Title:
Einrichtung zur optischen Erfassung einer Umgebung und Fahrzeug mit einer solchen Einrichtung
Document Type and Number:
Kind Code:
A1

Abstract:

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung (3) zur optischen Erfassung einer Umgebung der Einrichtung (3), mit einer Kamera (5) mit einem Bildsensor (7), einer Spiegelanordnung (9), die eingerichtet und angeordnet ist, um Licht aus der Umgebung auf den Bildsensor (7) zu lenken, und mit einer Recheneinrichtung (11), die mit dem Bildsensor (7) wirkverbunden und zur Auswertung von Bilddaten des Bildsensors (7) eingerichtet ist. Dabei ist vorgesehen, dass die Spiegelanordnung (9) in wenigstens zwei verschiedene Funktionszustände schaltbar ist, wobei in einem ersten Funktionszustand der wenigstens zwei Funktionszustände ein erster Umgebungsbereich der Umgebung auf dem Bildsensor (7) abbildbar ist, wobei in einem zweiten Funktionszustand der wenigstens zwei Funktionszustände ein zweiter, von dem ersten Umgebungsbereich verschiedener Umgebungsbereich der Umgebung auf dem Bildsensor (7) abbildbar ist, und wobei die Recheneinrichtung (11) eingerichtet ist, um von dem Bildsensor (7) aufgenommene Bilddaten des ersten Umgebungsbereichs und von dem Bildsensor (7) aufgenommene Bilddaten des zweiten Umgebungsbereichs zu einem den ersten Umgebungsbereich und den zweiten Umgebungsbereich darstellenden Gesamtbild zusammenzusetzen.





Inventors:
Hermann, Klaus, Dr.-Ing. (71116, Gärtringen, DE)
Rosenberger, Ralf, M.Sc. (71034, Böblingen, DE)
Application Number:
DE102017005527A
Publication Date:
01/04/2018
Filing Date:
06/10/2017
Assignee:
Daimler AG, 70327 (DE)
International Classes:
G03B37/00; B60R1/00; B60R16/02; G02B26/10; G03B41/00; H04N7/18
Domestic Patent References:
DE202014101550U1N/A2015-07-07
Claims:
1. Einrichtung (3) zur optischen Erfassung einer Umgebung der Einrichtung (3), mit
– einer Kamera (5) mit einem Bildsensor (7),
– einer Spiegelanordnung (9), die eingerichtet und angeordnet ist, um Licht aus der Umgebung auf den Bildsensor (7) zu lenken, und mit
– einer Recheneinrichtung (11), die mit dem Bildsensor (7) wirkverbunden und zur Auswertung von Bilddaten des Bildsensors (7) eingerichtet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
– die Spiegelanordnung (9) in wenigstens zwei verschiedene Funktionszustände schaltbar ist, wobei
– in einem ersten Funktionszustand der wenigstens zwei Funktionszustände ein erster Umgebungsbereich der Umgebung auf dem Bildsensor (7) abbildbar ist, wobei
– in einem zweiten Funktionszustand der wenigstens zwei Funktionszustände ein zweiter, von dem ersten Umgebungsbereich verschiedener Umgebungsbereich der Umgebung auf dem Bildsensor (7) abbildbar ist, und wobei
– die Recheneinrichtung (11) eingerichtet ist, um von dem Bildsensor (7) aufgenommene Bilddaten des ersten Umgebungsbereichs und von dem Bildsensor (7) aufgenommene Bilddaten des zweiten Umgebungsbereichs zu einem den ersten Umgebungsbereich und den zweiten Umgebungsbereich darstellenden Gesamtbild zusammenzusetzen.

2. Einrichtung (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Funktionszustände so ausgebildet sind, dass der erste Umgebungsbereich und der zweite Umgebungsbereich
– miteinander überlappen, oder
– nahtlos aneinandergrenzen, oder
– getrennt voneinander angeordnet sind.

3. Einrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegelanordnung (9) in eine Vielzahl von Funktionszustände schaltbar ist.

4. Einrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gesamtbild von wenigstens 120° bis höchstens 360°, insbesondere 180°, insbesondere 240°, insbesondere 300°, insbesondere 360° der Umgebung der Einrichtung erfasst.

5. Einrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung (15), die mit der Spiegelanordnung (9) und mit der Kamera (5) wirkverbunden und eingerichtet ist, um die Spiegelanordnung (9) mit einer Bildwiederholrate der Kamera (5) zu schalten.

6. Einrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegelanordnung (9) eine Vielzahl von Mikrospiegeln aufweist.

7. Fahrzeug (1), mit einer Einrichtung (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 6.

8. Fahrzeug (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera (5) entgegen einer bestimmungsgemäßen Vorwärts-Fahrtrichtung des Fahrzeugs (1) orientiert ist, wobei die Spiegelanordnung (9) so angeordnet und ausgebildet ist, dass eine in Vorwärts-Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug (1) angeordnete Umgebung auf dem Bildsensor (7) abbildbar ist.

9. Fahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 7 und 8, gekennzeichnet durch eine Anzeigeeinrichtung (17) zur Anzeige des Gesamtbilds an einen Fahrer des Fahrzeugs (1).

10. Fahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, gekennzeichnet durch eine Fahrzeugsteuerungseinrichtung (19), die eingerichtet ist zur autonomen Steuerung des Fahrzeugs (1), wobei die Fahrzeugsteuerungseinrichtung (19) mit der Recheneinrichtung (11) wirkverbunden und eingerichtet ist, um das Gesamtbild zur autonomen Steuerung des Fahrzeugs (1) zu verwenden.

Description:

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur optischen Erfassung einer Umgebung der Einrichtung sowie ein Fahrzeug mit einer solchen Einrichtung.

Aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift DE 20 2014 101 550 U1 geht eine 3D-Kamera mit einem Bildsensor zur Erfassung von dreidimensionalen Bilddaten aus einem Sichtbereich und mit einer dem Bildsensor vorgeordneten Panoramaspiegeloptik hervor, wobei die Geometrie der Panoramaspiegeloptik keinen Rotationskörper bildet. Dies hat den Vorteil, dass durch die Formgebung der Panoramaspiegeloptik eine Umverteilung von Messpunkten erreicht und damit besonders interessante Teilbereiche der Umgebung auf Kosten weniger interessanter Teilbereiche genauer erfasst werden können. Gemäß einer Ausgestaltung kann die Panoramaspiegeloptik verformbar, verdrehbar und/oder verkippbar sein, sodass ein bevorzugter Teilbereich des Sichtfeldes mit besonders vielen Messpunkten beispielsweise auch bei Kurvenfahrten in Fahrtrichtung liegen kann, oder mit einem Beschleunigungssensor erfasste Kippbewegungen an Bodenwellen oder Streckenabschnitten mit Gefälle ausgeglichen werden können. Generell besteht bei derartigen Kamerasystemen ein Widerspruch zwischen einer ersten Anforderung, eine Optik mit möglichst großem Öffnungswinkel bereitzustellen, und einer zweiten Anforderung, eine möglichst hohe Winkelauflösung, insbesondere in Pixel/Grad, bereitzustellen. Bei Betrachtung eines bestimmten Bildsensors führt eine Vergrößerung des Öffnungswinkels zu einer geringeren Winkelauflösung, wobei sich umgekehrt eine höhere Winkelauflösung nur mit einem kleineren Öffnungswinkel erzielen lässt. Eine Erhöhung der Auflösung des Bildsensors ist nicht immer möglich oder teuer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur optischen Erfassung einer Umgebung sowie ein Fahrzeug mit einer solchen Einrichtung zu schaffen, wobei die genannten Nachteile nicht auftreten.

Die Aufgabe wird gelöst, indem die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche geschaffen werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem eine Einrichtung zur optischen Erfassung einer Umgebung der Einrichtung geschaffen wird, welche eine Kamera mit einem Bildsensor sowie eine Spiegelanordnung aufweist, wobei die Spiegelanordnung eingerichtet und angeordnet ist, um Licht aus der Umgebung auf den Bildsensor zu lenken. Die Einrichtung weist außerdem eine Recheneinrichtung auf, die mit dem Bildsensor wirkverbunden und zur Auswertung von Bilddaten des Bildsensors eingerichtet ist. Die Recheneinrichtung ist insbesondere derart mit dem Bildsensor wirkverbunden, dass von dem Bildsensor aufgenommene Bilddaten in der Recheneinrichtung auswertbar und hierzu insbesondere an die Recheneinrichtung von dem Bildsensor übertragbar sind. Es ist vorgesehen, dass die Spiegelanordnung in wenigstens zwei verschiedene Funktionszustände schaltbar ist. Dabei ist in einem ersten Funktionszustand der wenigstens zwei Funktionszustände ein erster Umgebungsbereich der Umgebung auf den Bildsensor abbildbar, wobei in einem zweiten Funktionszustand der wenigstens zwei Funktionszustände ein zweiter, von dem ersten Umgebungsbereich verschiedener Umgebungsbereich auf dem Bildsensor abbildbar ist. Die Recheneinrichtung ist eingerichtet, um von dem Bildsensor aufgenommene Bilddaten des ersten Umgebungsbereichs und von dem Bildsensor aufgenommene Bilddaten des zweiten Umgebungsbereichs zu einem den ersten Umgebungsbereich und den zweiten Umgebungsbereich darstellenden Gesamtbild zusammenzusetzen. Auf diese Weise ist es möglich, den Öffnungswinkel der Kamera kleiner zu wählen, als es für eine Einzelaufnahme des Gesamtbilds, also des ersten Umgebungsbereichs und des zweiten Umgebungsbereichs gemeinsam, mit dem Bildsensor nötig wäre, wobei der Öffnungswinkel vielmehr so gewählt sein kann, dass jeweils einzeln der erste Umgebungsbereich und der zweite Umgebungsbereich erfasst werden können. Somit kann eine im Vergleich zu einer Einzelaufnahme des Gesamtbilds erhöhte Winkelauflösung bei gleicher Auflösung des Bildsensors erreicht werden. Gleichwohl kann der Effekt eines vergrößerten Öffnungswinkels erreicht werden, indem die Einzelaufnahmen der beiden Umgebungsbereiche zu dem Gesamtbild zusammengesetzt werden. Insgesamt wird so ein vergrößerter Öffnungswinkel für die Kamera bei gleicher Winkelauflösung erreicht. Dabei deckt das Gesamtbild insbesondere einen größeren Winkelbereich ab als ein einzelnes, mit dem Bildsensor aufgenommenes Bild. Die Winkelauflösung des Gesamtbilds und eines einzelnen Kamerabildes sind identisch.

Es ist möglich, dass die Einrichtung, insbesondere die Kamera, eine Optik aufweist, die eingerichtet ist, um durch die Spiegelanordnung umgelenktes Licht auf den Bildsensor abzubilden. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass die Spiegelanordnung selbst als Optik ausgebildet ist, wobei die Spiegelanordnung in diesem Fall abbildende Eigenschaften zur Abbildung von Licht aus der Umgebung auf den Bildsensor aufweist.

Die Recheneinrichtung kann extern von der Kamera vorgesehen und mit dieser – über eine kabelbehaftete Datenverbindung oder kabellos, beispielsweise über WLAN oder Bluetooth, wirkverbunden sein. Es ist aber auch möglich, dass die Recheneinrichtung in die Kamera integriert ist. Insbesondere kann die Recheneinrichtung als im Anwendungsfeld programmierbare Gatter-Anordnung (Field Programmable Gate Array – FPGA) ausgebildet sein.

Wichtig ist, dass die Bilddaten des ersten Umgebungsbereichs einerseits – insbesondere als ein erstes Bild – und die Bilddaten des zweiten Umgebungsbereichs andererseits – insbesondere als ein zweites Bild – zu genau einem Gesamtbild, insbesondere einem Panoramabild der Umgebung, zusammengesetzt werden.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die wenigstens zwei Funktionszustände so ausgebildet sind, dass der erste Umgebungsbereich und der zweite Umgebungsbereich miteinander überlappen. Alternativ oder zusätzlich sind die wenigstens zwei Funktionszustände so ausgebildet, dass der erste Umgebungsbereich und der zweite Umgebungsbereich nahtlos aneinandergrenzen. Alternativ oder zusätzlich sind die wenigstens zwei Funktionszustände so ausgebildet, dass der erste Umgebungsbereich und der zweite Umgebungsbereich getrennt voneinander angeordnet sind, wobei sie bevorzugt weder überlappen noch nahtlos aneinandergrenzen, sondern vielmehr einen endlichen Abstand zueinander aufweisen. Insbesondere dann, wenn die beiden Umgebungsbereiche miteinander überlappen oder nahtlos aneinandergrenzen ist es allerdings sehr einfach möglich, ein nahtloses, vollständiges Gesamtbild der Umgebung zu erhalten.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Spiegelanordnung in eine Vielzahl von Funktionszustände, insbesondere in mehr als zwei Funktionszustände, denen jeweils verschiedene Umgebungsbereiche zugeordnet sind, schaltbar ist. Auf diese Weise können auch große Teile der Umgebung durch mehrfaches Schalten der Spiegelanordnung und mehrfache Aufnahme von Bilddaten durch den Bildsensor in Form eines aus mehreren Einzelbildern zusammengesetzten Gesamtbilds aufgenommen und dargestellt werden.

Durch das Schalten der Spiegelanordnung in verschiedene Funktionszustände wird der Kamera insbesondere die Möglichkeit eröffnet, Bilder in verschiedenen Richtungen aufzunehmen.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Gesamtbild von mindestens 120° bis höchstens 360° der Umgebung, insbesondere 120°, 180°, 240°, 300° oder 360° der Umgebung – insbesondere in einer Horizontalebene – erfasst. Auf diese Weise können jedenfalls sehr große Teile der Umgebung – vorzugsweise die vollständige Umgebung – mit vergleichsweise hoher Winkelauflösung auf einem Gesamtbild dargestellt werden.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Einrichtung eine Steuereinrichtung aufweist, die mit der Spiegelanordnung einerseits und der Kamera andererseits wirkverbunden und eingerichtet ist, um die Spiegelanordnung mit einer Bildwiederholrate der Kamera zu schalten. Besonders bevorzugt ist die Steuereinrichtung dabei eingerichtet, um die Spiegelanordnung synchron zu der Kamera mit der Bildwiederholrate der Kamera zu schalten. Dabei ist die Steuereinrichtung insbesondere eingerichtet, um die Spiegelanordnung mit der Bildwiederholrate der Kamera von einem Funktionszustand in einen nächsten Funktionszustand zu schalten. Auf diese Weise können in schneller Folge, insbesondere nämlich mit der Bildwiederholrate der Kamera, verschiedene Umgebungsbereiche auf dem Bildsensor abgebildet werden, wobei diese wiederum rasch zu einem Gesamtbild zusammengesetzt werden können, sodass schnell möglichst umfassende und vollständige Informationen über die Umgebung in Form des Gesamtbilds vorliegen.

Bevorzugt ist die Steuereinrichtung eingerichtet, um die Kamera mit einer vorbestimmten Bildwiederholrate anzusteuern. Dabei ist es möglich, dass die vorbestimmte Bildwiederholrate variierbar ist. Sie kann aber auch konstant vorgegeben sein. Die Steuereinrichtung ist weiter eingerichtet, um die Spiegelanordnung synchron mit der vorbestimmten Bildwiederholrate anzusteuern, insbesondere zu schalten. Die hier angesprochene Bildwiederholrate der Kamera wird auch als Frame Rate bezeichnet. Sie bezeichnet insbesondere eine Anzahl von Bildaufnahmen, welche die Kamera pro Zeiteinheit, insbesondere pro Sekunde, aufnimmt.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Spiegelanordnung eine Vielzahl von Mikrospiegeln aufweist. Auf diese Weise kann die Spiegelanordnung sehr schnell, flexibel und variabel in eine Vielzahl von Funktionszustände geschaltet werden, sodass eine große Zahl verschiedener Umgebungsbereiche auf dem Bildsensor abgebildet werden können. Die Mikrospiegel der Spiegelanordnung sind bevorzugt einzeln oder in Gruppen verstellbar, insbesondere verlagerbar und/oder verschwenkbar.

Die Aufgabe wird auch gelöst, indem ein Fahrzeug geschaffen wird, welches eine Einrichtung zur optischen Erfassung einer Umgebung gemäß einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele aufweist. In Zusammenhang mit dem Fahrzeug verwirklichen sich insbesondere die bereits zuvor beschriebenen Vorteile.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kamera entgegen einer bestimmungsgemäßen Vorwärts-Fahrtrichtung des Fahrzeugs orientiert ist, das heißt insbesondere dass die Kamera in Richtung eines Fahrzeughecks ausgerichtet ist und im Bezugssystem des Fahrzeugs nach hinten blickt, wobei insbesondere der Bildsensor mit seiner optisch empfindlichen Seite nach hinten weist. Die Spiegelanordnung ist so angeordnet, dass eine in Vorwärts-Fahrrichtung vor dem Fahrzeug angeordnete Umgebung auf dem Bildsensor abbildbar ist. Während die Kamera also entgegen der Fahrtrichtung orientiert sein kann, sorgt die Spiegelanordnung dafür, dass der Strahlengang so umgelenkt wird, dass die Kamera wieder in Fahrtrichtung sieht. Es ist aber möglich, dass die Spiegelanordnung nicht nur einen in Vorwärts-Fahrtrichtung angeordneten Teil der Umgebung erfassen kann, sondern in wenigstens einem Funktionszustand auch Teile der Umgebung, die in einem rückwärtigen Halbraum um das Fahrzeug herum angeordnet sind. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn mithilfe der Spiegelanordnung ein Gesamtbild erzeugt werden kann, welches mehr als 180° der Umgebung – in der Horizontalebene – umfasst.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Fahrzeug eine Anzeigeeinrichtung zur Anzeige des Gesamtbilds an einen Fahrer umfasst. Das durch die Recheneinrichtung erzeugte Gesamtbild kann dann auf der Anzeigeeinrichtung dargestellt werden. Hierzu ist die Anzeigeeinrichtung bevorzugt mit der Recheneinrichtung wirkverbunden. Auf diese Weise kann der Fahrer eine umfassende und vorzugsweise vollständige Information über die Umgebung erhalten. Es ist dabei möglich, dass die Einrichtung zur optischen Erfassung ein ansonsten in dem Fahrzeug vorgesehenes, konventionelles System aus Spiegeln zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, ersetzt. Das Fahrzeug bedarf also dank der Einrichtung zur optischen Erfassung der Umgebung vorzugsweise keiner Außenspiegel und/oder keines Innenspiegels mehr. Es ist auch möglich, dass mittels der Einrichtung einer der üblicherweise beidseitig vorgesehenen zwei Außenspiegel eingespart werden kann, dass der Innenspiegel durch die Einrichtung ersetzt wird, oder aber auch, dass die Einrichtung zusätzlich zu dem Spiegelsystem vorgesehen ist, um die Vollständigkeit, Genauigkeit und Sicherheit der dem Fahrer zur Verfügung stehenden Informationen zu erhöhen.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist schließlich vorgesehen, dass das Fahrzeug eine Fahrzeugsteuerungseinrichtung zur autonomen Steuerung des Fahrzeugs aufweist. Die Fahrzeugsteuerungseinrichtung ist insbesondere eingerichtet, um das Fahrzeug entlang einer vorbestimmten Fahrstrecke ohne Eingriff eines Fahrers oder nur mit geringfügiger Unterstützung des Fahrers zu steuern, insbesondere zu lenken, zu beschleunigen und/oder zu verzögern. Die Fahrzeugsteuereinrichtung ist vorzugsweise weiter eingerichtet, um eine vorbestimmte Geschwindigkeit des Fahrzeugs und/oder einen vorbestimmten Abstand des Fahrzeugs zu einem vorausfahrenden Fahrzeug konstant zu halten. Die Fahrzeugsteuerungseinrichtung ist mit der Recheneinrichtung wirkverbunden und eingerichtet, um das Gesamtbild zur autonomen Steuerung des Fahrzeugs zu verwenden. Hierzu ist bevorzugt ein geeigneter Bildauswertealgorithmus vorgesehen. Mit dem Gesamtbild können genaue und umfassende, insbesondere vollständige Bilddaten bereitgestellt werden, welche eine autonome Navigation ermöglichen oder einen Fahrer unterstützen, unter anderem um Hindernisse zu erkennen, Kollisionen zu vermeiden, geeignete Parklücken für das Fahrzeug zu suchen, automatisiert einzuparken, und/oder dergleichen mehr.

Das Fahrzeug kann insbesondere als Kraftfahrzeug, vorzugsweise als Personenkraftwagen, Lastkraftwagen oder Nutzfahrzeug, als Arbeitsmaschine, Gabelstapler oder dergleichen ausgebildet sein. Es ist auch möglich, dass das Fahrzeug als führerloses Fahrzeug, beispielsweise als AGV (Automated Guided Vehicle) oder Flurförderfahrzeug ausgebildet sein. Solche führerlosen Fahrzeuge werden insbesondere in abgeschlossene Umgebungen, beispielsweise im Bereich der Fabrik- und Logistikautomation, eingesetzt.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Fahrzeugs mit einem Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zur optischen Erfassung einer Umgebung des Fahrzeugs.

Die einzige Figur zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Fahrzeugs 1 mit einer Einrichtung 3 zur optischen Erfassung einer Umgebung, insbesondere einer Umgebung der Einrichtung 3 und damit zugleich einer Umgebung des Fahrzeugs 1. Die Einrichtung 3 weist eine Kamera 5 mit einem Bildsensor 7 auf, sowie eine Spiegelanordnung 9, die eingerichtet und angeordnet ist, um Licht aus der Umgebung auf den Bildsensor 7 zu lenken. Die Einrichtung weist weiterhin eine Recheneinrichtung 11 auf, die mit dem Bildsensor 7 wirkverbunden und zur Auswertung von Bilddaten des Bildsensors 7 eingerichtet ist. Die Spiegelanordnung 9 ist dabei in wenigstens zwei verschiedene Funktionszustände schaltbar, wobei in einem ersten Funktionszustand der Spiegelanordnung 9 ein erster Umgebungsbereich der Umgebung auf dem Bildsensor 7 abbildbar ist, wobei in einem zweiten Funktionszustand der Spiegelanordnung 9 ein zweiter Umgebungsbereich der Umgebung auf dem Bildsensor 7 abbildbar ist, wobei der zweite Umgebungsbereich von dem ersten Umgebungsbereich verschieden ist. Die Recheneinrichtung 11 ist eingerichtet, um von dem Bildsensor 7 aufgenommene Bilddaten des ersten Umgebungsbereichs und von dem Bildsensor 7 aufgenommene Bilddaten des zweiten Umgebungsbereichs zu einem den ersten Umgebungsbereich und den zweiten Umgebungsbereich zugleich darstellenden Gesamtbild, insbesondere Panoramabild, zusammenzusetzen. Dieses Gesamt- oder Panoramabild deckt einen größeren Winkelbereich ab als die Einzelbilder, welche der Bildsensor 7 von dem ersten Umgebungsbereich einerseits und dem zweiten Umgebungsbereich andererseits aufgenommen hat. Dabei sind aber die Winkelauflösung des Panoramabilds und die Winkelauflösungen der Einzelbilder identisch. Es kann also ohne Veränderung des Bildsensors 7 bei gleichbleibender Winkelauflösung ein vergrößerter Öffnungswinkel für die Einrichtung 3 erhalten werden.

Der Kamera 5 ist bevorzugt eine Optik 13 zugeordnet, insbesondere weist die Kamera 5 bevorzugt die Optik 13 auf, wobei die Optik 13 eingerichtet ist, um von der Spiegelanordnung 9 umgelenktes Licht auf den Bildsensor 7 abzubilden. Es ist aber zusätzlich oder alternativ auch möglich, dass die Spiegelanordnung 9 selbst als Abbildungsoptik wirkt oder abbildende optische Eigenschaften aufweist, sodass gegebenenfalls sogar auf eine zusätzliche Optik 13 verzichtet werden kann.

Die Recheneinrichtung 11 ist hier lediglich der einfacheren Darstellung wegen außerhalb der Kamera 5 dargestellt. Sie kann tatsächlich außerhalb der Kamera 5 angeordnet sein; es ist aber auch möglich, dass die Recheneinrichtung 11 in die Kamera 5 integriert oder integral mit der Kamera 5 ausgebildet ist, wobei die Recheneinrichtung 11 insbesondere in diesem Fall als FPGA oder dergleichen ausgebildet sein kann.

Die wenigstens zwei Funktionszustände der Spiegelanordnung 9 sind bevorzugt so gewählt, dass der erste Umgebungsbereich und der zweite Umgebungsbereich miteinander überlappen, nahtlos aneinandergrenzen, oder aber getrennt voneinander angeordnet, das heißt insbesondere mit endlichem Abstand voneinander beabstandet sind. Die Spiegelanordnung 9 weist bevorzugt eine Vielzahl von Funktionszuständen, insbesondere mehr als zwei Funktionszustände auf.

Dass mittels der Recheneinrichtung 11 aus den in den verschiedenen Funktionszuständen der Spiegelanordnung 9 aufgenommenen Umgebungsbereichen zusammengesetzte Gesamtbild umfasst bevorzugt von mindestens 120° bis höchstens 360°, vorzugsweise 120°, vorzugsweise 180°, vorzugsweise 240°, vorzugsweise 300°, vorzugsweise 360° der Umgebung der Einrichtung 3.

Die Einrichtung 3 weist bevorzugt eine Steuereinrichtung 15 auf, die mit der Spiegelanordnung 9 einerseits und mit der Kamera 5 andererseits wirkverbunden und eingerichtet ist, um die Spiegelanordnung 9 mit einer Bildwiederholrate (Frame Rate) der Kamera 5 – insbesondere von einem momentanen Funktionszustand in einen nächsten Funktionszustand – synchron zu der Kamera 5 zu schalten. Es kann so mit jeder Aufnahme der Kamera 5 innerhalb einer Abfolge von Aufnahmen jeweils ein anderer Umgebungsbereich der Umgebung abgebildet werden. Bevorzugt ist die Steuereinrichtung 15 eingerichtet, um die Kamera 5 mit einer bestimmten Bildwiederholrate anzusteuern, und zugleich die Spiegelanordnung 9 synchron mit der Kamera 5 mit der bestimmten Bildwiederholrate zu schalten.

Die Spiegelanordnung 9 weist bevorzugt eine Vielzahl von Mikrospiegeln auf, die vorzugsweise einzeln oder in Gruppen verlagerbar und/oder verschwenkbar sind.

Die Kamera 5 ist vorzugsweise entgegen einer – hier durch einen Pfeil P dargestellten – bestimmungsgemäßen Vorwärts-Fahrtrichtung des Fahrzeugs 1 ausgerichtet, wobei insbesondere der Bildsensor 7 mit seiner lichtempfindlichen Seite entgegen der Vorwärts-Fahrtrichtung nach hinten blickt. Die Spiegelanordnung 9 ist ihrerseits so angeordnet, dass eine in Vorwärts-Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug 1 angeordnete Umgebung des Bildsensors abbildbar ist.

Die Einrichtung 3 weist vorzugsweise eine Anzeigeeinrichtung 17 zur Anzeige des durch die Recheneinrichtung 11 erstellten Gesamtbilds an einen Fahrer des Fahrzeugs 1 auf.

Die Anzeigeeinrichtung 17 kann auch Teil des Fahrzeugs 1 sein, wobei sie gegebenenfalls nicht Teil der Einrichtung 3 ist. Jedenfalls ist die Anzeigeeinrichtung 17 aber mit der Recheneinrichtung 11 wirkverbunden, sodass das in der Recheneinrichtung 11 erstellte Gesamtbild mittels der Anzeigeeinrichtung 17 angezeigt werden kann.

Das Fahrzeug 1 weist vorzugsweise eine Fahrzeugsteuerungseinrichtung 19 zur autonomen Steuerung des Fahrzeugs 1 auf, wobei die Fahrzeugsteuerungseinrichtung 19 mit der Recheneinrichtung 11 wirkverbunden und eingerichtet ist, um das durch die Recheneinrichtung 11 erstellte, insbesondere berechnete Gesamtbild zur autonomen Steuerung des Fahrzeugs 1 zu verwenden. Unter dem Gesamtbild wird insoweit insbesondere die Gesamtheit der das Gesamtbild definierenden Daten verstanden. Bei der Verwendung dieser Daten, das heißt des Gesamtbildes, in der Fahrzeugsteuerungseinrichtung 19 bedarf es zu keinem Zeitpunkt zwingend einer grafischen oder optisch zugänglichen, mithin visuellen Darstellung des Gesamtbilds. Dieses kann vielmehr vollständig auf der Ebene der es definierenden Daten im Rahmen der elektronischen Datenverarbeitung vorliegen und verwertet werden.

Insgesamt zeigt sich, dass mit der hier vorgestellten Einrichtung 3 und dem Fahrzeug 1 in vorteilhafter Weise eine Vergrößerung eines Öffnungswinkels bei gleichbleibender Winkelauflösung erreicht werden kann.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

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Zitierte Patentliteratur

  • DE 202014101550 U1 [0002]