用于操作车辆的摄像头组件的方法和摄像头组件的制作方法

用于操作车辆的摄像头组件的方法和摄像头组件的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于操作车辆的摄像头组件的方法，其中在表面上显示至少一个图像信息项(12)。相对于表面的固有运动，以如下方式改变至少一个图像信息项(12)，其中至少大量补偿表面的固有运动。为此目的，通过摄像头组件的摄像头捕获至少两个连续的图像，其中识别在连续图像两者中存在的至少一个参考物体(16)。在表面的固有运动期间，关于至少一个参考物体(16)固定至少一个图像信息项(12)。本发明进一步涉及摄像头组件。
【专利说明】用于操作车辆的摄像头组件的方法和摄像头组件

【技术领域】
[0001]本发明涉及用于操作车辆的摄像头组件的方法，其中在该车辆的表面上显示至少一个图像信息项。响应于表面的固有运动，以如下方式改变至少一个信息项，其中至少大量补偿表面的固有运动。本发明进一步涉及摄像头组件。

【背景技术】
[0002]DE 10 2009 045 169 Al描述了一种车辆的显示设备，该显示设备具有用于生成图像的图像生成器和具有用于将图像投影到车辆挡风玻璃上的成像光学器件。摄像头检测驾驶员的头部位置或视线。当检测驾驶员的头部运动或视线方向的变化时，评估设备用于以如下方式改变诸如方向箭头的图像物体的位置，其中图像物体以与驾驶员的视野中的真实物体模拟接触的方式呈现一致。如果车辆进行俯仰运动，则挡风玻璃类似地运动。当检测挡风玻璃(即投影表面)的这种固有运动时，补偿设备以如下方式改变图像对象的位置，其中补偿车辆的固有运动。
[0003]在US 2010/0292886 Al中同样公开了一种用于显示用以导航车辆的图形信息的平视显不器(Head-up-Display)。
[0004]在诸如车辆挡风玻璃的表面上或在屏幕或显示器上显示的图像信息项也被称为增强现实(Augmented Reality)。图像或视频利用计算机生成的额外信息补充作为插入或覆盖。
[0005]在主要用于导航目的的增强现实的现有技术应用中，以相对精确和有效的方式在表面的正确位置上执行指令插入。然而迄今为止补偿表面的固有运动的能力仍不能令人满意。因此诸如方向箭头的图像信息项并不看来相对位置保持静止，而是跳动。这显著损害增强现实的实用性。


【发明内容】

[0006]因此本发明的目的在于设计前述类型的方法以及摄像头组件，该方法和摄像头组件使得能够以简单和方便的方式特别大量地补偿固有运动。
[0007]该目的使用具有权利要求1的特征的方法和具有权利要求10的特征的摄像头组件解决。在从属权利要求中给出具有方便改进的有利实施方式。
[0008]在本发明的方法中，由摄像头组件的摄像头捕捉至少两个连续的图像。识别在该两个连续捕捉的图像中均存在的至少一个参考物体。在表面的固有运动期间，关于至少一个参考物体固定至少一个图像信息项。该基础为通过计算手段容易定位表示相同图像内容的像素块。如果以如下方式在表面上显示在表面上显示的信息项，其中信息项关于该像素块或参考物体固定，则可以简单并可靠地避免诸如该图像信息项的跳动的不期望运动。因此以简单的方式可获得表面的固有运动的特别大的补偿。因为图像信息项可以明确地与保持其预定目的结合，因此图像信息项对于摄像头组件的用户特别适用。摄像头组件的操作因此导致特别便利、简单和可用。
[0009]由于在表面的固有运动期间，图像信息项在相对于参考物体的相同位置上显示，因此可以补偿表面的相对迅速的固有运动，而包括摄像头组件，尤其是车辆的物体的更慢运动将不会导致图像信息项保持静止。
[0010]根据本发明的有利实施方式，如果在连续捕捉的图像中识别相对于彼此静止的多个参考物体，则确保至少一个图像信息项不随着运动参考物体一起运动特别简单。
[0011]在本发明的另一个有利实施方式中，将至少一个图像信息项投影到被配置为车辆挡风玻璃的表面上。在该图像信息的表示中，后者借助平视显示器被插入真实世界环境中。特别是车辆的俯仰和/或旋转和/或偏航被补偿为固有运动。随着车辆围绕其横轴、其纵轴和/或围绕其垂直轴的这些运动，车辆的挡风玻璃，即在其上投影图像信息的表面，同样不可避免地执行俯仰、旋转或偏航运动。在该情况下，图像信息相对于参考物体的固定可确保例如车辆的俯仰运动不会对于观察者在图像信息的显示上具有任何干扰影响。操作车辆因此变得更容易，并且可以特别有效的方式避免相同操作的错误。
[0012]也可以在被配置成显示器或屏幕的表面上示出至少一个图像信息，其中将显示器或屏幕的运动补偿为固有运动。例如如果摄像头组件的用户将摄像头瞄准车辆的部件，并且在摄像头的显示器上显示说明该零件的文本信息和/或划界该部件的符号，则这是有益的。如果例如摄像头组件的用户没有保持摄像头充分静止，并且这导致显示器的运动(例如颤抖)，则与车辆部件相关联的图像信息仍将在信息的预定位置上保持静止。
[0013]然而显示器同样可以固定地相对于车辆布置并且然后可以随着车辆移动。在这种情况下，同样通过在此描述的方法补偿显示器的运动。
[0014]特别是使用车辆中的至少一个图像信息项，如果车辆的固有运动并不导致图像信息项的干扰运动，则对于同样的简单、安全操作是有利的。
[0015]为了补偿表面的固有运动,可以在表面的垂直方向和/或横向方向上移位至少一个图像信息项。如果在车辆中布置表面，则因此可以以特别有效的方式补偿车辆的俯仰和/或偏航运动。
[0016]如果为了补偿表面的固有运动，至少在区域中放大和/或缩小至少一个图像信息项同样已经被证明是有利的。尤其通过减少图像信息项的大小可同样以特别有效的方式降低相同的运动可察觉性。通过至少在区域中的至少一个图像信息项的放大和/或缩小，可以以如下方式显示失真的后者，其中可以考虑在表面的观察者的视角中的变化。如果由车辆的固有运动导致视角中的变化，则这特别适用。
[0017]如果在本发明的另一个有利实施方式，旋转至少一个图像信息项以便补偿表面的固有运动，则如果在车辆中布置表面时，可以特别有效地补偿车辆的旋转运动。
[0018]已经同样证明如果遮蔽至少一个图像信息项以便补偿表面的固有运动是有利的。这确保图像信息的显示将不会导致摄像头组件的用户获得遭受不正确的解释或歧义的信肩、O
[0019]最后，已经证明如果将促进车辆导航的元素显示为至少一个图像信息项，则这是有利的。然后信息项以特别显见的方式在车辆操作中辅助驾驶员。例如，箭头可指示车辆应当在周围环境的特定点处上转向。如果该箭头由于车辆的固有运动而同样移动，换句话说没有补偿车辆的固有运动，则难以将箭头明确地与实际转向点关联。结果驾驶员可能减速并阻碍交通或在错误的点处转向。在此描述的运动补偿方法将避免发生这种情况。
[0020]然而作为促进车辆导航的图像信息，同样可以在表面上显示诸如轨道线或车道标记的线，并且因此促进车辆的安全导航。
[0021]用于本发明的车辆的摄像头组件包括用于在表面上显示至少一个图像信息项的图像生成器，以及被配置为至少大量补偿表面的固有运动的补偿设备。补偿设备可被用于响应于表面的固有运动来更改至少一个图像信息项。摄像头组件包括用于捕捉至少两个连续图像的摄像头。摄像头组件的评估设备用于识别在连续图像两者中存在的至少一个参考物体。补偿设备用于在表面的固有运动期间关于至少一个参考物体固定至少一个图像信息项。该摄像头组件使得能够以简单且方便的方式相当大量地补偿固有运动。
[0022]对本发明的方法所描述的优点和优选实施方式同样适于本发明的摄像头组件。
[0023]在当前说明中提及的特征和特征组合以及在附图的如下说明中所提及特征和特征组合和/或仅在附图中示出的特征和特征组合可不仅用于给出的每个组合，也用于其他组合或单独应用而不超出本发明的范围。

【专利附图】

【附图说明】
[0024]本发明的其他优点、特征和细节将从权利要求，优选实施方式的如下描述以及参考附图中显现。在附图中示出:
[0025]图1借助在车辆的真实世界周围环境中的平视显示器以及在车辆周围环境中由摄像头检测的参考物体插入的转向箭头；以及
[0026]图2车辆周围环境和它如何响应于车辆的俯仰运动调节自身的另一视图架构，其中由于所述转向箭头关于参考物体的固定转向箭头保持在其预定位置处插入。

【具体实施方式】
[0027]图1示出如在车辆的驾驶员(未示出)的视野中透过车辆的挡风玻璃看到的车辆周围环境10。作为人工生成的图像信息项的示例，在车辆周围环境10中插入转向箭头12。这因为平视显示器的图像生成器将转向箭头12投影到车辆挡风玻璃上来发生。转向箭头指示应在十字路口 14处转向，并且作为促进车辆导航的图像信息项的示例示出。例如借助在驾驶员的视野中的插入来投影到车辆周围环境10中的该图像信息项也被称为增强现实(Augmented Reality)。
[0028]可能由于制动车辆而可以执行俯仰运动，换句话说为围绕其横向轴的旋转运动。如果在这种情况下转向箭头12在相同的位置中保持如图1中所示的投影表面的视图框架一样，则它将随着投影表面移动。转向箭头12然后将不再位于十字路口 14的水平，并且驾驶员将难以将转向箭头12与所期望的转向点相关联。
[0029]为了避免发生这种情况，包括用于显示转向箭头12的图像生成器的车辆摄像头组件具有补偿设备，该补偿设备能够补偿车辆的固有运动。因此转向箭头12的位置响应于车辆的固有运动而变化。为此，车辆的摄像头组件的摄像头连续捕捉图像。摄像头组件的评估设备被配置为识别在每个连续图像中存在的这些连续图像中的参考物体。为此，在由摄像头捕获的图像中执行相同图像单元的搜索。在当前情况下，该停止线不仅在如图1的图像和图2的图像两者中存在的停止线16被识别为该参考物体的示例。
[0030]例如在图2的图像中，由于车辆的俯仰运动而不再看见如图1的图像中示出的交通灯18。然而车辆的方向盘20的顶部位于在挡风玻璃处观看的观察者视野内。如果如在图1中示出的图像中一样在相同的绝对位置处插入转向箭头12，则它将大致位于方向盘20的水平。
[0031]然而在当前情况下，转向箭头12关于在连续图像中的未变化参考物体，特别是停止线16而固定。结果转向箭头12仍将在其中假设车辆转向的十字路口 14的水平上显示。因此不仅是以转向箭头12的形式特别良好地保持增强现实，而且作出规定以使得观察者可以明确地将转向箭头12与十字路口 14相关联。这促进车辆的操作，例如使得可以避免错误的转向。
[0032]为此，在当前情况下将静态参考物体(即停止线16)识别为转向箭头12的参考点的评估器也可以使用图像内容，该图像内容从一个图像到下一个图像改变它们的位置。特别是可以作出进一步规定以使得参考多个参考物体固定转向箭头12，这些参考物体关于彼此在连续捕捉的图像中本身是静止的。
[0033]基于在连续捕获的图像中用于运动补偿或运动校正的算法而识别的停止线16根据图1和图2的各自的视图框架中改变位置。然而通过停止线16的识别，作出固定参考点的规定并且转向箭头12因此可在关于停止线16的相同位置处画出简图。
[0034]在平视显示器的情形下，经由通过挡风玻璃可视的真实世界图像的分析将道路上的停止线16识别为参考物体。位于车辆外的该参考物体用于图像信息项的位置定向(即在示例中的转向箭头12的位置定向)，该图像信息项被投影在挡风玻璃上并因此覆盖在真实世界图像上。投影到挡风玻璃上的图像信息项(即示例中的转向箭头12)的位置然后响应于投影表面(即挡风玻璃)的位置持续地调整。因此确保投影的图像信息项与真实世界图像的限定覆盖精度。
[0035]如果转向箭头12或类似的图像信息并未被投影到车辆的挡风玻璃上，而是与由摄像头捕获的图像混合，换句话说覆盖在该由摄像头捕获的图像上，则在当前情况下描述的运动补偿类型也是可行的。特别是可以在显示器，例如车辆的中央显示器上复制摄像头的该真实世界图像。
[0036]为了将转向箭头12关于停止线16固定，即使在车辆的俯仰运动并因此同样在投影表面的俯仰运动的情况下，可以确定并且进而保持在这两个物体之间的距离22。
[0037]摄像头部件特别可应用在包括例如导航、电话、音频和视频源，包含到通信系统的其连接以及用于其他汽车应用的其用途的的车辆应用领域中。
【权利要求】
1.一种方法，用于操作车辆的摄像头组件，其中在表面上显示至少一个图像信息项(12)，其中响应于所述表面的固有运动以如下方式改变所述至少一个图像信息项(12)，其中至少大量补偿所述表面的固有运动， 所述方法的特征在于， 由所述摄像头组件的摄像头捕获至少两个连续的图像，其中识别在连续图像两者中存在的至少一个参考物体(16)，并且其中在所述表面的固有运动期间关于所述至少一个参考物体(16)固定所述至少一个图像信息项(12)。
2.根据权利要求1所述 的方法， 其特征在于， 识别在连续捕捉的图像中物体关于彼此静止的多个参考物体(16)。
3.根据权利要求1或2所述的方法， 其特征在于， 将所述至少一个图像信息项(12)投影到被配置为车辆的挡风玻璃的表面上，其中将所述车辆的俯仰和/或旋转和/或偏航补偿为固有运动。
4.根据权利要求1至3中的一项所述的方法， 其特征在于， 在被配置为显示器的表面上示出所述至少一个图像信息项(12)，其中将特别布置在所述车辆中的所述显示器的运动补偿为固有运动。
5.根据权利要求1至4中的一项所述的方法， 其特征在于， 为了补偿所述表面的固有运动，在所述表面的垂直方向和/或横向方向上移位所述至少一个图像信息项(12)。
6.根据权利要求1至5中的一项所述的方法， 其特征在于， 为了补偿所述表面的固有运动，至少在区域中放大和/或缩小所述至少一个图像信息项(12)。
7.根据权利要求1至6中的一项所述的方法， 其特征在于， 为了补偿所述表面的固有运动，旋转所述至少一个图像信息项(12)。
8.根据权利要求1至7中的一项所述的方法， 其特征在于， 为了补偿所述表面的固有运动，遮蔽所述至少一个图像信息项(12)。
9.根据权利要求1至8中的一项所述的方法， 其特征在于， 将促进所述车辆的导航的元素，特别是箭头(12)或线，显示为至少一个图像信息项。
10.用于车辆的摄像头组件，该摄像头组件具有用于在表面上显示至少一个图像信息项(12)的图像生成器，并且具有被配置为用于至少大量补偿所述表面的固有运动的补偿设备，该补偿设备可用于响应于所述表面的固有运动改变所述至少一个图像信息项(12)， 其特征在于，所述摄像头组件包括摄像头，该摄像头用于捕获至少两个连续的图像，其中评估设备用于识别在连续图像两者中存在的至少一个参考物体(16)，并且其中所述补偿设备用于在所述表面的固有运动期间关于所述至少一个参考物体(16)固定所述至少一个图像信息项 (12)。
【文档编号】G02B27/01GK104081255SQ201280068408
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2012年12月12日 优先权日:2012年2月2日
【发明者】C·迈霍夫尔 申请人:戴姆勒股份公司