Search

EP-3528026-B1 - CAMERA SYSTEM FOR A MOTOR VEHICLE, MIRROR REPLACEMENT SYSTEM WITH SUCH A CAMERA SYSTEM AND DRIVER ASSISTANCE SYSTEM COMPRISING SUCH A SYSTEM

EP3528026B1EP 3528026 B1EP3528026 B1EP 3528026B1EP-3528026-B1

Inventors

  • LANG, WERNER
  • ENZ, ANDREAS
  • Redlingshöfer, Andreas

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20180307

Claims (14)

  1. A mirror replacement system, wherein the mirror replacement system is part of a commercial vehicle (10), comprising one or more camera systems (130), wherein the camera system (130) comprises: a capture unit (30), which comprises an optical element (301) and an image sensor (303) with an image sensor surface (304), wherein the optical element (301) has a distortion with a distortion curve r = f(α), wherein r is the distance of an object point depicted on the image sensor surface (304) to the intersection point of the optical axis (302) with the image sensor surface (304), and α is the angle between the optical axis (302) of the optical element (301) and the beam incident in the optical element (301) from the object point, the distortion curve r = f(α) for r w = f (α w ) has an inflection point (α w ; r w ) within 0 < r < r max , for which r" = f"(α w ) = d 2 r/dα 2 (α w ) = 0 applies, wherein r max is the distance r = f(α max ) on the image sensor surface (304) from the optical axis (302) to the most distant boundary point of the image sensor surface (304), and for the curvature if the distortion curve r " = f " α < 0 for 0 ° < α < α w r " = f " α > 0 for α w < α < α max applies , and a processing unit (120) to process the data of the capture unit (30) and/or a reproduction unit (110) for the reproduction of information captured using the capture unit perceptible to the driver of the vehicle, wherein the capture unit (30) is adapted to capture both the field of vision (11) of a main mirror according to ECE-R46, as well as the field of vision (12) of a wide-angle mirror according to ECE-R46 of the same side of the commercial vehicle (10), wherein the optical axis (302) of the optical element (301) of the capture unit (30) intersects the field of vision (11; 12) or one of the fields of view (11; 12), and wherein the optical axis (302) of the optical element (301) crosses one of the fields of view (11; 12) in an intersection point (S) at a maximum distance of 5m to a lateral boundary line (13) of the vehicle, wherein the lateral boundary line (13) is an intersecting line of a plane parallel to the central longitudinal plane of the vehicle, which passes through a lateral outermost point of the vehicle (10), with the horizontal, plane road.
  2. The mirror replacement system (130) according to claim 1, wherein the distortion curve r = f(α) has exactly one inflection point (α w ; r w ) within 0 < r < r max .
  3. The mirror replacement system (130) according to claim 1 or 2, wherein the gradient r' = dr/dα of the distortion curve r = f(α) is maximal within the range 0° < α < α w at the zero point r = f(0) = 0 of the distortion curve, or wherein the gradient r' = dr/dα of the distortion curve r = f(α) is maximal within the range α w < α < α max for α max (r = f(α max ) = r max ) of the distortion curve and/or wherein the gradient r' = dr/dα of the distortion curve r = f(α) is minimal at the inflection point r = f(α w ) = r w of the distortion curve.
  4. The mirror replacement system (130) according to any of the preceding claims, wherein the distortion curve r = f(α) is one of either a polynomial function f α = ∑ i = 0 n α i α i , a spline function, or a Bézier curve.
  5. The mirror replacement system (130) according to any of the preceding claims, wherein the centroid of the image sensor surface (304) and the intersection point of the optical axis (302) with the image sensor surface (304) do not coincide, wherein in particular the optical axis (302) is disposed eccentrically with respect to the image sensor surface (304).
  6. The mirror replacement system (130) according to any of the preceding claims, wherein the optical element (301) comprises one or more aspherical lenses, and/or wherein the optical element (301) comprises two or more lenses that are different from each other.
  7. The mirror replacement system (130) according to any of the preceding claims, wherein the optical element (301) has a rotationally symmetric distortion with regard to its optical axis (302), such that the distortion curves r = f(α) are identical for every angle of rotation β around the optical axis (302).
  8. The mirror replacement system (130) according any of the claims 1 to 6, wherein the optical element (301) has a distortion that is not rotationally symmetric with regard to its optical axis (302), such that a first distortion curve r 1 = f(α) for an angle of rotation β 1 around the optical axis, differs from a second distortion curve r 2 = f(α) for an angle of rotation β 2 around the optical axis.
  9. The mirror replacement system (130) according to claim 8, wherein the optical element (301) is anamorphic.
  10. The mirror replacement system according to any of the preceding claims, wherein the mirror replacement system is adapted to display two of more fields of view surrounding the vehicle such that they are visible to the driver of the vehicle, wherein preferably a first field of vision is visible in a first region of the reproduction unit and a second field of vision is visible in a second, optically separated region of the reproduction unit, wherein especially the mirror replacement system is adapted to capture the field of vision information of the two fields of view (11, 12) by means of a joint/common capture unit (30) of the camera system (130), and the processing unit (120) is adapted to separate and extract the data received from the capture unit (30) into information to be displayed in the first region of the reproduction unit and in the second region of the reproduction unit, respectively.
  11. The mirror replacement system according to claim 10, wherein the processing unit (120) is adapted to, depending on a driving direction of the vehicle captured, and transmitted to the processing unit (120) by a sensor, adjust the information extracted from the data captured by the capture unit for the first and/or second section in terms of to their position in the image captured by the capture unit (30).
  12. The mirror replacement system according to any of the preceding claims, wherein the mirror replacement system is adapted to visually display the information captured by the capture unit (30), and is further adapted to display one or more fields of view lying on a plane, horizontal part of the road surrounding the vehicle, on the reproduction unit (110) such that it is visible to the driver of the vehicle.
  13. The mirror replacement system according to any of the preceding claims, wherein a line of sight (14) perpendicular to the lateral boundary line (13), and that passes through the intersection point (S), and is limited by the limits of the field of vision of the main mirror, is in the range of the distortion curve r = f(α) for 0° < α < α w with r" = f‴(α) < 0, wherein preferably, the inflection point (α w ; r w ) is beyond the of the line of sight (14).
  14. A driver assistance system comprising a mirror replacement system according to any of the preceding claims.

Description

GEBIET DER ERFINDING Die Erfindung bezieht sich auf ein Kamerasystem für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Nutzfahrzeug. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Spiegelersatzsystem für ein Kraftfahrzeug, das ein solches Kamerasystem enthält, und auf ein Fahrerassistenzsystem für ein Kraftfahrzeug, das ein solches Kamerasystem enthält. STAND DER TECHNIK Kamerasysteme finden an bzw. in einem Fahrzeug derzeit immer häufiger Einsatz, beispielsweise als ein Kamerasystem, das im Rahmen eines Ergänzungssystems für konventionelle Spiegel am Fahrzeug eingesetzt wird, beispielsweise um dem Fahrer eines Pkws eine Parkhilfe zu geben. Weiterhin finden Kamerasysteme zunehmend Einsatz im Rahmen von sogenannten Spiegelersatzsystemen, bei welchen Spiegel, die für ein Kraftfahrzeug vorgeschrieben sind, wie beispielsweise Außenspiegel (Hauptspiegel), Innenspiegel an Pkws oder Weitwinkelspiegel und Frontspiegel an Nutzfahrzeugen, vollständig ersetzt werden. Bei solchen Spiegelersatzsystemen wird dem Fahrer des Fahrzeugs das entsprechende Sichtfeld, das herkömmlicherweise durch einen Spiegel einsehbar gemacht wird, dauerhaft und in Echtzeit auf einem Monitor oder einer anderen Wiedergabeeinheit beispielsweise im Innenraum des Fahrzeugs angezeigt, so dass der Fahrer des Fahrzeugs jederzeit Einsicht in das entsprechende Sichtfeld nehmen kann, obwohl kein Spiegel vorgesehen ist. Weiterhin finden Kamerasysteme am Fahrzeug im Rahmen von sogenannten Fahrerassistenzsystemen (ADAS) Einsatz, bei welchen entweder ebenfalls die von den Kamerasystemen aufgenommenen Daten, beispielsweise in Abhängigkeit von der jeweilig vorliegenden Fahrsituation, dem Fahrer des Fahrzeugs angezeigt werden, oder aber bei denen die erfassten Bilddaten ausgewertet werden, um andere Komponenten des Fahrzeugs zu steuern, wie beispielsweise im Rahmen von Abstands- und/oder Hinderniserkennung, Fahrbahnzustandserkennung, Spurhalteassistenten, Verkehrszeichenerkennung usw. Für den Einsatz am Fahrzeug ergeben sich entweder durch gesetzliche Vorschriften oder durch die Fragestellung bzw. den Einsatzzweck des Kamerasystems oftmals bestimmte Anforderungen an die Aufnahmeeinrichtung (z.B. Kamera) des Kamerasystems, beispielsweise im Hinblick auf die Auflösung, auf den Winkelbereich, den das Kamerasystem abzudecken hat, Anforderungen im Hinblick auf die Schärfe bezüglich der Bildtiefe und ähnlichem. Diese Anforderungen, beispielsweise um die gewünschten Daten aus den aufgenommenen Bilddaten extrahieren zu können, sind zeitweise zueinander gegenläufig, so dass beispielsweise gleichzeitig ein weiter Winkelbereich aufgenommen werden soll/muss und gleichzeitig in zumindest einem Bereich des aufgenommenen Winkelbereichs eine sehr hohe Auflösung und Tiefenschärfe erzielt werden muss. Daher ist es in der Regel erforderlich, für ein komplexeres Kamerasystem an einem Fahrzeug mehrere Aufnahmeeinheiten vorzusehen, auch wenn diese in gleiche bzw. überlappende Bereiche rund um das Fahrzeug gerichtet sind, und anschließend die durch die mehreren Aufnahmeeinheiten aufgenommenen Bilddaten zu kombinieren, beispielsweise zu einem gemeinsamen Bild. Alternativ kann durch Verwendung von mehreren Aufnahmeeinheiten jeder Aufnahmeeinheit eine eigene Aufgabe im Hinblick auf die verschiedenen, gegebenenfalls zueinander gegenläufigen Anforderungen zugewiesen werden und jeweils anschließend können diese mit den mehreren Aufnahmeeinheiten aufgenommenen Bilddaten derart analysiert werden, dass aus jedem Bild, beispielsweise für ein Fahrerassistenzsystem, die ihm zugewiesene und aus ihm zu entnehmende Information extrahiert wird. Dies bedeutet in der Praxis, dass in der Regel beispielsweise bei einem Spiegelersatzsystem die einzelnen Sichtfelder durch jeweils einzelne Aufnahmeeinheiten aufgenommen werden müssen, d.h. mindesten eine Aufnahmeeinheit pro Sichtfeld. Im Stand der Technik sind dazu vor allem im Fahrzeugbereich Kamerasysteme vorgesehen, bei denen mehrere getrennte Bildsensoren und Optiken, das heißt getrennte Aufnahmeeinheiten, vorgesehen sind, deren Bilddaten anschließend mittels Stitching zusammengefasst werden. Alternativ ist es auch bekannt, eine gemeinsame Optik mit mehreren Bildsensoren vorzusehen, die dann zu einer größeren Bildsensorfläche zusammengefasst werden und somit ein größeres Bild mit einer gemeinsamen Optik, aber getrennten (mehreren) Bildsensoren, erfasst werden kann. Aus der JP 2006343545 und der JP 2009058648 sind jeweils Kamerasysteme für einen Pkw bekannt, welche einen Bereich im Front oder Heckbereich des Pkw erfassen. Diese Kamerasysteme sind zusätzlich zu den herkömmlichen Fahrzeugspiegeln vorgesehen. Die Kamerasysteme weisen jeweils Linsenanordnungen auf, die eine spezielle Verzeichnungskurve besitzen, die innerhalb der abgebildeten Fläche auf dem Bildsensor einen Wendepunkt aufweisen. Aus der EP 2 881 927 A1 ist eine Warneinrichtung für einen Pkw und eine Außenspiegeleinrichtung für ein Fahrzeug bekannt. Dies enthält am seitlichen Außenspiegel eine Bilderfassu