit der Kamera eine Funktion des Umgebungslichtes sein muss, da beispielsweise eine Kamera eine andere Belichtungszeit im Tunnel oder in der Dämmerung im Vergleich zum Tageslicht benötigt.
Unter Applikationen eines Fahrerassistenzsystems werden vorzugsweise Fahrassistenzfunktionen verstanden.
Das erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem zur Durchführung des im voran gegangenen beschriebenen Verfahrens umfasst ein Kamerasystem zur Bereitstellung von Bilddaten für einzelne Applikationen des Fahrerassistenzsystems, wobei jeder Applikation, die auf einer Auswertung der Bilder des Kamerasystems beruht, ein Parametersatz vom Bildaufnahmeparametern zugeordnet ist, die zur Steuerung der Bildaufnahme des Kamerasystems dient. Weiter wird vorzugsweise das Kamerasystem durch eine Einzelkamera oder eine Stereo-Kamera-Anordnung gebildet.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. Dabei zeigt:
1 das Konzept der intelligenten Nutzung von Kamerasystemen in schematischer Darstellung,
2 ein Beispiel der Steuerung der Belichtungszeit,
3 ein Beispiel einer individuellen Steuerung des Bildausschnitts, und
4 ein Beispiel einer individuellen Abtastung des Bildes.
Das in 1 dargestellte Konzept zur intelligenten Nutzung eines Kamerasystems eines Kraftfahrzeugs zeigt ein Kamerasystem 1 sowie eine für das Kamerasystem 1 zuständige optische und/oder digitale Steuerung. Ferner sind am nicht dargestellten Kraftfahrzeug weitere Sensoren 3 angeordnet, wie beispielsweise Ultraschallsensoren, Radarsensoren oder Lasersensoren. Die Daten der anderen Sensoren 3 sowie diejenigen des Kamerasystems 1 fließen in eine Sensordatenfusion 5, wobei die Kameradaten noch einer Autokalibrierung 4 unterzogen werden. Die Sensordatenfusion 5 führt die verschiedenen Daten der Sensoren des Kraftfahrzeugs zusammen, und die Daten werden einer Situationsanalyse, wie beispielsweise einer Straßen-Typ-Erkennung, des Umfelds des Kraftfahrzeugs unterzogen. In Abhängigkeit von der Situationsanalyse, also hier im vorliegenden Fall der Straßen-Typ-Erkennung, wird über die optische/digitale Steuerung, beispielsweise der Zoom des Kamerasystems 1, verändert. So wird beispielsweise eine große Reichweite und ein enger Öffnungswinkel auf der Autobahn zur besseren Spurerkennung bzw. Objekterkennung benötigt. Das Gegenteil ist der Fall bei einem Stau oder im Stadtverkehr, hier ist ein großer Öffnungswinkel und ein geringere Reichweite erforderlich, um sehr scharfe Kurven oder Fußgänger besser zu erfassen. Dies wird durch das in 1 dargestellte Verfahren bewirkt, indem aus der Situationsanalyse beispielsweise die Frage beantwortet wird, ob sich das Fahrzeug auf einer Autobahn oder im Stadtverkehr befindet, und aufgrund dieser Feststellung die Kamera 1 entsprechend angesteuert wird.
2 zeigt anhand eines Beispiels die individuelle Steuerung der Belichtungszeit der Kamera, beispielsweise bei der Dämmerung oder im Tunnel. So zeigt der linke Teil der 2 die Einstellung der Belichtung bei normalem Tageslicht, während der rechte Teil die Verlängerung der Belichtungszeit bei Dämmerung zeigt, was mit einer Verschlechterung der Bildqualität einhergeht.
3 zeigt eine individuelle Ansteuerung eines Bildausschnitts. So wird im linken Teil der 3 besonders der Bildausschnitt 7 individuell angesteuert, beispielsweise indem dieser Bildausschnitt herangezoomt wird, da dieser ein entgegenkommendes Fahrzeug beinhaltet. Dem gegenüber zeigt der rechte Teil der 3 einen zweiten Bildausschnitt 8, in dem ein Verkehrszeichen detektiert wurde, welches beispielsweise einer Zeichenerkennung unterzogen wird. Dazu muss dieser zweite Bildausschnitt 8 genauer ausgewertet werden.
4 zeigt eine individuelle Abtastung des von der Kamera aufgenommenen Bildes. So ist schematisch in 4 ein mit großen Rechtecken überdecktes Teilbild dargestellt, welches für eine grobe Abtastung steht. Dem gegenüber zeigt der rechte Teil der 4 eine feine Abtastung 10.

1: Kamera
2: optische/digitale Steuerung
3: weitere Sensoren
4: Kamera-Autokalibrierung
5: Sensordatenfusion
6: Situationsanalyse
7: erster Bildausschnitt
8: zweiter Bildausschnitt
9: grobe Abtastung
10: feine Abtastung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102006007550 A1 [0003]
- DE 102005050662 A1 [0004]
- DE 102007011276 A1 [0005]

Claims

Verfahren zur Steuerung eines Kamera-Systems eines Kraftfahrzeugs, wobei mindestens eine Applikation eines Fahrerassistenzsystems auf der Auswertung der Bilder des Kamera-Systems beruht, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Applikation des Fahrerassistenzsystems ein Parametersatz von Bildaufnahmeparametern zugeordnet ist, der zur Steuerung der Bildaufnahme des Kamera-Systems verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Parametersatz mindestens einen Bildaufnahmeparameter aufweist, wobei als Bildaufnahmeparameter die Belichtungszeit, der zu analysierende Bildausschnitt, die Abtastung des Bildes oder Bildausschnitts, die Reichweite und der Öffnungswinkel des Kamera-Systems verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Parametersätze unterschiedlich sind.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildaufnahmeparameter eines Parametersatzes variabel und eine Funktion der Umgebungssituation sind.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass Umgebungssituationen gegeben sind durch Umgebungslichtbedingungen, Spurwechselsituation, Kurvenfahrt, Art der Strasse, Spurmarkierungssituation und/oder Art des Verkehrs.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Applikation durch eine Fahrerassistenzfunktionen realisiert ist.
Fahrerassistenzsystem zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem Kamerasystem zur Bereitstellung von Bilddaten für einzelne Applikationen des Fahrerassistenzsystems, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Applikation, die auf einer Auswertung der Bilder des Kamerasystems beruht, ein Parametersatz von Bildaufnahmeparametern zugeordnet ist, die zur Steuerung der Bildaufnahme des Kamera-Systems dient.
Fahrerassistenzsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Kamerasystem durch eine Einzelkamera oder eine Stereo-Kamera-Anordnung gebildet wird.