用于机动车辆的立体摄像机制造技术

本发明专利技术涉及一种用于机动车辆(10)的立体摄像机(1)，所述立体摄像机具有第一摄像机(1.1)和第二摄像机(1.2)，第一摄像机具有第一图像传感器(1.11)，第一摄像机的摄像视场(S1)具有第一张角(α1)，第二摄像机具有第二图像传感器(1.21)，第二摄像机的摄像视场(S2)具有第二张角(α2)，其中，第二张角(α2)大于第一张角(α1)。根据本发明专利技术提出，第一摄像机(1.1)具有第一镜头光学系统(1.12)，第二摄像机(1.2)具有第二镜头光学系统(1.22)，其中无论是第一还是第二镜头光学系统(1.12、1.22)，在围绕光轴(O1)的角度区域(α11、α21)中，都有一个摄像视场(S1、S2)的中心区域(Z1、Z2)，所述中心区域的角度分辨率比在中心区域(Z1、Z2)之外高，第一和第二摄像机(1.1、1.2)这样相对彼此设置，使得其摄像视场(S1、S2)相互重叠。

A stereoscopic camera for a motor vehicle

The invention relates to a motor vehicle (10) of the stereo camera (1), the stereo camera is the first camera (1.1) and second (1.2), the first camera camera has a first image sensor (1.11), the first camera camera field of view (S1) with a first angle (alpha 1), with second cameras the second image sensor (1.21), the camera field of view second cameras (S2) with second angle (alpha 2), among them, second angle (alpha 2) is greater than the first angle (alpha 1). According to the invention, the first camera (1.1) has a first lens optical system (1.12), second (1.2) with second camera lens optical system (1.22), in which either the first or the second lens optical system (1.12, 1.22), in the angle around the optical axis (O1) region (alpha 11, alpha 21), there is a camera field of view (S1, S2) of the central region (Z1, Z2), the central region of the angle resolution than in the central region (Z1, Z2) high, first and second cameras (1.1, 1.2) relative to each other such settings, the camera field of view (S1, S2) overlap.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于机动车辆的立体摄像机
本专利技术涉及一种根据权利要求1前序部分的用于机动车辆的立体摄像机，所述立体摄像机具有第一摄像机和第二摄像机，所述第一摄像机具有第一图像传感器，所述第二摄像机具有第二图像传感器。此外，本专利技术还涉及一种这类立体摄像机的曝光控制方法。
技术介绍
为了实现诸如交通标志识别或车道保持辅助等驾驶员辅助系统，使用摄像系统，尤其是用于进行更好的深度分辨的立体摄像机。对于立体摄像机理解为分别具有镜头光学系统和图像传感器的两个摄像机，它们在预定距离内彼此错开地例如安装在机动车辆的挡风玻璃上。立体摄像机的优点是，可借助其进行距离测量。为了实现上述驾驶员辅助功能，摄像系统需要一个约50°的水平张角和一个约30°的垂直张角。未来的摄像系统对于例如横向交通识别或红绿灯识别等新功能而需要一个明显更大的张角。与常见的数字照相一样，分辨率高，并同时具有大张角的摄像系统需要有几百万像素的高像素图像传感器。但这种图像传感器不适用于汽车工业，因为这类图像传感器一方面由于较低的像素尺寸而不够敏感，另一方面，不允许对复杂的图像处理算法作大像素数的有效处理。在此技术背景下，分类定义的US8305431B1为了实现多功能性描述了一种用于机动车辆的立体摄像机，该立体摄像机带有具各不相同、但又相互重叠的摄像视场(FieldofView，FOV)的第一和第二摄像机。这类摄像机中的一台被设置为黑白摄像机，另一台被设置为彩色摄像机，其中黑白摄像机的张角在30°和50°之间，优选40°，而彩色摄像机的张角在15°和25°之间，优选20°。建议这两款摄像机尤其在其分辨率方面采用相同的图像传感器。DE102004061998A1中也描述立体摄像机的一个类似系统，该立体摄像机中所包含的黑白摄像机的张角也为40°，彩色摄像机的张角为70°。黑白摄像机有一个灰度图像传感器，所示灰度图像传感器具有高光敏性以及在800像素的水平几何分辨率上8微米的像素尺寸。彩色摄像机配备的是一个高分辨率的彩色图像传感器，所示彩色图像传感器具有在1600像素的水平几何分辨率上4微米的像素尺寸。然而，使用这类高分辨率彩色图像传感器与低成本实现驾驶员辅助功能的原则相背离。此外，从US2013/0120538A1已知了一种立体摄像机，所述立体摄像机的两个摄像机配备有不同像素数的图像传感器。然而，每个摄像机均设置有用于调节其摄像视场的镜头系统。由此，一个镜头系统产生一55°的张角，另一个镜头系统产生一80°的张角。西蒙·迪堡尔特(SimonThibault)于2010年在《PanomorphBasedPanoramicVisionSensors,VisionSensorsandEdgeDetection》(FranciscoGallegos-Funes编辑，ISBN:978-953-307-098-8,InTech)中描述了一种所谓的“panomorph光学系统”，所述panomorph光学系统是一种特殊类型的全景镜头，其在所属的图像传感器的摄像视场的预定区内具有被提高的分辨率。panomorph光学系统的特点在于两个参数，即在全景摄像视场内分辨率的取值和位置。对于这样的panomorph镜头，为了实现高分辨率的预定区，分辨率是设计参数，也就是说，摄像视场被划分成分辨率不同的不同区。所以，如图8和图9所示，描述了一种其中心区相对于周边具有翻倍分辨率的panomorph镜头。图8显示了一个摄像视窗，它带有围绕光轴O的+/-90°张角，具有与+/-30°的张角相应的高分辨率的中心区域Z以及分辨率相对较低的外围区Z'和Z“。图9显示分辨率与张角相关的曲线，其中，中心区域Z的分辨率与中心区域之外的区域Z“相比翻倍。图8和9也显示了在中心区域Z和区域Z“之间的过渡区域Z'，该过渡区域在一个10°角区域上延伸。为了给一驾驶员辅助系统提供必要的图像信息，上述文章的作者还解释了具有panomorph镜头的图像传感器的应用。
技术实现思路
基于这一现有技术，本专利技术的目的是，提供一种能低成本实现的、前文所述类型的立体摄像机，所述立体摄像机同时满足为了实现驾驶员辅助系统而提高分辨率的所有要求。此外，本专利技术的目的是，给出这类立体摄像机的曝光控制方法。第一项目的通过具有权利要求1特征的立体摄像机实现。这种用于机动车辆的立体摄像机具有第一摄像机和第二摄像机，所述第一摄像机具有第一图像传感器，所述第一摄像机的摄像视场具有第一张角，所述第二摄像机具有第二图像传感器，所述第二摄像机的摄像视场具有第二张角，其中，第二张角大于第一张角，根据本专利技术其特征在于，-第一摄像机具有第一镜头光学系统，第二摄像机具有第二镜头光学系统，其中无论是第一还是第二镜头光学系统，在围绕光轴的角度区域中，都有一个摄像视场的中心区域，所述中心区域的角度分辨率比在中心区域之外高，-第一和第二摄像机这样相对彼此设置，使得其摄像视场相互重叠。所述按照本专利技术的立体摄像机，其特点在于，对于两个摄像机使用分别在中心区域中比在所述中心区域之外具有更高分辨率的镜头光学系统。这类立体摄像机可以低成本地实现，因为相应的镜头系统可作为市售产品例如由ImmerVision公司购置。由于使用panomorph镜头光学系统，第一和第二图像传感器构造有相同的像素密度，其中，两个图像传感器各有与张角相匹配的尺寸。相应于较大的张角，相对具有较小摄像视场的摄像机的图像传感器，所属的图像传感器也具有一个更大的面。根据本专利技术的另一实施案例，特别有利的是，第一和第二镜头光学系统各在中心区域中构造有相对于在中心区域之外翻倍的分辨率。第二项目的通过具有权利要求4、5和6的特征的方法来实现。所述用于机动车辆的立体摄像机的曝光控制方法，所述立体摄像机具有第一摄像机和第二摄像机，所述第一摄像机具有第一图像传感器，所述第一摄像机的摄像视场具有第一张角，所述第二摄像机具有第二图像传感器，所述第二摄像机的摄像视场具有第二张角，其中，第二张角在水平方向大于第一张角，根据本专利技术，按照提到的第一种解决方案，所述曝光控制方法的特征在于，-对于第一摄像机提供第一镜头光学系统，对于第二摄像机提供第二镜头光学系统，其中无论是第一还是第二镜头光学系统，在围绕光轴的角度区域中，都有一个摄像视场的中心区域，所述中心区域的角度分辨率比在中心区域之外高，-第一和第二摄像机这样相对彼此设置，使得其摄像视场关于光轴对称重叠，-第一和第二图像传感器的图像传感器像素的曝光和读出逐列进行，其方式是在较大图像传感器曝光开始后，当对于较大图像传感器而言到达较小图像传感器的第一列，较小图像传感器开始曝光。在根据本专利技术提到的该第一解决方案中，相对于另一摄像机，一个摄像机的摄像视场仅在水平方向扩展，其中，为了控制曝光，两个图像传感器逐列曝光和读出。根据本专利技术的第二个解决方案，其特征在于，-对于第一摄像机提供第一镜头光学系统，对于第二摄像机提供第二镜头光学系统，其中无论是第一还是第二镜头光学系统，在围绕光轴的角度区域中，都有一个摄像视场的中心区域，所述中心区域的角度分辨率比在中心区域之外高，-第一和第二摄像机这样相对彼此设置，使得其摄像视场关于光轴对称重叠，-第一和第二图像传感器的图像传感器像素的曝光和读出逐行进行，其方式是在较大本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于机动车辆(10)的立体摄像机(1)，所述立体摄像机具有第一摄像机(1.1)和第二摄像机(1.2)，所述第一摄像机具有第一图像传感器(1.11)，所述第一摄像机的摄像视场(S1)具有第一张角(α1)，所述第二摄像机具有第二图像传感器(1.21)，所述第二摄像机的摄像视场(S2)具有第二张角(α2)，其中，第二张角(α2)大于第一张角(α1)，其特征在于，‑第一摄像机(1.1)具有第一镜头光学系统(1.12)，第二摄像机(1.2)具有第二镜头光学系统(1.22)，其中无论是第一镜头光学系统(1.12)还是第二镜头光学系统(1.22)，都构造有位于围绕光轴(O1)的角度区域(α11、α21)中的、摄像视场(S1、S2)的中心区域(Z1、Z2)，所述中心区域的角度分辨率比在中心区域(Z1、Z2)之外高，‑第一摄像机(1.1)和第二摄像机(1.2)相对彼此设置成，使得第一摄像机的摄像视场(S1)和第二摄像机的摄像视场(S2)相互重叠。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.10 DE 102014220585.91.用于机动车辆(10)的立体摄像机(1)，所述立体摄像机具有第一摄像机(1.1)和第二摄像机(1.2)，所述第一摄像机具有第一图像传感器(1.11)，所述第一摄像机的摄像视场(S1)具有第一张角(α1)，所述第二摄像机具有第二图像传感器(1.21)，所述第二摄像机的摄像视场(S2)具有第二张角(α2)，其中，第二张角(α2)大于第一张角(α1)，其特征在于，-第一摄像机(1.1)具有第一镜头光学系统(1.12)，第二摄像机(1.2)具有第二镜头光学系统(1.22)，其中无论是第一镜头光学系统(1.12)还是第二镜头光学系统(1.22)，都构造有位于围绕光轴(O1)的角度区域(α11、α21)中的、摄像视场(S1、S2)的中心区域(Z1、Z2)，所述中心区域的角度分辨率比在中心区域(Z1、Z2)之外高，-第一摄像机(1.1)和第二摄像机(1.2)相对彼此设置成，使得第一摄像机的摄像视场(S1)和第二摄像机的摄像视场(S2)相互重叠。2.根据权利要求1的立体摄像机(1)，其特征在于，第一图像传感器(1.11)和第二图像传感器(1.21)构造有相同的像素密度，并且各有与张角(α1、α2)相匹配的尺寸。3.根据权利要求1或2的立体摄像机(1)，其特征在于，第一镜头光学系统(1.12)和第二镜头光学系统(1.22)各自在中心区域(Z1、Z2)中构造有相对于在中心区域(Z1、Z2)之外翻倍的分辨率。4.用于机动车辆(10)的立体摄像机(1)的曝光控制方法，所述立体摄像机具有第一摄像机(1.1)和第二摄像机(1.2)，所述第一摄像机具有第一图像传感器(1.11)，所述第一摄像机的摄像视场(S1)具有第一张角(α1)，所述第二摄像机具有第二图像传感器(1.21)，所述第二摄像机的摄像视场(S2)具有第二张角(α2)，其中，第二张角(α2)在水平方向大于第一张角(α1)，其特征在于，-对于第一摄像机(1.1)提供第一镜头光学系统(1.12)，对于第二摄像机(1.2)提供第二镜头光学系统(1.22)，其中无论是第一镜头光学系统(1.12)还是第二镜头光学系统(1.22)，都构造有位于围绕光轴(O1、O2)的角度区域(α11、α21)中的、摄像视场(S1、S2)的中心区域(Z1、Z2)，所述中心区域的角度分辨率比在中心区域(Z1、Z2)之外高，-将第一摄像机(1.1)和第二摄像机(1.2)相对彼此设置成，使得第一摄像机的摄像视场(S1)和第二摄像机的摄像视场(S2)以关于光轴(1、2)对称的方式重叠，-逐列进行第一图像传感器(1.11)和第二图像传感器(1.21)的图像传感器像素的曝光和读出，其方式是在较大图像传感器(1.21)曝光开始后，当较大图像传感器(1.21)到达较小图像传感器(1.11)的第一列时，较小图像传感器(1.11)开始曝光。5.用于机动车辆(10...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·阿多马特，T·费希纳，D·克勒克尔，G·米勒，M·蓬克，
申请(专利权)人：康蒂特米克微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE