用于检测车辆的环境的环境检测系统和用于检测车辆的环境的方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于检测车辆的环境的环境检测系统(100)。所述环境检测系统(100)包括传感器(102)和成像设备(106)，所述传感器具有光敏感的传感器面(104)，所述成像设备构造用于在所述传感器面(104)上产生所述环境的畸变成像，其中，所述成像具有配属给所述环境检测系统(100)的各一个不同的检测范围的至少两个畸变区域，所述环境以各一个不同的成像尺度成像在所述至少两个畸变区域中。

Environment Detection System for Vehicle Environment Detection and Method for Vehicle Environment Detection

The invention relates to an environmental detection system (100) for detecting the environment of a vehicle. The environmental detection system (100) includes a sensor (102) and an imaging device (106), which has a light-sensitive sensor surface (104), and the imaging device is constructed to generate a distorted image of the environment on the sensor surface (104), in which the image has at least two distorted regions assigned to each of the different detection ranges of the environmental detection system (100). The environment is imaged in at least two distorted regions at different imaging scales.

【技术实现步骤摘要】
用于检测车辆的环境的环境检测系统和用于检测车辆的环境的方法
本专利技术从根据独立权利要求所述类型的设备或方法出发。一种计算机程序也是本专利技术的主题。
技术介绍
迄今，在用于环境检测的应用的用机器的图像处理中，以下摄像机系统或光学器件被视为特别有利：所述摄像机系统或光学器件尽可能允许等距的成像，其相应于日昝投影。在该投影中，成像是等角的(winkeltreu)。尤其对于广角镜组，也已知其他投影。
技术实现思路
在此背景下，借助在此提出的方案，提出根据主权利要求的一种用于检测车辆的环境的环境检测系统、一种用于借助环境检测系统检测车辆的环境的方法以及一种相应的计算机程序。通过在从属权利要求中列出的措施，能够实现在独立权利要求中说明的设备的有利的扩展方案和改进。在此提出的方案基于以下认识：可以实现一种环境检测系统，所述环境检测系统具有用于多形态地(multimorph)成像环境的光学系统，在所述光学系统中畸变地(verzeichnet)示出环境。由此可以在同一传感器上以不同的成像特性产生多个范围，所述不同的成像特性允许在用机器的图像处理装置中对象的改善的可识别性。对用于驾驶员辅助功能的环境检测系统或自主驾驶的系统提出特别的要求，因为对于车辆控制必须登记显著不同的对象，例如其他交通参与者、行车道性质或光学交通指示标志。这些应用尤其要求在不同视向上部分地不同的成像尺度。对车辆控制的干预视行驶状况而定地取决于不同的“感知”。借助多形态的成像将环境成像到视频传感器上——所述成像满足所有状况和应用——对部件提出要求，所述要求难以满足。为了能够实现重要相关的对象的安全检测，因此时常使用具有专门的功能特性的多个摄像机，所述多个摄像机例如通过不同的视向如向左、向右、向上、向下、向前或向后、不同的检测角度如远程角度、标准角度或广角度、不同的焦点范围如近焦点或远焦点以及它们的分辨率、也即它们的扫描值或光谱检测范围来区分。为了确保信号完整性，应将来自多个源的图像在时间上和在空间上相关。这可能引起高的复杂性耗费和成本耗费，尤其当将来自具有不同的扫描时间基、有公差的视向偏差和内外与外在的校准的多个物理检测单元的信号相互比较时。通过在此提出的方案可以使复杂性更不可控。由此可以降低成本。对于图像处理，原则上优选日昝投影，然而，这类投影光学器件对于较大的视角要求显著增加的图像高度。为了在仅仅适度增加的传感器分辨率的情况下适应变得越来越大的检测范围，可以采取以下解决方案：所述解决方案已经由20世纪的电影拍摄和投影技术已知并且借助有针对性地对称畸变的光学器件能够实现多形态的成像。一个示例应用是，以高的纵横比例如2.55:1将场景压缩到35mm胶卷上。变形的投影也可以被用于在图像平面上以特别的纵横比成像相同的视角。除此之外，可以对于监视系统使用具有径向可变的投影的光学器件。在图像传感器上，可以因此以高的兴趣、特别详细地成像监视范围(低的等倾线(Isoklinen)密度)，而造成较少信息的视角可以被压缩地成像(高的等倾线密度)。这样的投影要么关于系统的光学轴线径向对称要么具有至少一个对称元件，例如在椭圆形投影的情况下的镜平面。不同的投影通过畸变的光学器件的应用来实现，也即镜组的畸变用作成型特征(Gestaltungsmerkmal)。在一些应用如全景摄影或电影摄影中，有针对性地应用该行为，以便实现畸变系统的高效应用。在此，通过非球形的元件例如棱镜、相互扭转90度的环曲面透镜或柱面透镜的应用引起所期望的畸变。对于径向对称的畸变，也可以应用抛光的或压制的非球形透镜。基于待检测的重要相关的对象，驾驶员辅助系统可以具有以下图像区域：该图像区域具有较强或较不强地突出的对称的畸变。例如，可以通过使用三个图像传感器和三个光学器件来实现监视范围的良好的覆盖。然而，由此在车辆中占据较多空间并且因此功率消耗和系统成本增加。对于图像的处理，可以执行修正，以便反算出透视的中央投影并且简化对象的识别。在驾驶员辅助领域的应用中，可以通过具有不同的角度分辨率和不同的传感器的并行的摄像机或摄像机头满足对张角或分辨率的显著不同的要求。在此提出的方案基本上基于：以可自由成型的、不一定点径向的或镜像对称的方式实现光学路径的成像特性。这些特性在此可以通过设计、借助所设置的调节设备静态地或也动态地可调节。这样的成像因此可以称作多形态的，因为成像尺度的局部区域别导致，对象的形状根据观察角度而显得不同。所述方案基于以下认识：并非所有视角造成用于驾驶员辅助系统的相同的信息含量(Informationsgehalt)。通过图像区域的有针对性的畸变，可以在图像传感器上产生更均匀的信息密度，其方式是，例如具有高的信息含量的视域占据图像面的大的范围，反之，在图像面上压缩不重要的视域。图像畸变的分布在此不一定是径向对称或轴对称的。在等倾线的轴对称的成型中，例如可以以高的详细程度、也即以每度多个像素以及小的等倾线密度成像中央检测范围。在自动化的图像分析处理的意义上的最大的信息含量的范围不是必须关于光学轴线或传感器对称地延伸。在多形态畸变的光学器件中，最高的像素密度的范围也可以向上移位。借助以下光学系统——所述光学系统具有带有不同的成像尺度的可自由成型的区域——的成像是特别节约资源的，因为特别高效地利用传感器面并且所需要的再处理从以下获益：处理更小的数据量，因为冗余度被减小到最小值上。在此提出的方案的重要优点是，可以相应于环境检测系统的局部的分辨率要求逐个区域地成型环境的成像，而不使用多个成像系统或成像单元或传感器单元，并且，所检测的对象的通过唯一的光学系统从不同的视向的配属是给定的，所述光学系统优选成像到传感器上。由此，在安装之后，特别准确的配属是给定的，因为避免了显著具有公差的路径，例如多个摄像机或待机械上相互调准的单独的光学路径。提出一种用于检测车辆的环境的环境检测系统，其中，所述环境检测系统具有以下特征：传感器，所述传感器具有光敏感的传感器面；以及成像设备，所述成像设备构造用于在所述传感器面上产生所述环境的畸变成像，其中，所述成像具有配属给所述环境检测系统的各一个不同的检测范围的至少两个畸变区域，所述环境以各一个不同的成像尺度成像在所述至少两个畸变区域中。传感器可以理解为图像传感器，例如CMOS-传感器或其余光敏感的构件。成像设备可以理解为由一个或多个光学构件如镜或透镜组成的光学设备。检测范围可以理解为待检测的对象空间的配属给环境检测系统的确定的视角的部分范围。畸变可以理解为在投影中成像尺度的局部改变的意义上的光学失真。成像尺度可以理解为对象的光学成像的图像大小与对象的真实大小之间的比例关系。根据一种实施方式，成像设备可以构造用于改变畸变区域。由此，环境检测系统可以尽可能高效地工作。为此，成像设备可以构造用于接收用于改变所述畸变区域中的至少一个畸变区域的合适的控制信号。这样的控制信号例如可以引起配属有畸变区域的检测范围的改变和/或引起畸变区域的成像尺度的改变。控制信号例如可以通过与辅助系统的接口来接收，所述控制信号利用环境检测系统的图像或者由环境检测系统自身生成，例如在使用当前的所检测的图像的情况下。控制信号也可以通过用于配置环境检测系统的接口来接收。因此，环境检测系统例如可以匹配于以下车辆的特性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于检测车辆的环境的环境检测系统(100)，其中，所述环境检测系统(100)具有以下特征：传感器(102)，所述传感器具有光敏感的传感器面(104)；以及成像设备(106)，所述成像设备构造用于在所述传感器面(104)上产生所述环境的畸变成像(1400；1500；1600)，其中，所述成像(1400；1500；1600)具有配属给所述环境检测系统(100)的各一个不同的检测范围的至少两个畸变区域(802，804，806，808)，所述环境以各一个不同的成像尺度成像在所述至少两个畸变区域中。

【技术特征摘要】
2017.10.19 DE 102017218722.01.一种用于检测车辆的环境的环境检测系统(100)，其中，所述环境检测系统(100)具有以下特征：传感器(102)，所述传感器具有光敏感的传感器面(104)；以及成像设备(106)，所述成像设备构造用于在所述传感器面(104)上产生所述环境的畸变成像(1400；1500；1600)，其中，所述成像(1400；1500；1600)具有配属给所述环境检测系统(100)的各一个不同的检测范围的至少两个畸变区域(802，804，806，808)，所述环境以各一个不同的成像尺度成像在所述至少两个畸变区域中。2.根据权利要求1所述的环境检测系统(100)，其中，所述成像设备(106)构造用于改变所述畸变区域(802，804，806，808)。3.根据权利要求2所述的环境检测系统(100)，所述环境检测系统具有控制设备(1800)，所述控制设备构造用于通过在使用通过所述传感器(102)提供的图像信号(1802)的情况下控制所述成像设备(106)来根据所述检测范围的相应的信息含量改变所述畸变区域(802，804，806，808)。4.根据以上权利要求中任一项所述的环境检测系统(100)，其中，所述成像设备(106)构造用于产生具有不对称的畸变区域(802，804，806，808)的成像(1400；1500；1600)。5.根据以上权利要求中任一项所述的环境检测系统(100)，其中，所述成像设备(106)具有自由成形的和/或布置在所述车辆的挡风玻璃上的和/或关于其光学特性可变的至少一个光学元件(109，110，112，114；30...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·利伯特劳特，M·格泽，U·塞格，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE