(57)【要約】  本発明は、高解像度画像撮影センサ及び広角レンズを包含するオプトロニクスを備えた、自車両（１）の周辺領域を捕捉するためのカメラ手段であって、該オプトロニクスが、高解像度と解像度が下げられた画像（３，４）を周期的に切り替えた周辺領域の画像シーケンス（８）として出力できるように構成されていることを特徴とするカメラ手段（２）に関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高解像度画像撮影センサ及び広角レンズを包含するオプトロニクスを備えた、
自車両（１）の周辺領域を捕捉するためのカメラ手段であって、
該オプトロニクスが、高解像度と解像度が下げられた画像（３，４）を周期的に切り替えた周辺領域の画像シーケンス（８）として出力できるように構成されていることを特徴とするカメラ手段（２）。
【請求項２】
該オプトロニクスが、高解像度と解像度が下げられた画像（３，４）を、交互に切り替えた画像シーケンス（８）を出力する様に構成されていることを特徴とする請求項１に記載のカメラ手段（２）。
【請求項３】
該画像撮影センサが、高解像度、及び、解像度が下げられた画像（３，４）を含む画像シーケンスが、周期的に切り替えて撮影され、該高解像度、及び、解像度が下げられた画像（３，４）が、解像度に関して、変更されることなく出力されることを特徴とする請求項１或いは２に記載のカメラ手段（２）。
【請求項４】
該画像撮影センサが、高解像度の画像（３）を含む画像シーケンス（７）を撮影できるように構成され、且つ、該カメラ手段の画像前処理手段が、高解像度で撮影された（３）から、周期的切り替えに従って、解像度が下げられた画像（４）を作成し、高解像度と解像度が下げられた画像（３，４）を周期的に切り替えた画像シーケンス（８）として出力する様に構成されていることを特徴とする請求項１或いは２に記載のカメラ手段（２）。
【請求項５】
該解像度低減が、ピクセル・ビニング、及び／或いは、ピクセル・スキッピングによって実施されることを特徴とする先行請求項のうち何れか一項に記載のカメラ手段（２）。
【請求項６】
高解像度において、及び、解像度を下げて出力された画像（３，４）が、少なくともほぼ、同等のピクセル数を有していることを特徴とする先行請求項のうち何れか一項に記載のカメラ手段（２）。
【請求項７】
処理サイクル（６）毎に、高解像度で出力される画像（３）が、合計して、解像度を低減して出力される画像（４）と比較して、少なくともほぼ、同等のピクセル数を有していることを特徴とする請求項１から５のうち何れか一項に記載のカメラ手段（２）。
【請求項８】
高解像度で出力された画像（３）が、解像度を下げて出力された画像（４）よりも小さな画像サイズを有していることを特徴とする先行請求項のうち何れか一項に記載のカメラ手段（２）。
【請求項９】
該カメラ手段が、画像撮影センサの使用できる撮影面領域全体の中におけるそれぞれの高解像度において出力される画像（３）の画像サイズ、及び／或いは、ポジションの決定できるように構成され、且つ、該決定が、自車両（１）の前方の交通空間、該自車両（１）が現在走行している道路カテゴリー、その時点において割り出された自車両（１）の車両速度、及び／或いは、操舵角に依存して実施されることを特徴とする先行請求項のうち何れか一項に記載のカメラ手段（２）。
【請求項１０】
高解像度で出力された画像（３）が、先に撮影された画像内において割り出された、少なくとも一つの関心ある画像領域を有していることを特徴とする先行請求項のうち何れか一項に記載のカメラ手段（２）。
【請求項１１】
該高解像度画像撮影センサが、少なくとも５メガピクセルの解像度を有し、且つ、該広角レンズが、光軸Ａに対して少なくとも＋／−５０度の水平画角、及び／或いは、垂直画角（α，β）をもって構成されていることを特徴とする先行請求項のうち何れか一項に記載のカメラ手段（２）。
【請求項１２】
撮影された画像が、それぞれ、中央画像セクション（９）内に、少なくとも部分的に高い、特に好ましくは、周辺画像セクション（１０）と比較して少なくとも二倍の解像度を有し、且つ、該中央画像セクション（９）が、最大＋／−２５度の水平画角（５α）をゆうし、且つ／又は、該中央画像セクション（９）につながっている周辺画像セクション（１０）が、少なくとも＋／−５０度の水平画角（６α）を有していることを特徴とする先行請求項のうち何れか一項に記載のカメラ手段（２）。
【請求項１３】
中央画像セクション（９）において少なくとも一部高い解像度を実現するため、該広角レンズが、不均一な歪曲をもって構成されていることを特徴とする請求項１２に記載のカメラ手段（２）。
【請求項１４】
該カメラ手段（２）が、出力された画像（３，４）からそれぞれ、少なくとも一つのターゲット・オブジェクトを分析する様に構成されている画像評価手段を包含し、且つ、該カメラ手段（２）が、少なくとも一つの評価されたターゲット・オブジェクトに依存して、少なくとも一つのドライバー・アシスタント機能を実施する様に構成されているドライバー・アシスタント手段を包含していることを特徴とする先行請求項のうち何れか一項に記載のカメラ手段（２）。
【請求項１５】
先行請求項のうち何れか一項に記載のカメラ手段（２）を備えていることを特徴とする車両（１）。
【請求項１６】
高解像度画像と解像度が下げられた画像（３，４）が周期的に切り替えられた画像シーケンスが出力されることを特徴とする請求項１から１４のうち何れか一項に記載のカメラ手段（２）を備えた自車両（１）の周辺部を捕捉するための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自車両の周辺領域を捕捉するためのカメラ手段、並びに、方法に関する。更に、本発明は、このようなカメラ手段を装備した車両にも関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、交通標識認識やレーン維持アシスタントなどと言ったドライバー・アシスタント手段を実現するためには、カメラシステムは、水平画角約５０度、垂直画角約３０度を必要としている。しかしながら、側方からの交通の認識や一列目に停止した際の信号認識など、新しい機能では、接近した際でも画像の周辺領域にあるオブジェクトも捕捉できるように、有意に広い視角が必要とされる。それに対して、例えば、高度に自動化された走行やレーン維持アシスタントでは、オブジェクトと道路ストラクチャを遠方からも認識できなくてはならず、これには、相応の分解能が必要である。
【０００３】
これと関連しては、例えば、長い到達距離を有する中央領域、及び、側方交通認識用の広角領域と言った、相反する要求に応えるため、少なくとも画角、及び／或いは、角解像度において異なる少なくとも二つのオプトロニクスを有するカメラシステムが既知である。例えば、文献ＤＥ１０２００４０６１９９８Ａ１には、少なくとも一台の第一カメラと少なくとも一台の第二カメラを備えた動力車両用の装置を開示しているが、該第一及び第二カメラは、少なくとも一つのカメラ特性に関して異なっている。
【０００４】
この様なカメラシステムの欠点は、例えば、処理されるデータ量、並びに、カメラシステムの中でも最も高価な部品であるオプトロニクスを複数用いることによる著しいコスト高である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＤＥ１０２００４０６１９９８Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
よって、本発明の課題は、ドライバー・アシスタント手段を実現するために、効果的な画像処理を実施でき、且つ、細部まで詳しい撮影と可能な限り大きな捕捉領域と言った要求を同時に満たすカメラ手段を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本課題は、請求項１に記載の特徴を有するカメラ手段、請求項１５に記載の特徴を有する車両、並びに、請求項１６に記載の特徴を有する方法によって、解決される。本発明の有利な、乃至、好ましい実施形態は、従属請求項、以下の明細、並びに、図によって示される。
ここでは、自車両の周辺領域を捕捉するためのカメラ手段が提案される。ここで言う「周辺領域」とは、自車両の走行方向の前方、側方、及び／或いは、後方にある周辺領域のことである。
【０００８】
該カメラ手段は、周辺領域の画像シーケンスを撮影することができるように構成されたオプトロニクスを有している。該画像シーケンスは、好ましくは、少なくとも二枚、特に、少なくとも五枚、特に好ましくは、少なくとも２０枚の連続して撮影された画像を包含している。
【０００９】
該オプトロニクスは、一つの広角レンズを包含している。該広角レンズは、好ましくは、水平、及び／或いは、垂直の、光軸に対して、例えば、少なくとも＋／−５０度、特に、少なくとも＋／−７０度、及び／或いは、大きくとも＋／−８０度の画角を有する様に構成されている。広角レンズを用いることにより、例えば、交差点など周辺環境を、交差する交通参加者のタイムリーなオブジェクト評価を実施するために捕捉することができる。
【００１０】
更に、該オプトロニクスは、高解像度の画像撮影センサも包含している。高解像度画像撮影センサを用いることにより、特に、例えば、遠距離領域、即ち、特に好ましくは、自車両から５０メートル離れた距離領域の交通標識や走行レーンの評価などと言ったオブジェクト評価が可能になる。ここで言う「高解像度画像撮影センサ」とは、数メガピクセル、例えば、少なくとも、５メガピクセル、特に、少なくとも、７メガピクセル、特に好ましくは、少なくとも１０メガピクセルを有する画像撮影センサであると解釈できる。尚、該画像撮影センサは、均一なピクセル／ｃｍ解像度を有していることが好ましい。
【００１１】
このような高解像度画像撮影センサは、多大なピクセル数を、煩雑な画像処理アルゴリズムによって効率良く処理できないため、特に、広角レンズとの組み合わせにおける使用では、自動車技術分野における使用に、適していないとされてきた。
【００１２】
この様な背景から、オプトロニクス、特に、画像撮影センサ、乃至、オプトロニクスの画像前処理手段は、高解像度の画像と解像度を下げた画像の周期的な切り替えを含む周辺領域の画像シーケンスを、例えば、カメラ手段の画像評価手段に出力するように構成されている。即ち、特に、画像シーケンスの画像は、予め定められた規則性において、高解像度と低減された解像度で切り替えて出力される。例えば、該オプトロニクスは、画像シーケンスにおいて、少なくとも１０枚毎に、特に、少なくとも５枚毎に、特に好ましくは、２枚毎に、解像度を下げて出力できるように構成されている。尚、該画像シーケンス中、解像度を下げる画像の、特に、無作為な選択は、実施されない。
【００１３】
尚、該高解像度画像は、特に、解像度が下げられた画像よりも高い解像度を有している。ここで言う「高解像度画像」とは、好ましくは、少なくとも特定の領域において、少なくとも、４０ピクセル／度、特に好ましくは、少なくとも、５０ピクセル／度の水平、及び／或いは、垂直の画角解像度を有している。例えば、該高解像度画像は、該オプトロニクスが有する最高の解像度において出力される。
【００１４】
ここで言う「解像度が下げられた画像」とは、特に好ましくは、画像領域全体において解像度が低減された画像であると解釈することができる。例えば、該解像度が下げられた画像は、それぞれ、少なくとも特定の領域において、高くとも、３０ピクセル／度、特に好ましくは、高くとも、２０ピクセル／度の水平、及び／或いは、垂直の画角解像度を有している。解像度が下げられ出力された画像は、少なくとも、近似的に、同じピクセル数、及び／或いは、統一的な、特に好ましくは、均一に分散されたピクセル寸法分散を有している。
【００１５】
この様な周期的な切り替えを採用する主要な長所は、実際に処理可能な画像処理負荷に押さえるために、遠距離領域の評価ができないほど、或いは、それが十分には不可能なほど、低い解像度しか有していない、或いは、計算負荷が高いために、重要なターゲット・オブジェクトの評価が、少なくとも遅延する可能性を有しているような、従来の車載カメラと比較しても、計算負荷が、平均して、略同じ、或いは、僅かに高いに過ぎないことである。
【００１６】
即ち、本発明により、高解像度の画像撮影センサと広角レンズを用いるにもかかわらず、ターゲット・オブジェクトの評価を、周期的に切り替わる高解像度と解像度が下げられた画像内において実施できる計算負荷に押さえることができた。要するに、実際に処理可能な画像処理負荷範囲内において可能な限り大きな捕捉領域、並びに、遠距離領域にあるターゲット・オブジェクトの評価に十分な解像度と言うドライバー・アシスタント手段を実現する際の相反する目標が、一台のカメラ手段のみで、同時に達成された。
【００１７】
更に特記すべきは、二つや三つのオプトロニクスを備えたカメラ手段と比較して、該カメラ手段では、寸法をコンパクトにできるだけでなく、コストも著しくダウンできることである。
【００１８】
本発明の好ましい実施形態では、オプトロニクスの画像撮影センサは、高解像度と解像度が下げられた画像を周期的に切り替えた画像シーケンスを撮影できるように構成されている。これにより、画像シーケンスが、既に、高解像度と解像度が下げられた画像を周期的に切り替えて撮影される為、例えば、オプトロニクス、特に好ましくは、画像撮影センサは、撮影された画像シーケンスを、少なくとも該解像度において、オプション的捕捉として、視野を変更することなく出力できるように構成されている。
【００１９】
ある一つの代案的例示的実施形態では、該画像撮影センサは、特に好ましくは、高解像度画像のみの画像シーケンスを撮影するように構成されている。更に、カメラ手段、特に、オプトロニクスの画像前処理手段は、高解像度で撮影された画像から、周期的切り替えに従い、解像度が下げられた画像を作成し、高解像度と解像度が下げられた画像を周期的に切り替えた画像シーケンスとして、例えば、オプトロニクスに転送する、或いは、例えば、画像評価手段に直接的に出力することができるように構成されている。よって、この実施例では、好ましくは、画像撮影後の、解像度低減が、実施される。画像撮影センサは、例えば、撮影した画像シーケンスを転送するために画像前処理手段と接続されている。好ましくは、該画像前処理手段から出力された解像度が下げられた画像では、それぞれが帰属する撮影された画像と比較して、少なくとも、部分的に解像度が低減されている。
【００２０】
ある好ましい実施形態においては、該画像撮影センサ、乃至、該画像前処理手段は、撮影される、或いは、撮影された、解像度を低減される画像におけるピクセル・ビニングにより、解像度低減を実施できる様に構成されている。尚、該ピクセル・ビニングの際は、それぞれ撮影された画像の、例えば、同一行、及び／或いは、同一列の隣接する、或いは、例えば、正方形の部分領域内のピクセルが、統合され、一つの新しいピクセルに帰属されることが特に好ましい。よって、その結果として得られる解像度が下げられた画像のピクセル・マトリックスは、特に、それが帰属する撮影された画像よりも低い解像度を有している。
【００２１】
代案的、或いは、オプション的捕捉として画像撮影センサ、或いは、画像前処理手段は、解像度を低減される画像におけるピクセル・スキッピングにより、解像度低減を実施できる様に構成されている。尚、ピクセル・スキッピングの際は、元画像において、特に好ましくは、予め定められた順序において、ピクセルをスキップし、該ピクセルの一部のみが、結果画像用に用いられることが好ましい。この様にすることで、特に、結果画像の低い解像度を実現でき、その結果、データ量を減らすことが可能である。
【００２２】
特に好ましくは、一回の処理サイクル毎に、それぞれ、少なくとも一枚の、或いは、正に一枚の高解像度画像と解像度が下げられた画像が出力され、該処理サイクルにおいて出力された画像内におけるオブジェクト評価が、実施される。該処理サイクルの予め定められた時間間隔は、ターゲット・オブジェクト認識に基づく、早期且つ信頼性あるドライバー・アシスタント機能の実施を確かなものとするためには、超過してはならない。
【００２３】
この様な背景から、本発明の好ましい第一実施形態では、該高解像度において、並びに、解像度が下げられ出力された画像は、少なくともほぼ、同等のピクセル数を有している。特に、ここで言う「少なくともほぼ、同等のピクセル数」とは、最大０．５メガピクセルの差であると解釈することが好ましい。よって、特に好ましくは、出力された画像シーケンスのそれぞれの画像は、例えば、２メガピクセルのピクセル数を有している。その結果、例えば、処理サイクル毎に、同じピクセル数の一枚の高解像度画像と一枚の解像度が下げられた画像が、出力される。
【００２４】
一方、好ましい第二実施形態では、処理サイクル毎に、少なくとも三枚の、特に好ましくは、二枚の高解像度画像と一枚の解像度が下げられた画像が、出力され、該二枚の高解像度で出力された画像が、合計、解像度を下げて出力された画像と略同等のピクセル数を有していることが好ましい。この様にすることで、処理サイクル毎において、画像評価手段の一定な負荷を、確かなものとするとともに、時間的に遅延した画像評価を伴う望まれない負荷ピークを回避することができる。
【００２５】
該高解像度で出力された画像は、特に、解像度を下げて出力された画像よりも小さな画像サイズを有している。これにより、高解像度画像と解像度が下げられた画像が、そのためにより高い処理能力を要求することなく、同じピクセル数を有することができる。この様にすることで、同じレベルの計算負荷において、より広い捕捉領域を有する解像度が下げられた画像と、小さな捕捉領域を有する高解像度画像を出力することができる。その結果、同じレベルに保たれた画像処理負担において、遠距離まで至るオブジェクト評価と詳細なオブジェクト評価の周期的切り替えを実現できる。
【００２６】
周辺画像セクション内の重要なターゲット・オブジェクトは、特に、市街地環境における車両速度が低速な場合に、評価され、逆に、市外の道路における車両速度が高速な場合には、特に、中央画像セクションの遠方領域が評価される。この様な背景から、カメラ手段、特に、画像撮影センサ、乃至、画像前処理手段は、画像撮影センサが有する全撮影面領域内において、高解像度で出力される画像の画像サイズ、及び／或いは、ポジションを決定することができる様に構成されていることが好ましいが、該決定は、自車両のその時点において割り出された車両速度、及び／或いは、その時点において割り出された転舵角に依存して実施される。車両速度、及び／或いは、転舵角からは、どのようなカテゴリーの道路上を該車両が走行しているか、即ち、市街地の道路、或いは、アウトバーン（高速道路）を走行しているかを推定できる。この様にすることで、必要な解像度における重要なターゲット・オブジェクトの評価を確かなものにできる。
【００２７】
代案的、或いは、オプション的捕捉として、該カメラ手段、特に、画像撮影センサ、乃至、画像前処理手段は、各々の高解像度で出力される画像の画像サイズ、及び／或いは、ポジションを、割り出した前方の交通空間、或いは、自車両がその時点において走行している道路カテゴリーに依存して決定することができる様に構成されていることが好ましい。前方の交通空間を割り出すことにより、特徴的なターゲット・オブジェクトを含む重要な交通領域、即ち、例えば、横断する交通参加者を含む交差点領域を捕捉することができる。道路カテゴリーに関しては、例えば、アウトバーン（高速道路）、国道、及び／或いは、市街地の道路などが区別される。前方の交通空間、及び／或いは、道路カテゴリーを割り出すことにより、少なくとも高解像度画像の画像サイズ、及び／或いは、ポジションを、その時点の車両周辺部に適応させること、即ち、例えば、評価されるターゲット・オブジェクトを個々に選択することが可能になる。
【００２８】
そのため、自車両は、例えば、ＧＰＳセンサなど、その時点のポジション、即ち、その時点において該カメラ手段を搭載可能な、或いは、搭載している自車両が走行している地点を特定できるように構成された位置特定手段を備えていることができる。更に、該自車両は、例えば、電子地図マテリアルを読み出すための車載ナビゲーション・データ・サーバも包含していることができる。尚、該自車両の評価ユニットは、割り出した自車両のポジション、及び、電子地図マテリアルの情報データから、前方の交通空間、及び／或いは、道路カテゴリーを、自車両のその時点のポジションから評価し、評価された道路カテゴリーを、カメラ手段に伝達することができるように構成されていることが好ましい。
【００２９】
遠距離領域におけるオブジェクト評価が、詳しければ詳しいほど、ドライバー・アシスタント手段のドライバー・アシスタント機能を、より信頼性高く、且つ、より予見的に実施することが可能になる。この様な背景から、特に好ましい実施形態では、撮影された画像は、それぞれの中央画像セクションにおいて、部分的に高い、特に好ましくは、周辺画像セクションと比較して少なくとも二倍の解像度を有している。例えば、該中央画像セクションは、最大＋／−２５度の水平、及び／或いは、垂直画角を有し、且つ／又は、該中央画像セクションの周りの周辺画像セクションは、少なくとも＋／−５０度の水平、及び／或いは、垂直画角を有している。尚、水平、及び／或いは、垂直画角の絶対値が増すにつれ、少なくとも、セクション毎に、解像度が低下することが、特に好ましい。この様にすることで、中央画像セクション内のターゲット・オブジェクトは、近距離、例えば、１から５０メートルの距離領域でも、遠距離、例えば、５０から５００メートルの距離領域のいずれにおいてでも評価可能になる。周辺画像セクション内では、特に、近距離領域内のターゲット・オブジェクト、即ち、例えば、交差点を横断する自転車などを評価するため、オブジェクト認識は、アナモルフィックな広角レンズに起因する低解像度において可能である。
【００３０】
中央画像セクション内の少なくとも部分的に高い解像度は、構造的に実現されることが好ましく、これは、不均一な、特に、非線形に歪んだ、特に好ましくは、アナモルフィックな広角レンズとして実施されることができる。特に、不均一な歪曲とすることにより、画像撮影センサの解像度にもよるが、最大５０ピクセル／度を達成することができる。この様にすることで、特に好ましくは、遠距離領域におけるオブジェクト評価に必要な解像度を、付加的な望遠レンズを用いることなく達成することができる。
【００３１】
好ましい発展形態では、該広角レンズは、少なくとも一枚の、或いは、正に一枚の、少なくとも部分的に、例えば、球の一部分である、パナモルフな、特に好ましくは、アナモルフィックなレンズを有している。パナモルフな、特に好ましくは、アナモルフィックなレンズは、少なくとも部分的に、元画像を歪ませ、これにより、特に、楕円形状により、他のレンズ形状と比較して、より広い範囲をカバーできるため、写されたゾーン毎のピクセル数を増やすことが可能である。この様にすることで、中央画像セクションでは、歪みがあるにもかかわらず、ターゲット・オブジェクトの認識を改善できる。
【００３２】
該カメラ手段は、画像評価手段を包含していることが好ましい。該画像評価手段、特に好ましくは自動車産業分野において採用されているプロセッサは、オプトロニクスから出力される画像をそれぞれ、少なくとも一つのターゲット・オブジェクト、例えば、走行レーン、歩行者、自転車、及び／或いは、他の交通参加者を評価することができるように構成されていることが好ましい。
【００３３】
尚、出力された画像シーケンスの高解像度画像と解像度が下げられた画像からは、それぞれ、ピラミッドストラクチャとしても知られる階層が、異なる解像度の画像に対して算出されることが好ましい。例えば、出力された画像シーケンスの高解像度画像と解像度が下げられた画像から、それぞれ、解像度が半分に減らされた少なくとも三枚の画像が、用意される。特に、画像評価手段により、可能な限り計算負荷を抑えるため、先ず、出力された画像の最も低い解像度の画像が、オブジェクト認識のために問い合わされることが好ましい。最も解像度が低い画像内において、該画像評価手段により、ターゲット・オブジェクトが認識された場合、オブジェクト認識を検証するために、好ましくは、解像度が一段高い描写が、用いられる。
【００３４】
更に、該カメラ手段は、例えば、レーン維持や右左折アシスト手段など、少なくとも一つのドライバー・アシスタント手段を包含している、或いは、これらと接続自在である。該ドライバー・アシスタント手段は、少なくとも一つの評価されたターゲット・オブジェクトに依存して、少なくとも一つの受動的な、及び／或いは、能動的なドライバー・アシスタント機能、例えば、車間警告、緊急ブレーキ、或いは、自律的回避マヌーバを実施できるように構成されていることが特に好ましい。
【００３５】
本発明の更なる対象は、上記の明細に係るカメラ手段を装備した車両に関するものである。
【００３６】
更に、本発明は、上記の明細に係るカメラ手段を用いた自車両の周辺領域を捕捉するための方法にも関する。本発明では、例えば、交互や予め定められた順序など周期的に切り替えられる高解像度画像と解像度が下げられた画像を含む画像シーケンスが、出力される。例えば、高解像度画像の画像シーケンスが、撮影され、変更されていない高解像度な画像と解像度が下げられた画像が、周期的に切り替えて、出力される。代案的には、高解像度と解像度が下げられた画像を周期的に切り替えた画像シーケンスが撮影され、変更を加えることなく出力される。
【００３７】
例えば、各々の画像の解像度低減は、画像撮影センサ上における電子的なピクセル・ビニング、及び／或いは、ピクセル・スキッピングによって実施される。これにより、好ましく、画像撮影センサからピクセル総数の一部のみが出力されるが、残りのピクセルは、描写されない、乃至、統合される。代案的には、画像撮影後の解像度低減、即ち、例えば、後処理としてのピクセル・ビニング、及び／或いは、ピクセル・スキッピングが実施される。
【００３８】
特に好ましくは、画像シーケンスは、少なくとも一つのターゲット・オブジェクトを評価するために、画像評価手段に、出力される。尚、周期的切り替えて高解像度において、及び、解像度を下げて出力される画像内において、それぞれ、少なくとも一つのターゲット・オブジェクトが、評価されることが好ましい。例えば、評価された少なくとも一つのターゲット・オブジェクトを基に、ドライバー・アシスタント機能、即ち、例えば、ブレーキ・、警告・及び／或いは、操舵・アシスタントが実施される。
【００３９】
本発明の更なる特徴、長所、及び、作用は、好ましい実施例の以下の説明によって示される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】カメラ手段を装備した車両を、模式的上視図である。
【図２】高解像度画像を含む画像シーケンス、並びに、該画像シーケンスを、高解像度と解像度が下げられた画像に周期的切り替えて画像評価手段へ出力する様子を示す。
【図３】撮影されたまま変更されることなく出力される高解像度画像と、解像度が下げられた画像が周期的切り変わる画像シーケンスを示す。
【図４】一つの処理サイクル‘において、一枚の解像度が低減され出力される画像と一枚の高解像度において出力される画像を、第一実施例として示す。
【図５】一つの処理サイクル‘において、一枚の解像度が低減され出力される画像と二枚の高解像度において出力される画像を、第二実施例として示す。
【図６】グラフとして、アナモルフィックなレンズを有するカメラ手段を用いて撮影された画像の解像度推移を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
互いに対応する部分は、全ての図において同じ符号がつけられている。
【００４２】
図１は、模式的描写として、前方周辺領域を捕捉するためのカメラ手段２を搭載した車両１を示している。この実施例では、カメラ手段２は、自車両１の内部空間、フロントガラス手前に配置され、該自車両１の走行方向に向けられたカメラである。特に、該カメラ手段２は、一つのレンズのみを有するモノ・カメラ手段２として構成されていることが好ましい。
【００４３】
図２と３に例示的に示す如く、カメラ手段２のオプトロニクスは、周辺領域の画像シーケンス７を、撮影し、該撮影された画像シーケンス７を、高解像度と解像度が下げられた画像３，４を周期的に切り替えた画像シーケンス８として出力できるように構成されている。これらは、単なる例に過ぎないが、図２と３には、交互の切り替えが示されている。高解像度と解像度が下げられた画像３，４の周期的切り替えにより、有利なことに、後に続く画像処理用の画像評価手段の負荷を略一定に保つことが可能である。しかも、高解像度と解像度が下げられた画像３，４の規則的なシーケンスとすることにより、平均して、該画像評価手段が、時間的に限定された一回の処理サイクル‘内にターゲット・オブジェクトを評価するために処理可能なデータ量とすることができる。同時に、解像度が下げられた画像４において、少なくとも近距離にあるターゲット・オブジェクトの評価と、高解像度画像３において、遠距離領域のターゲット・オブジェクトの評価が、確かなものとなる。
【００４４】
図２に示した第一実施例によれば、カメラ手段２のオプトロニクスは、前方の周辺領域の高解像度画像３からなる画像シーケンス７を撮影できるように構成されている。該画像シーケンス７は、図２においては、単なる例に過ぎないが、予め定められた時間的間隔をもって連続する６枚の高解像度において撮影された画像３を包含している。
【００４５】
高解像度画像３を撮影するために、該オプトロニクスは、一枚の広角レンズと、一つの高解像度画像撮影センサを包含している。該広角レンズは、光軸に対して、例えば、＋／−５０度の水平、及び／或いは、垂直画角を有している。該広角レンズを用いることにより、早期のターゲット・オブジェクト、例えば、横断する交通参加者の評価が、可能である。該画像撮影センサは、例えば、少なくとも５メガピクセルの解像度を有している。これ程の解像度があれば、遠距離にあるターゲット・オブジェクトの評価も実現できる。この様にすることで、例えば、周辺部、或いは、中央部のみの何れかの評価のためだけに用いられ、高コストとなるマルチ・オプトロニクスを用いる必要がなくなる。
【００４６】
即ち、該カメラ手段２は、一方では、例えば、横断する交通参加者を早期に認識するため、或いは、最前列にいる際に、信号を認識するために必要となり得る広角な捕捉領域に構成されている。他方では、少なくとも元画像が、高解像度であるため、近距離領域、例えば、１から５０メートル、だけでなく、遠距離領域、例えば、５０から５００メートルのターゲット・オブジェクトも評価が可能である。その結果、広角と望遠の領域におけるターゲット・コンフリクトを、一つのオプトロニクスのみの使用によって解決できる。
【００４７】
図２の実施例によれば、該オプトロニクスは、特に、周期的切り替えにおいて、高解像度で撮影された画像３から解像度が下げられた画像４を作成することができる様に構成された画像前処理手段を包含している。言い換えれば、好ましくは、撮影された画像３が、予め定められた周期的な切り替え、一例として、図２に示す交互切り替えに従って、解像度が低減される。続いて、特に、変更なく高解像度な画像と解像度が下げられた画像３，４を周期的に切り替えた画像シーケンス８が、画像評価手段に出力される。
【００４８】
図３に示されている第二実施例によれば、該画像撮影センサは、高解像度と解像度が下げられた画像３，４を周期的に切り替えた画像シーケンス８を撮影し、変更することなく画像評価手段に出力することができる様に構成されている。言い換えれば、該画像撮影センサによって、周期的な画像シーケンスとして高解像度において、並びに、解像度を下げて交互に撮影された画像３，４は、解像度を変更することなく出力され、後の解像度低減処理が必要なく、有利である。
【００４９】
例えば、該画像撮影センサ、乃至、画像前処理手段は、ピクセル・ビニングによって、解像度低減を実施できる様に構成されている。ここで言う「ピクセル・ビニング」とは、複数の、例えば、４つの物理的なピクセルを一つの画像点に統合することであると解釈できる。四つのピクセルを一つの画像点に統合する場合、物理的ピクセル数の1/4のみを、画像点として処理すればよい。
【００５０】
例えば、カメラ手段２、特に、画像撮影センサは、出力された画像３，４からそれぞれ少なくとも一つのターゲット・オブジェクトを評価できる様に構成されている画像評価手段を包含している。更に、該カメラ手段２は、例えば、ドライバー・アシスタント手段を包含している、或いは、自車両１のそれと接続自在である。該ドライバー・アシスタント手段は、特に、画像評価手段によって評価されたターゲット・オブジェクトを基にして、少なくとも一つのドライバー・アシスタント機能を実施できる様に構成されていることが好ましい。
【００５１】
高解像度において、及び、解像度を下げて出力された画像３，４は、少なくともほぼ、同等のピクセル数、例えば、２メガピクセルを有している。同時に、該高解像度で出力された画像３は、図４と５に例示する如く、特に好ましくは、解像度を下げて出力された画像４よりも小さな画像サイズを有している。
【００５２】
画像サイズが異なり、且つ、少なくともほぼ、同等のピクセル数の高解像度、並びに、解像度が下げられた画像３，４を含む画像シーケンスを出力することにより、好ましいことに、少なくともほぼ、同じ、ワーク・パフォーマンスが、必要とされるため、時間的に定められた処理サイクル６を超過することを回避できる。
【００５３】
図４には、処理サイクル‘６内において撮影された、高解像度と解像度が下げられた画像４の実施例が、例示されている。模式的に過ぎないが、ピクセル数が同じであるにもかかわらず、解像度が異なるため、画像サイズが異なることを示すために、解像度が下げられた画像４ピクセルＰの数と大きさを高解像度画像３と比較して示した。
【００５４】
特に、図４に示す、高解像度画像と解像度が下げられた画像３，４の交互の切り替えでは、平均して一定な画像評価手段の負荷を達成するために、高解像度画像３が、少なくともほぼ、同等のピクセル数を有していることが好ましい。
【００５５】
例えば、画像撮影センサの使用できる撮影面領域全体の中における高解像度において出力される画像３の画像サイズ、及び／或いは、ポジションの決定は、少なくとも、関心ある画像領域５に依存して実施される。
【００５６】
該関心ある画像領域５は、例えば、予め定められた、即ち、特に好ましくは、静的に定められたサーチ画像領域であることができる。しかしながら、好ましい実施例では、画像前処理手段、乃至、画像撮影センサは、少なくとも一つの関心ある画像領域５を、特に好ましくは、解像度が下げられた画像４内において、可変的に、例えば、前方の交通空間、その時点において走行している道路カテゴリー、及び／或いは、その時点の車両速度に依存して決定できる様に構成されている。特に好ましくは、該画像前処理手段、乃至、画像撮影センサは、少なくとも一つの関心ある画像領域５を、その中においてターゲット・オブジェクトが評価された場合、トレースすべきターゲット・オブジェクトのオブジェクト・トレースが実施できる様に、少なくとも続く一枚の画像内において該ターゲット・オブジェクトを継続トレースできるように追跡することができる様に構成されている。
【００５７】
好ましい実施例によれば、高解像度で出力される画像３は、例えば、図４に示す如く、その前に出力された解像度低減して出力された画像４において割り出された関心ある画像領域５を有している。該関心ある画像領域５は、特に好ましくは、例えば、交通標識であることができるターゲット・オブジェクトである。
【００５８】
更には、画像撮影センサの使用できる撮影面領域全体の中におけるそれぞれの高解像度において出力される画像３の画像サイズ、及び／或いは、ポジションの決定を、車両速度、操舵角、前方の交通空間、及び／或いは、該車両１が現在走行している道路カテゴリーに依存して実施することも可能である。
【００５９】
速度が増すにつれ、例えば、交通標識、及び／或いは、レーンの推移の早期認識に、中央画像セクションにおいて、より高い解像度が必要となるため、例えば、速度閾値、例えば、１００ｋｍ／ｈを超過した場合、関心ある画像領域５は、中央画像セクション９に設定される。低い速度では、早期に横断する交通、及び／或いは、信号を認識するために、少なくとも十分な解像度を、周辺画像セクション１０において確保しなければならないため、速度閾値、例えば、３０ｋｍ／ｈを下回った場合、特に、車両停止時には、関心ある画像領域５が、周辺画像セクション１０に設定される。
【００６０】
図５には、例えば、一回の処理サイクル‘６内において撮影された、解像度低減して出力された画像４と二枚のそれに続く高解像度において出力された画像３が、示されている。この実施例では、解像度が下げられた画像４内において、それぞれ、ターゲット・オブジェクト、ここでは例として、交通標識と歩行者を包含している二か所の関心ある画像領域５が割り出された。それに伴い、二枚の高解像度において出力される画像３は、それぞれ、双方の関心ある画像領域５のうちの一つを包含している。この様にすることで、ターゲット・オブジェクトの信頼性ある評価が、達成される。
【００６１】
図５には、重なることなく関心ある画像領域５が、示されている。しかしながら、例えば、関心ある画像領域５が、重なって配置され、よって、続く少なくとも二枚の高解像度で出力された画像３が、重複領域を有していることも想定できる。
【００６２】
画像評価に必要な時間は、少なくとも一つのドライバー・アシスタント機能のタイムリーな実施を確実なものとするため、予め定められた処理サイクル６の時間間隔を超えてはならない。この様な背景から、処理サイクル‘６内において高解像度で出力される画像３は、合計、解像度低減され出力される画像４と、少なくともほぼ、同等のピクセル数を有していることが好ましい。即ち、例えば、高解像度において出力される画像３のうちの一枚が、０．５メガピクセル、二枚目の高解像度において出力される画像が、１．５メガピクセルであり、合計２メガピクセルであれば、例として挙げた、解像度が下げられた画像４の２メガピクセルに相当していることになる。この様にすることで、画像評価手段の負荷の均一的な維持を確実なものとすることができる。
【００６３】
図６には、例示的に、本発明に係るカメラ手段２によって撮影された画像の水平画角α方向の解像度推移が、示されている。この実施例では、該オプトロニクスは、１６：９フォーマットの７．２３メガピクセルもの高解像度を有する画像撮影センサと水平画角α＝＋／−５０度のアナモルフィックな広角レンズを包含している。アナモルフィックな広角レンズを用いることにより、線形的広角レンズと比較して、中央画像セクション９において少なくとも部分的に解像度が高められたため、遠距離領域におけるターゲット・オブジェクトの十分な捕捉が可能である。該中央画像セクション９は、この例では、周辺画像セクション１０よりも高い解像度を有している。
【符号の説明】
【００６４】
１  車両
２  カメラ手段
３  高解像度画像
４  解像度が下げられた画像
５  関心ある画像領域
６  処理サイクル
７  撮影された画像シーケンス
８  出力された画像シーケンス
９  中央画像セクション
１０  周辺画像セクション
α  水平画角
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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