成像系统和鱼眼镜头技术方案

本发明专利技术涉及一种用于机动车中的驾驶员辅助系统的鱼眼镜头和一种成像系统。所述鱼眼镜头具有至少约180°的视角，其中，镜头的透镜与旋转体不同，使得镜头的有用图像是基本上矩形的。

【技术实现步骤摘要】
成像系统和鱼眼镜头
本专利技术涉及一种鱼眼镜头。此外，本专利技术还涉及一种成像系统。
技术介绍
机动车的车载成像系统用于对周围环境进行光学扫描，以便提供用于驾驶员辅助系统的数据。驾驶员辅助系统例如可以是车道辅助(LaneDepartureWarning/LDD：车道偏离报警)或者是泊车辅助。有利于简单且节省成本的结构地，成像系统通常包括具有鱼眼特征的镜头。鱼眼镜头通常具有180°范围内的视角(Bildwinkel)并且将周围环境或多或少严重畸变地成像在图像传感器上。在图像传感器后面连接有处理装置，所述处理装置补偿鱼眼镜头的畸变。DE102005043412A1示出一种用于机动车的车载摄像装置的由光学系统和图像传感器构成的装置，其中，光学系统的光轴和图像传感器的光轴彼此成角度地设置。在鱼眼镜头的情况下，可能存在不同的畸变，其取决于镜头的透镜的弯曲(Krümmung)。一些有利的畸变在光学上实现比较困难，使得这些畸变通过所摄取的图像的再处理或校正来实现。通常，通过鱼眼镜头产生的有用图像是圆形的。如果使用具有各个规则设置的像素的矩形图像传感器——如同其例如在数字摄像机中常用的那样，则在圆形的有用图像之外的像素是多余的。如果有用图像比图像传感器更大，例如使得有用图像的直径相当于图像传感器的对角线，则尽管所有像素都可以用于扫描有用图像，但有用图像的一部分位于图像传感器之外，从而出现信息损失。
技术实现思路
按照本专利技术，提出了一种用于机动中的驾驶员辅助系统的鱼眼镜头，其中：所述镜头的视角是至少180°；所述镜头的第一透镜与旋转体不同，使得所述镜头的有用图像是矩形的，其中，所述第一透镜平行于所述有用图像的平面具有矩形形状的轮廓或者如下图形形状的轮廓：所述图形形状的轮廓在所述矩形与一内切所述矩形的圆之间。按照本专利技术，还提出了一种成像系统，所述成像系统包括根据上述技术方案的鱼眼镜头以及设置在所述有用图像的区域中的图像传感器以及处理装置，所述处理装置用于根据所述镜头的几何成像来校正由所述图像传感器提供的图像。本专利技术的任务在于，提供一种高质量的紧凑的鱼眼镜头以及一种装备有所述鱼眼镜头的成像系统。本专利技术借助于具有上述技术方案中特征的鱼眼镜头和成像系统解决所述任务。以下说明反映了优选的实施方式。根据本专利技术的用于机动车中的驾驶员辅助系统的鱼眼镜头具有至少约180°的视角，其中，镜头的透镜与旋转体不同，使得镜头的有用图像是基本上矩形的。通过使用在垂直于光轴的不同平面上具有不同曲率的透镜，可以矩形地而不是圆形地构建镜头的有用图像。由此，在镜头尺寸小的情况下，可以使镜头的渐晕最小化并且可以足够均匀地构建有用图像的照明。优选地，透镜被如此成形，使得镜头的成像至少在有用图像的接近中间的区域中是基本上线性划分的。进一步优选地，透镜被如此成形，使得镜头在外部区域中的成像沿着有用图像的侧边之一是至少部分等角的。成像涉及镜头的特性，如与光轴以一个预先确定的角度设置的对象以距光轴的另一预先确定的距离成像在有用图像中。在此，区分不同的成像函数(Abbildungsfunktion)，为这些成像函数的中一些分配了以下名称：等角的(winkeltreu)、线性划分的、等面的和正交。这些成像之间的混合形式同样是可能的，使得至少部分等角的成像是位于线性的成像与等角的成像之间的成像。在一个优选的实施方式中，透镜在平行于有用图像的第一侧的中心点截面中具有非球面的第一弯曲而在平行于有用图像的第二侧的中心点截面中具有不同于第一弯曲的第二弯曲。第二弯曲可以是球面的或者同样是非球面的。由此，鱼眼效应沿着有用图像的不同延伸方向可以具有不同的程度。这样，镜头的畸变可以与例如驾驶员辅助系统的成像需求相匹配。在所述透镜与图像传感器之间可以设有用于校正由所述透镜引起的散像(Astigmatismus)的另一透镜。散像可以通过透镜在不同方向上的不同弯曲决定。平行于有用图像的平面，透镜可以具有矩形形状的轮廓或者以下图形形状的轮廓：其轮廓在矩形与内切矩形的圆形之间。通过透镜轮廓的这种近似矩形的形状，不仅透镜而且鱼眼镜头可以被紧凑地构造。鱼眼镜头还可以包括另一透镜，其中，更接近有用图像的平面的那个透镜具有更相当于矩形的轮廓，而更远离有用图像的平面的那个透镜具有更相当于圆的轮廓。尤其是在透镜的不同方向上具有不同弯曲的情况下，出现散像形式的成像误差，所述成像误差可以通过光路中的附加的透镜来修正。通过所描述的透镜轮廓的构型，可以优化光学成像，而同时使镜头保持紧凑。根据本专利技术的成像系统包括所描述的鱼眼镜头以及设置在有用图像的区域中的图像传感器和用于根据镜头的几何成像来校正由图像传感器提供的图像的处理装置。通过相应地选择成像和校正，经校正的图像可以具有比具有旋转对称的透镜的类似成像系统更高的图像质量。附图说明现在参考附图进一步描述本专利技术，在附图中：图1示出了成像装置；图2示出了图1的成像装置的透镜；图3示出了图2的透镜的第一截面；图4示出了图2的透镜的第二截面；图5示出了图2的透镜的第三截面；以及图6示出了图2的透镜的俯视图。具体实施方式图1示出机动车的车载驾驶员辅助系统的成像装置100。成像装置100包括镜头105、图像传感器110和处理装置115。图像传感器110通常是例如基于CCD的数字图像传感器。图像传感器110具有划分成各个像素(Pixel)的光敏表面，其中，沿图像传感器110的侧边像素密度通常是相同的。处理装置115可以与图像传感器110一起施加在镜头105上。在另一实施方式中，处理装置115也可以设置成略微远离图像传感器110和镜头105并且例如借助线缆与图像传感器110连接。处理装置115包括可编程的微计算机，其被设置用于由通过图像传感器110提供的图像数据以数字形式提供经准备的图像。为此，处理装置115与接口120连接。在一个实施方式中，驾驶员辅助系统的分析处理也可以在处理装置115上运行，其中，通过接口120提供的数据不一定必须包括经准备的图像数据，而是可以主要表示处理结果。成像装置100优选是机动车的车载驾驶员辅助系统的组成部分，但是也可以用在另一周围环境、例如全景摄影中。镜头105包括第一透镜125和第二透镜130。在其他实施方式中，镜头105也可以包括或多或少的透镜125、130。根据需要，透镜125、130可以具有凹的弯曲或凸的弯曲，并且在必要时也可以彼此嵌塞(verkitten)。也可以在镜头105中设置其他透镜125、130。镜头105的透镜125、130可以单独地或者成组地存在。通常的镜头105包括8个组中的约12个透镜。在所示的实施方式中，第一透镜125具有基本上圆形的横截面并且向左凸地而向右凹地弯曲，其中，沿着垂直线的第一弯曲和垂直于绘图平面的第二弯曲彼此不同。第二透镜130具有在所述方向上可以不同的、双侧的凹的弯曲。但是，第二透镜130也可以是旋转对称的并且在必要时是球面的。第二透镜130的轮廓可以是圆的或者比第一透镜125的轮廓更接近矩形。光轴135通过透镜125、130的中心点并且通过图像传感器110的中心点。在光轴135上示出对象140。由对象140发出的光通过第一透镜125和第二透镜130落到图像传感器110上，其中，在镜头105的有用图像145中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2010.12.21 DE 102010063618.51.一种用于机动中的驾驶员辅助系统的鱼眼镜头(105)，其中：所述镜头(105)的视角(α)是至少180°；所述镜头(105)的第一透镜(125)与旋转体不同，使得所述镜头(105)的有用图像(145)是矩形的，其中，所述第一透镜(125)平行于所述有用图像(145)的平面具有矩形形状的轮廓或者如下图形形状的轮廓(605-620)：所述图形形状的轮廓在所述矩形(605)与一内切所述矩形的圆(620)之间。2.根据权利要求1所述的鱼眼镜头(105)，其特征在于，所述第一透镜(125)被如此成形，使得所述镜头(105)的成像至少在所述有用图像(145)的接近中间的区域中是线性划分的。3.根据权利要求1或2所述的鱼眼镜头(105)，其特征在于，所述第一透镜(125)被如此成形，使得所述镜头(105)的成像在外部区域中沿着所述有用图像(145)的侧边之一是至少部分等角的。4.根据权利要求1所述的鱼眼镜头(105)，其特征在于，所述第一透镜(125)在平行于所述有用图像(145)第一侧边的中心点截...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·福克，R·梅施恩默泽，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：