图像获取设备，其操作方法，及驾驶员辅助系统与流程

本发明涉及一种用于车辆的驾驶员辅助系统的图像获取设备。

背景技术：

上述类型的图像获取设备以各种方式用于现代车辆，特别是用于半自动和自动驾驶车辆。图像获取设备是驾驶员辅助系统的一部分，例如，摄像机监视系统，也称为镜子更换系统或后视设备，或全景系统。

这些驾驶员辅助系统用于经由显示设备将借助于图像获取设备获取的图像显示给车辆的乘客。然而，除此之外，这种图像获取设备还用于驾驶员辅助系统，其中通过图像获取设备获取的数据在不显示给乘客的情况下经过处理，并且其他车辆系统受这些数据的控制或影响。这种类型的驾驶员辅助系统例如是车道保持系统、交通标志识别助手、车道变换助手或盲点监控设备。

为了使这些驾驶员辅助系统准确地起作用，重要的是能够无间隙地处理由图像获取设备提供的数据。

然而，直接照射在图像获取设备上的环境光(例如直射阳光或来自接近车辆的近光)引起一定问题。由图像获取设备提供的图像信息受到这些外部影响，使得入射光周围的结构或元件不再能够令人满意地成像，或者由图像获取设备提供的数据质量不足以达到由驾驶员辅助系统可靠地处理的程度。

技术实现要素：

因此，本发明的目的是进一步开发现有技术中已知的用于驾驶员辅助系统的图像获取设备，从而克服现有技术的缺点。具体地，提供了图像获取设备，其不管有没有诸如阳光或其他车辆的近光或其反射之类的额外环境光照射在图像获取设备上，都可以提供质量足够的图像数据。

根据本发明，通过一种图像获取设备满足上述目的，所述图像获取设备包括至少一个光入射元件(lightentryelement)和至少一个图像获取传感器，其中来自所述光入射元件的光线形式的图像信息沿着射线路径照射在所述图像获取传感器上，并且所述图像获取设备包括具有在至少第一频率范围内的可变半透明度的至少一个暗化元件。

以特别优选的方式，所述暗化元件配置成至少部分地(atleastinareas)呈至少一个暗化矩阵形式，布置在所述光入射元件的远离所述图像获取传感器的一侧上，至少部分地由所述光入射元件包含，布置在所述射线路径上，和/或至少部分地由所述图像获取传感器包含。

在上述两种实施形式中，特别优选的是，所述暗化元件包括智能玻璃、电致变色玻璃、热致变色玻璃、液晶玻璃、聚合物分散的液晶玻璃、电润湿系统和/或至少一种可变暗的涂层和/或箔。

根据本发明的图像获取设备的特征还可以在于，所述图像获取设备包括至少一个传感器元件，所述至少一个传感器元件用于感测照射在所述图像获取设备上的光的至少一个光参数；特别地，所述图像获取设备是所述光入射元件、所述图像获取传感器和/或所述暗化元件；特别地所述光参数是至少一个矩阵的光强度、亮度、极化和/或预定覆盖范围，特别地所述光强度是第二频率范围内的光强度，优选地所述光强度是至少部分地对应于所述第一频率范围的光强度，其中特别地，所述参数可借助于所述传感器元件检测到，以便在一维、二维和/或三维中进行空间分辨(spatiallyresolved)和/或定向分辨(directionallyresolved)。

在上述实施形式中进一步有利的是，所述传感器元件至少部分地由所述图像获取传感器包含，由所述图像获取传感器形成，由至少一个另外的图像获取传感器形成，至少部分地由环境光传感器包含，和/或由所述环境光传感器形成，特别地，所述环境光传感器由所述驾驶员辅助系统包含。

根据本发明的图像获取设备的特征还可以在于至少一个控制设备，所述控制设备与所述图像获取传感器、所述光入射元件、所述暗化元件、用于显示借助于所述图像获取设备获取的图像的显示设备和/或与所述传感器元件可操作地通信。

还优选的是，所述暗化元件和/或所述控制设备设置成根据所述光参数改变至少一些区域中的所述暗化元件的半透明度，特别地改变至少第一子区域中的所述暗化元件的半透明度，特别地至少所述第一子区域可借助于所述控制设备限定，优选地使用所述车辆和/或所述图像获取设备的静态数据限定，特别地所述静态数据是几何数据，例如姿态角和/或俯仰角。

在上述实施形式中，本发明可以规定，所述暗化元件的半透明度是可变的，特别是在所述第一子区域中的所述暗化元件的半透明度是可变的，使得照射在所述图像获取传感器上的光量，特别是照射在所述图像获取传感器的第二子区域上的光量保持低于第一阈值，并且优选地，所述第一阈值取决于所述图像获取传感器的至少一个过载限制，特别是在所述第二子区域中的至少一个过载限制，取决于所述图像获取设备的至少一个眩光值(dazzlevalue)和/或所述图像获取传感器上的部分光入射。

还优选的是，所述光入射元件包括至少一个光阑；至少一个透镜；至少一个物透镜；至少一个防护玻璃；至少一个滤光器元件，优选地所述至少一个滤光器元件用于过滤至少在第三频率范围内的光，优选地所述光至少部分地对应于所述第一频率范围和/或对应于所述第二频率范围；和/或至少一个涂层，特别地所述至少一个涂层是抗反射涂层；和/或更高的抗刮擦性、更高的抗断裂性、疏水特性、亲水特性、莲花效应特性和/或风噪声最小化特性，例如形状、表面和/或轮廓。

最后，根据本发明的图像获取设备的特征可以在于，提供多个暗化元件，特别地，至少部分地在不同的第一频率范围内，不同的第一子区域至少部分地，和/或不同的第二子区域至少部分地可借助于不同的暗化元件影响和/或改变。

本发明进一步提供了驾驶员辅助系统，其包括至少一个根据本发明所述的图像获取设备。

关于所述驾驶员辅助系统的进一步建议如下：所述驾驶员辅助系统至少部分地包括和/或形成至少一个后视设备、至少一个车道保持助手、至少一个交通标志识别助手、至少一个车道变换助手、至少一个盲点监测设备、至少一个紧急制动系统、至少一个距离警告系统、至少一个防撞系统、至少一个注意力监测助手、至少一个驾驶员注意力监测系统、至少一个停车助手、至少一个环境监测系统、至少一个全景系统、转向辅助系统、对象识别系统、保护识别系统和/或对象分类系统，特别地所述对象识别系统是行人识别系统。

本发明还提供了一种用于操作驾驶员辅助系统的图像获取设备的方法，特别地所述图像获取设备是根据本发明的图像获取设备和/或所述驾驶员辅助系统是根据本发明的驾驶员辅助系统，其中所述图像获取设备进一步包括至少一个图像获取传感器和至少一个暗化元件，所述暗化元件相对于包含图像信息并照射在所述图像获取传感器上的光的传播路径被布置在所述图像获取传感器的前面，其中根据照射在所述图像获取设备上的所述光的参数在至少第一频率范围内改变所述暗化元件的半透明度。

利用本发明，建议将所述光的亮度、光强度、入射角和/或炫目角用作参数，特别地所述光在第二频率范围内，优选地所述光至少部分地对应于所述第一频率范围。

在上述两种实施形式中，特别优选的是，所述暗化元件的半透明度在至少第一子区域中改变，优选地所述暗化元件的半透明度唯独在所述第一子区域中改变。

本发明还建议，所述半透明度根据照射在所述图像获取传感器的第二子区域上的光的参数而改变，特别地所述半透明度根据超过阈值而改变，所述阈值例如是过载限制和/或眩光值。

最后，根据本发明的方法的特征可以在于，所述第一子区域根据所述第二子区域在所述图像获取传感器上的位置来确定，特别地所述第一子区域通过所述第二子区域在所述暗化元件上的投影来确定。

因此，本发明基于以下令人惊讶的见解：驾驶员辅助系统的图像获取设备，特别是由图像获取设备提供的用于显示或进一步处理的数据的质量，可以改进，因为可以防止由诸如直射阳光或近光之类的环境光产生的炫目效果。因此，发明人已经认识到，可以大大提高所提供数据的质量，特别是能够实现无问题的进一步处理，因为在由图像获取设备获取的图像内避免了眩光。因此，认识到，图像内的眩光是由图像获取设备提供的数据的无问题的进一步处理并不总是可行的原因所在；特别地，由于相应的炫目，不再可能分辨出位于眩光区域中的轮廓和元件。此外，使用可变暗化元件使得有可能在整个所需区域上提供高质量的图像数据，特别是在外部光照射出现的情况下，而且在夜光情况或黄昏情况下以及在炫目之外的图像阴影或者低对比度区域中提供高质量的图像数据。

根据本发明规定，光源和图像获取设备(特别是所述图像获取设备的图像获取传感器)之间的半透明度可借助于所述暗化元件改变，使得可以实现照射在所述图像获取传感器上的光的暗化或遮蔽。优选地，所述暗化仅部分地在眩光出现的区域中进行，即，特别是进行掩蔽。

特别优选的是，所述暗化元件包括一种或多种电致变色或热致变色复合玻璃。所述暗化元件可以布置在所述图像获取设备(特别是所述图像获取设备的光入射元件)前面的光路中。而且，可以提供其中集成有所述暗化元件的前玻璃或防护玻璃。优选地，所述前玻璃或防护玻璃进一步具有某些特性，例如抗刮擦性和/或抗断裂性，例如通过例如大猩猩玻璃(gorillaglass)实现的特性。红外线滤光器和/或滤色器、反射涂层和疏水涂层或亲水涂层也可以集成在所述光入射元件或前玻璃或防护玻璃中。

所述暗化元件也可以位于所述防护玻璃、光入射元件和图像获取传感器之间的区域中，例如，位于所述图像获取设备的透镜系统的前面、后面或内部。还可设想到，所述暗化元件布置在所述图像获取传感器上或集成在其中。

特别地，通过使用所述暗化元件的电致变色复合玻璃，所述暗化元件可以具有平面或曲面，因此其自身可以用作附加的光学元件。

所述暗化元件的致动，特别是所述暗化元件(特别是ec玻璃)的(部分)半透明度的改变由至少一个光敏传感器元件实现。所述传感器元件可以至少部分地由所述图像获取传感器形成，可以包括另外的图像获取传感器或者可以是用于测量环境光的传感器。

在这方面，特别有利的是，可以使用已经存在于驾驶员辅助系统中的传感器元件，例如图像获取设备的图像获取传感器或借此可以控制例如自动近光的环境光传感器。

由所述光敏传感器提供的数据被传送到控制设备或一个或多个电子模块，其将传感器数据转换成相应的值，并且所述暗化元件的半透明度通过所述暗化元件的相应致动来控制。

有利地，由所述传感器元件提供的数据和/或提供给所述暗化元件的数据被传送到图像处理链(例如图像信号处理器)，其随后可以控制所述图像获取设备的其他参数和/或可以适应和/或修改图像处理软件或图像处理程序。

如已经提到的，可以在由所述图像获取设备获取的整个图像部分上借助于暗化设备改变半透明度。然而，在替代的优选实施形式中，也有可能部分地控制所述暗化元件的半透明度。因此，在所述控制设备中执行的相应算法使得有可能仅实现对所述暗化元件的子区域的控制，特别是仅使导致所述图像获取传感器的至少一个子区域中的眩光的外部光源的那些区域变暗。以这种方式，相应地实现了所述图像获取传感器的部分掩蔽。

还可以借助于所述传感器元件来感测照射在所述图像获取设备上的光的其他参数，并且可以根据这些其他参数来控制所述暗化元件。例如，可以执行对照射在所述图像获取设备(特别是图像获取传感器)上的光的频率分析，并且可以仅对预定的频率范围执行所述暗化元件的部分暗化。

附图说明

本发明的其他特征和优点从以下描述中显而易见，其中参考示意图解释了本发明的优选实施形式。

其中：

图1示出了根据本发明的图像获取设备的第一实施形式的示意性剖视图；

图2示出了根据本发明的图像获取设备的第二实施形式的示意性剖视图；

图3示出了根据本发明的图像获取设备的第三实施形式的示意性剖视图；

图4示出了说明通过暗化元件的部分掩蔽的示意图。

具体实施方式

根据图1，根据本发明的图像获取设备1包括呈透镜系统3形式的光入射元件和图像获取传感器5。

图像获取设备1布置在壳体7的内部，并且光沿着光束路径s通过孔9入射到壳体7中。根据本发明规定，包括暗化元件11的防护玻璃10布置在孔9中。特别地，暗化元件11包括电致变色玻璃(ec玻璃)。为此，电解质层15布置在玻璃元件13之间。暗化元件11的半透明度可以通过向电解质层15施加电压来改变。

根据本发明规定，图像获取传感器5借助于线17连接到未示出的控制设备。此外，控制设备经由未示出的连接件连接到暗化元件11。

根据借助于图像获取传感器5提供的数据，控制暗化元件11，使得在由于眩光检测到图像获取传感器5的至少一个子区域过载的情况下，改变暗化元件11，使得其半透明度减小，直到照射在图像获取传感器5上的光量或亮度减少，使得图像数据值减小到低于阈值或眩光值。

以这种方式，由图像获取传感器5提供的数据可以容易地路由到车辆内部的显示设备(未示出)，并且位于外部光入射区域中的轮廓或元件还有可能在显示设备上被驾驶员无疑地识别出并确定。

图2中示出了图像获取设备1'的替换实施形式。与图像获取设备1的元件相对应的图像获取设备1'的元件由相似的附图标记表示，只是添加了单角分符号。

与图像获取设备1相反，图像获取设备1'中的暗化元件11'没有集成在防护玻璃10'中，而是集成在透镜系统3'形式的光入射元件中。在这方面，特别有利的是，除了诸如透镜功能之类的半透明度的可调节性之外，暗化元件11'还可以实现其他光学特性。如已经陈述的那样，根据借助于图像获取传感器5'提供的数据，经由未示出的控制设备控制暗化元件11'。

图3示出了根据本发明的图像获取设备1”的第三实施形式。与图像获取设备1的元件相对应的图像获取设备1”的元件由相似的附图标记表示，只是添加了双角分符号。

与图1和2中所示的图像获取设备1、1'相反，图像获取设备1”中的暗化元件11”直接布置在图像获取传感器5”的前面，特别地暗化元件11”集成在图像获取传感器5”中。

在未示出的实施形式中，特别优选的是，使用多个暗化元件，特别是使用暗化元件11、11'、11”的组合。这提供了以下优点：可以使用不同的暗化元件，并且因此，可以在不同的频率范围内改变半透明度。以这种方式，也可以通过暗化元件同时实现滤光功能，并且可以改变照射在图像获取传感器上的光的颜色组成，使得可以通过由图像获取传感器提供的数据实现图像内对比度的增加。

在未示出的实施形式中，还可以规定，提供给控制设备的值除了由图像获取传感器提供之外还可以由另一传感器元件提供。例如，可以使用另外的图像获取传感器或用于感测环境光的传感器。在这样做时，作为图像获取传感器5、5'、5”的替代或附加方案，这种传感器元件可以将值提供给控制设备。

也可以使用暗化元件，其使得有可能仅改变部分频率范围或其几何子区域的半透明度。

特别地，这种图像获取设备包括图4中示意性示出的暗化元件31，以及图像获取传感器33。

特别地，根据图4可以理解，暗化元件31可以包括具有x列35和y行37的矩阵。在这方面，有可能单独地控制由相应列35和相应行37定义的单独域(field)，即改变该域的半透明度，而与其他域无关。

因此，暗化元件31包括多个单独的暗化元件，特别是电致变色元件。

图像获取传感器33相对于暗化元件31布置在间隙d中。以传统方式，图像获取传感器33包括布置在a列36和b行38中的多个图像点bs(a/b)。例如，如果由光源39在图像点41的形式的第二子区域40中生成炫光，则单元43可以通过该图像点41或第二子区域40在暗化元件31的平面上的投影来限定第一子区域42。

然后，通过对暗化元件31的选择性控制，可以减少单元43中或第一子区域42中的半透明度，并且因此可以减小照射在图像点41或第二子区域40上的光强度，使得光强度下降到阈值以下。

单元43的暗化是取决于图像点41的亮度值的函数。由于暗化元件31和图像获取传感器33之间的投影和间隙d考虑了其他光学有源元件，例如透镜，相应数量的单元43被激活，以便有效地覆盖或掩蔽图像获取传感器33的光源。

为此目的利用了以下事实：生成眩光的元件39具有由车辆或图像获取设备的坐标系定义的坐标。由元件39发出的光(如近光)最初被投射到暗化元件31(如ec玻璃)上，并且通过暗化元件31被投射到图像获取传感器33上。借助于图4中未示出的控制装置，基于车辆或图像获取设备已知的静态数据，特别是几何数据(例如车辆上的位置和光获取方向以及图像获取设备的取向，例如姿态角和俯仰角)来计算暗化元件上暗化的区域。由控制设备(特别是包括计算机单元，通过该计算机单元执行预定算法)计算的值然后被提供给暗化元件31，使得暗化元件31以所需形式暗化借助于控制设备以所需的方式(特别是强度)计算的至少一个区域。

在前面的描述、权利要求和附图中披露的特征可以单独地和以任何组合的方式，以其各种实施形式，对本发明的而言是至关重要的。

附图标记列表

1、1'、1”图像获取设备

3、3'、3”透镜系统

5、5'、5”图像获取传感器

7、7'、7”壳体

9、9'、9”孔

10、10'、10”防护玻璃

11、11'、11”暗化元件

13、13'、13”玻璃

15、15'、15”电解质层

17、17'、17”线

31暗化元件

33图像获取传感器

35列

36列

37行

38行

39光源

40子区域

41图像点

42子区域

43单元

s、s'、s”射线路径