(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の少なくとも１つのヘッドライトの光放射を制御するための方法（６００）であって、車両内にカメラ（１１０）が取り付けられており、次のステップ、つまり：
第１のカメラ画像（２１２）から第１の画像勾配データを生成し、且つ、前記第１のカメラ画像（２１２）の後に撮影された第２のカメラ画像（２１４）から第２の画像勾配データ（３３０）を生成する生成ステップ（５１０）を有しており、該生成ステップ（５１０）において、前記第１の画像勾配データが、前記第１のカメラ画像（２１２）の垂直軸線に沿った、前記第１のカメラ画像（２１２）の隣接し合う画素の輝度変化を表わしていて、且つ、前記第２の画像勾配データ（３３０）が、前記第２のカメラ画像（２１４）の垂直軸線に沿った、前記第２のカメラ画像（２１４）の隣接し合う画素の輝度変化を表わしており、前記第１の画像勾配データは、前記第１のカメラ画像（２１２）の少なくとも中央部を用いて生成され、且つ、前記第２の画像勾配データは、前記第２のカメラ画像（２１４）の少なくとも中央部を用いて生成され、
前記第１のカメラ画像（２１２）の対応する画素に対して相対的な、前記第２のカメラ画像（２１４）の画素の変位を表わす、少なくとも１つの画像変位値を発生させる発生ステップ（５２０）を有しており、該発生ステップ（５２０）において、前記少なくとも１つの画像変位値を、前記第１の画像勾配データおよび前記第２の画像勾配データ（３３０）を用いて発生（５２０）させるようになっており、
カメラ（１１０）のピッチングを決定するための、少なくとも１つの前記画像変位値に基づいてピッチングを算出する算出ステップ（５３０）を有しており、
前記少なくとも１つのヘッドライトの光放射を制御するために、前記少なくとも１つのヘッドライトの照射角度を前記ピッチングに応じて調節する調節ステップ（６２０）を有している、
車両の少なくとも１つのヘッドライトの光放射を制御するための方法（６００）。
【請求項２】
前記生成ステップ（５１０）において、前記第１および／または第２の画像勾配データを、ラドン変換によって生成することを特徴とする、
請求項１に記載の方法（６００）。
【請求項３】
前記ラドン変換は、画像の水平方向へのラドン変換である、
請求項２に記載の方法（６００）。
【請求項４】
前記生成ステップ（５１０）において、前記第１の画像勾配データは、前記第１のカメラ画像（２１２）の部分領域から生成され、且つ、前記第２の画像勾配データは、前記第２のカメラ画像（２１４）の対応する部分領域から生成される、
請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法（６００）。
【請求項５】
前記発生ステップ（５２０）において、前記第１の画像勾配データおよび前記第２の画像勾配データ（３３０）を用いた交差相関法により、少なくとも１つの前記画像変位値を発生させることを特徴とする、
請求項１から４までのいずれか１項に記載の方法（６００）。
【請求項６】
前記算出ステップ（５３０）において、カメラ（１１０）の前記ピッチングを算出するために、ピッチング角速度（δθ・）を算出することを特徴とする、
請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法（６００）。
【請求項７】
前記算出ステップ（５３０）において、前記ピッチング角速度（δθ・）は、少なくとも１つの画像変位値、前記第１のカメラ画像（２１２）と前記第２のカメラ画像（２１４）との間のタイムラグ、およびカメラ（１１０）の焦点距離に基づいて算出される、
請求項６に記載の方法（６００）。
【請求項８】
前記算出ステップ（５３０）において、次の式、
【数１】
0005792378.tif 000004
に従って前記ピッチング角速度（δθ・）が算出され、前記式中、δθ・はピッチング角変化δθの微分としてのピッチング角速度を示し、Δｙは少なくとも１つの画像変位値を示し、Δｔは前記第１のカメラ画像（２１２）と前記第２のカメラ画像（２１４）との間のタイムラグを示し、ｆｙはカメラ（１１０）の焦点距離を示すことを特徴とする、
請求項７に記載の方法（６００）。
【請求項９】
前記生成ステップ（５１０）において、前記第１の画像勾配データは、前記第１のカメラ画像（２１２）の一区画から生成され、且つ、前記第２の画像勾配データは、前記第２のカメラ画像（２１４）の一区画（２１５）から生成される、
請求項１から８までのいずれか１項に記載の方法（６００）。
【請求項１０】
前記第１のカメラ画像（２１２）と前記第２のカメラ画像（２１４）とは、連続して撮影された画像である、
請求項１から９までのいずれか１項に記載の方法（６００）。
【請求項１１】
請求項１から１０までのいずれか１項に記載の方法（６００）を実行する、装置（１２０）。
【請求項１２】
請求項１から１０までのいずれか１項に記載の方法（６００）を実施するための、コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両内に取り付けられたカメラのピッチング（Ｎｉｃｋｂｅｗｅｇｕｎｇ：縦揺れ）を決定するための方法、車両の少なくとも１つのヘッドライトの光放射を制御するための方法、このような方法のステップを実行するために構成された装置、並びに機械読み取り可能な担体にメモリーされたプログラムコードを有するコンピュータプログラム製品で、前記プログラムが装置において実行されると、前記のような方法を実施するコンピュータプログラム製品に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近のビデオに基づくドライバーアシストシステムにおいて提供されている最も重要な安全機能の１つは、危険な短い間隔若しくは減少する間隔において、車両の自動的なフルブレーキを開始させるために、走行方向で先行する車両若しくは障害物を追跡若しくはトラッキングおよび位置評価することである。追跡の精度並びに車両若しくは障害物に対する間隔の精度は、もっぱら固有運動、つまりこの特別な時点におけるカメラの運動パラメータに基づいている。カメラのピッチングは、対象物に対する間隔の評価に大きく影響する。ピッチング角若しくはピッチ角に対する感度がきわめて高く、ピッチング角の小さい変化が、間隔評価において大きい誤差を引き起こし得ることも無視できない。車載カメラのピッチングを決定するための多くの公知のシステムは、一般的にシャシーに取り付けられたピッチング角速度センサに基づいている。
【０００３】
特許文献１には、車両を検知するための車両検知装置が開示されており、この場合、ライトが点灯された車両が道路上を走行している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ドイツ連邦共和国特許公告第１０２００７０４１７８１号明細書
【発明の概要】
【０００５】
以上のような背景から、本発明によれば、独立請求項および並列請求項に記載された、車両内に取り付けられたカメラのピッチングを決定するための改良された方法、車両の少なくとも１つのヘッドライトの光放射を制御するための改良された方法、このような方法のステップを実行するために構成された改良された装置、並びにプログラムが装置において実行されると、前記方法を実施する、機械読み取り可能な担体にメモリーされたプログラムコードを有する改善されたコンピュータプログラム製品が提案されている。好適な実施態様は、それぞれの従属請求項および以下の説明に記載されている。
【０００６】
車両内に取り付けられたカメラのピッチングを決定するための、本発明による方法は、次のステップ、つまり：
第１のカメラ画像から第１の画像勾配データを生成する生成ステップを有しており、該生成ステップにおいて、前記第１の画像勾配データが、前記第１のカメラ画像の垂直軸線に沿った、前記第１のカメラ画像の隣接し合う画素の輝度変化を表わしており、前記第１のカメラ画像の後に続いて撮影された第２のカメラ画像から第２の画像勾配データを生成し、前記第２の画像勾配データが、前記第２のカメラ画像の垂直軸線に沿った、前記第２のカメラ画像の隣接し合う画素の輝度変化を表わしており、
前記第１のカメラ画像の対応する画素に対して相対的な、前記第２のカメラ画像の画素の変位を表わす、少なくとも１つの画像変位値を発生させる発生ステップを有しており、該発生ステップにおいて、前記少なくとも１つの画像変位値を、前記第１の画像勾配データおよび前記第２の画像勾配データを用いて発生させるようになっており、
カメラのピッチングを決定するための、少なくとも１つの前記画像変位値に基づいてピッチングを算出する算出ステップを有している。
【０００７】
車両は、自動車、例えば乗用車、トラックまたはその他の商用車であってよい。カメラは、カメラの画面角度が車両の前進走行方向または後退走行方向に向けられるように、車両に取り付けられている。車両の前進走行方向に向けられた画面角度を備えた第１のカメラ、および車両の後退走行方向に向けられた画面角度を備えた第２のカメラを設けてもよい。カメラによって、前進走行方向で車両前方の領域を撮影することができる。カメラは、例えば先行車両若しくは車両前方の対象物の監視および／または追跡のために用いられる。カメラはその光軸が、車両の縦軸線に沿って配向されていてよい。ピッチングはピッチ運動（Ｐｉｔｃｈ−Ｂｅｗｅｇｕｎｇ）とも称呼され、車両の横軸線を中心としたカメラの回転運動若しくは旋回運動のことである。ピッチングは、車両の縦軸線に関連したカメラの光軸が横軸線を中心にして旋回せしめられるように働く。カメラは車両に機械的に接続されているので、カメラのピッチングは車両の相応の運動に基づいている。従って、カメラのピッチングから、車両の運動特性を推論することができる。車両の上下軸線に沿ったカメラの平行移動運動は、同様に画像変位を生ぜしめるが、これは無視できる程度である。第１のカメラ画像と第２のカメラ画像とは、互いに直接連続するカメラ画像であってよいか、または第１のカメラ画像と第２のカメラ画像との間に、少なくとも１つの中間画像がカメラによって撮影されてよい。画像勾配データは、画素の少なくとも１つの垂直な列若しくは行に沿った輝度変化を表わす。画素とは、いわゆるピクセルまたは画像ピクセルのことである。第１の画像勾配データは、第１の信号によって表わすことができる。第２の画像勾配データは、第２の信号によって表わされる。画像変位値は、第１のカメラ画像の撮影時点と第２のカメラ画像の撮影時点との間でカメラのピッチングが行われているかどうか、およびピッチングの大きさがどの程度であるかを示す。
【０００８】
本発明はさらに、内部にカメラが取り付けられている車両の少なくとも１つのヘッドライトの光放射を制御するための方法に関し、この方法は次のステップ、つまり：
車両内に取り付けられたカメラのピッチングを、前記方法に従って決定する決定ステップと、
少なくとも１つのヘッドライトの光放射を制御するために、少なくとも１つのヘッドライトの照射角度をカメラのピッチングに応じて調節する調節ステップと、
を有している。
【０００９】
好適には、少なくとも１つのヘッドライトの光放射を制御するための方法と共に、カメラのピッチングを決定するための方法が用いられる。この場合、決定するための方法によって決定された、車両の相応の運動に基づくカメラのピッチングは、制御するための方法において照射角度を調節するために用いられる。この場合、照射角度とは、ピッチング分だけ修正される。従って、車両の少なくとも１つのヘッドライトによる、例えば先行車両または対向車の眩惑は、減弱されるかまたは避けられる。
【００１０】
本発明はさらに、前記方法のうちの１つの方法のステップを実施若しくは実行するために構成された装置に関する。特にこの装置は、前記方法のうちの１つの方法のそれぞれ１つのステップを実行するために構成されたデバイスを有している。装置として構成された、本発明の変化実施例によっても、本発明の課題は、好適にかつ効果的に解決される。
【００１１】
装置とは、センサ信号を処理し、かつそれに基づいて制御信号またはデータ信号を発信する電気的な機器のことである。この装置は、ハードウエアおよび／またはソフトウエア的に構成され得るインターフェースを有している。ハードウエア的な構成において、インターフェースは、装置の様々な機能を含む、例えばいわゆるシステムＡＳＩＣ（特定用途向けＩＣ）の一部であってよい。しかしながら、インターフェースは、固有の集積回路であってよいか、または少なくとも部分的に不連続的な素子より成っていてもよい。ソフトウエア的な構成において、インターフェースは、例えばマイクロコントローラ上にその他のソフトウエアモジュールと並んで設けられているソフトウエアモジュールであってよい。
【００１２】
機械読み取り可能な担体、例えば半導体メモリー、ハードディスクまたは光学的なメモリーに記憶されたプログラムコードを有するコンピュータプログラム製品において、前記プログラムが装置またはコントローラにおいて実行されると、前記方法を実施するようになっていても、有利である。
【００１３】
本発明は、車両内に取り付けられたカメラのピッチングの決定が、カメラ画像に基づいて行われる、という認識に基づいている。例えば２つのカメラ画像の撮影時点の間で、カメラのピッチングが行われると、ピッチングによって画素の変位を生じる。このような画素の変位は、例えば本発明の実施形態に従って算出されるか若しくは正確に評価される。
【００１４】
好適な形式で、本発明によれば、純粋なカメラピッチングが決定若しくは評価され、これはセンサに基づく決定若しくは評価では得られない。従って本発明によれば、例えばカメラのピッチングを決定するためのピッチング角速度センサを省くことができる。これによって、部品、費用および重量を節約することができ、カメラとピッチング角速度センサとを、様々な個所に、および様々な座標系に対して相対的に取り付ける事態は避けられる。従って本発明によれば、電磁干渉または温度、特にドリフトまたはずれに基づくエラー発生傾向は排除されるかまたは明らかに低減される。故障が発生し易いセンサを必要としないので、本発明によればピッチングの決定は、このような故障とは無関係である。さらに、カメラ画像撮影とピッチング決定とは同期して行われる。何故ならばピッチング決定は実際の最新画像に基づいているからである。しかも、カメラ画像の全画像データの代わりに画像勾配総データを使用することによって、重複情報の減少およびひいては必要な計算費用の減少も得られ、また計算効率の改善も得られる。従って、カメラによって満たそうとする課題、例えば対象物追跡が改善される。カメラピッチング若しくはカメラピッチング角速度を補整することによって、対象物追跡、例えば移動対象物追跡の改善、並びに対象物追跡精度の改善が得られる。これは、目標関数を有する車線検知アルゴリズム、車線逸脱警告および車線維持補助および／または対象物検知、若しくは車両、人間、交通標識等の検知と相俟って、好適な影響を有している。バックアップカメラと協働して、例えば車線逸脱警告および／または車線維持補助の改善が得られる。
【００１５】
生成ステップにおいて、前記第１および／または第２の画像勾配データが、ラドン変換、特に当該のカメラ画像に関連して水平方向のラドン変換によって生成される。ラドン変換とは、積分変換のことである。この場合、ラドン変換は、画素の複数の行から、隣接し合う画素の輝度変化を考慮することができる。この場合、画素の複数の行内の輝度変化が相次いで積分され、水平方向で行が相次いで処理される。このような実施形態は、ラドン変換によって、画素の１つの行だけに基づくものではない説得力のある画像勾配データが好都合な資金コストで生成される、という利点を提供する。ラドン変換によって生成された画像勾配データに基づいて、画像変位値が効果的に生ぜしめられる。
【００１６】
生成ステップにおいて、第１の画像勾配データを第１のカメラ画像の部分領域から生成し、第２の画像勾配データを第２のカメラ画像の対応する部分領域から生成するようにすれば、さらに好都合である。本発明のこのような実施形態は、第１および第２の画像勾配データを生成するために必要なデータ処理能力を著しく減少させることができるという利点を提供する。何故ならば、第１のおよび第２の画像のほんの一部だけを処理すればよいからである。
【００１７】
また、発生ステップにおいて、少なくとも１つの画像変位値を、前記第１の画像勾配データおよび前記第２の画像勾配データから交差相関法によって発生させることもできる。この場合、発生ステップは、評価、特にサブピクセル精度の評価を有している。交差相関法に基づく評価は、高精度に例えば１画素（サブピクセル）より小さい高解像度で行われる。
【００１８】
算出ステップにおいて、カメラのピッチングを決定するために、ピッチング角速度が算出される。この実施形態は、ピッチングが、ピッチング角速度の形で簡単な形式で決定される、という利点を提供する。
【００１９】
この場合、算出ステップにおいて、カメラのピッチングを決定するために、少なくとも１つの画像変位値、第１のカメラ画像と第２のカメラ画像との間のタイムラグ、およびカメラの焦点距離に基づいて、ピッチング角速度を算出することができる。この実施形態は、上記入力値に基づいて、ピッチング角速度が簡単かつ精確に算出される、という利点を提供する。
【００２０】
特に、算出ステップにおいて、カメラのピッチングを決定するために、次の式、
0005792378.tif 000002
に従ってピッチング角速度を算出することができる。この式中、δθ・はピッチング角変化δθの微分としてのピッチング角速度を示し、Δｙは少なくとも１つの画像変位値を示し、Δｔは前記第１のカメラ画像と前記第２のカメラ画像との間のタイムラグを示し、ｆｙはカメラの焦点距離を示す。この実施形態は、ピッチング角速度が、上記式によって確実かつ効率的に算出される、という利点を提供する。
【００２１】
また、生成ステップにおいて、第１の画像勾配データが第１のカメラ画像の一区画から生成され、第２の画像勾配データが第２のカメラ画像の一区画から生成されるようになっていても、好都合である。この場合、第１のカメラ画像の一区画および第２のカメラ画像の一区画は、カメラセンサの唯一の部分領域だけに基づいていてよい。従って、カメラ画像の一区画の列位置および行位置は、カメラ画像内の不変の画素グリッドに基づいて同じである。カメラ画像の一区画の列位置および行位置は、第２のカメラ画像に対する第１のカメラ画像の不変の画素グリッドに基づいて変化しない。カメラ画像の一区画は、画像幅および画像高さを適合させることができる。この実施形態は、カメラのピッチングを決定するための資金コストが安価になる、という利点を有している。何故ならば、生成ステップにおいて、カメラ画像の一区画だけが考慮され、カメラ画像の全部を考慮する必要がないからである。しかも、カメラ画像の一区画は、これが、カメラのピッチングに関連してカメラ画像の評価可能な有意義な領域を有するように選定される。
【００２２】
この方法は、第１のカメラ画像からカメラ画像の一区画を選択し、第２のカメラ画像からカメラ画像の一区画を選択するステップを有していてもよい。選択するステップは、車両の前進走行運動に基づいて行われ、追加的にまたは選択的に、カメラ画像の一区画に対する、車両の前進走行運動によるできるだけ僅かな影響に基づいて行われる。
【００２３】
例えば、車線検知および／または対象物検知は、車線検出および／または対象物検出を実施するステップ、カメラ運動若しくはピッチング角速度によって車線追跡および／または対象物追跡を実施するステップ、および情報を例えば車両の運転者に発信するために、または情報にアクティブにかつ修正的に介入するために、アクチュエータを制御するステップを有していてよい。
【００２４】
本発明を、添付した図面を用いて詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の１実施例によるコントローラを備えた車両の概略図である。
【図２】本発明の１実施例によるカメラ画像、およびカメラ画像の一区画を示す概略図である。
【図３】本発明の１実施例によるカメラ画像の一区画並びに画像勾配データを示す図である。
【図４】従来形式に従ってセンサにより得られたピッチング角速度特性曲線、並びに本発明の１実施例に従って規定されたピッチング角速度特性曲線の線図である。
【図５】本発明の１実施例による方法のフローチャートである。
【図６】本発明の１実施例による方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図面では、同一のまたは類似の部材には同じまたは類似の符号が付けられており、繰り返しの説明は省かれる。また、図面の各図、その説明並びに請求項は、数多くの特徴の組み合わせを含有している。当業者は、これらの特徴を、個別の特徴とみなすことも、またはここでは明確に記載されていない、別の組合せに組み合わせることも考えられる。さらに本発明は、以下の記載では場合によっては、様々な基準および寸法を用いて説明されているが、本発明はこれらの基準および寸法に限定されるものではない。さらに、本発明による方法ステップは、繰り返し実施することができ、また以上に記載した順序とは異なる順序で実施することができる。１つの実施例が、第１の特徴／ステップと第２の特徴／ステップとの間で「および／または」接続を有している場合、これは、この実施例が、１つの実施形態に従って第１の特徴／第１のステップも、また第２の特徴／第２のステップも有していて、別の実施形態に従って第１の特徴／ステップだけ、または第２の特徴／ステップだけを有している、ということである。
【００２７】
図１は、本発明の１実施例によるコントローラを備えた車両を示す。図面には、車両１００、カメラ１１０、コントローラ１２０、決定装置１３０、発生装置１４０および算出装置１５０が示されている。コントローラ１２０は、決定装置１３０と、発生装置１４０と、算出装置１５０とを有している。カメラ１１０とコントローラ１２０とは車両１００内に配置されている。カメラ１１０はコントローラ１２０に通信接続されている。決定装置１３０は、コントローラ１２０の発生装置１４０に通信接続されている。発生装置１４０は、コントローラ１２０の算出装置１５０に通信接続されている。
【００２８】
カメラ１１０は、カメラ１１０が車両１００内に配置されていることが図１に明確に示されていなくても、カメラ１１０の光学装置によって車両１００の前進走行方向におけるカメラ画像を撮影可能であるように車両１００内に配置されている。カメラ画像について図２を参照してさらに詳しく説明する。カメラ１１０は、例えば信号ライン等を介してコントローラ１２０に接続されている。カメラ１１０は、コントローラ１２０に、カメラ画像を表わす画像データを伝達するために構成されている。
【００２９】
コントローラ１２０は、カメラ画像を画像データの形でカメラ１１０から受信する。コントローラ１２０は、車両に取り付けられたカメラ１１０のピッチングを規定するために構成されている。このために、例えば１対で連続するカメラ画像が装置１３０，１４０，１５０からコントローラ１２０までによって処理される。別の言い方をすれば、後続のまたは連続する、少なくとも１対のカメラ画像がコントローラ１２０で処理される。以下では、このような１対のカメラ画像のためだけの、コントローラ１２０内における処理の経過が説明される。しかしながらこのようなカメラ画像の別の対のための経過が繰り返し行われることは、明らかである。
【００３０】
生成装置１３０は、第１のカメラ画像から第１の画像勾配データを生成するために構成されている。この場合、第１の画像勾配データは、第１のカメラ画像の垂直軸線に沿った、第１のカメラ画像の隣接する画素の輝度変化を表わす。この生成装置１３０は、第１のカメラ画像に続いて撮影された第２のカメラ画像から第２の画像勾配データを生成するためにも構成されている。第２の画像勾配データは、第２のカメラ画像の垂直軸線に沿った、第２のカメラ画像の隣接する画素の輝度変化を表わす。第１の画像勾配データおよび第２の画像勾配データは、生成装置１３０から発生装置１４０に伝達される。この場合、第１の画像勾配データは第１の画像勾配信号として伝達されてよい。第２の画像勾配データは第２の画像勾配信号として伝達されてよい。
【００３１】
発生装置１４０は、第１の画像勾配データおよび第２の画像勾配データを生成装置１３０から受信する。発生装置１４０は、第１の画像勾配データおよび第２の画像勾配データを用いて画像変位値を発生させる。画像変位値は、第１のカメラ画像の相応の画素に対する第２のカメラ画像の画素の変位を表わす。言い換えれば、発生装置１４０は、画像変位値を発生させるために、第１の画像勾配データおよび第２の画像勾配データを表わす第１および第２の画像勾配信号を分析する。画像変位値は、発生装置１４０によって算出装置１５０に伝達される。
【００３２】
算出装置１５０は、発生装置１４０から画像変位値を受信する。算出装置１５０は、カメラのピッチングを規定するために、画像変位値に基づくピッチングを算出するために構成されている。この場合、特に算出装置１５０は、後述されているように、画像変位値およびその他のデータからピッチング角速度を計算することができる。
【００３３】
図２は、本発明の１実施例によるカメラ画像およびカメラ画像の一区画を示す。図面には、第１のカメラ画像２１２、第２のカメラ画像２１４および一区画２１５が示されている。カメラ画像２１２，２１４は、カメラ例えば図１に示したカメラによって撮影される。カメラ画像２１２，２１４を撮影したカメラは車両、例えば図１に示した車両１内に取り付けられている。図２には、第２のカメラ画像２１４が、第１のカメラ画像２１２を部分的に覆って若しくは第１のカメラ画像２１２と部分的に重なって示されている。図２に示されているように、第１のカメラ画像２１２および第２のカメラ画像２１４は、同じ風景を示す。第２のカメラ画像２１４では風景が完全に確認される。第２のカメラ画像２１４は、車両内から車両のフロントガラスを通して走行方向で前方の視野で見た道路風景を示す。図面には、道路マークを有する道路形状、先行車両、道路を横断して架けられている橋並びに建築物および植物が示されている。
【００３４】
第１のカメラ画像２１２は、例えば時間的に第２のカメラ画像２１４の前に撮影されている。第１のカメラ画像２１２の撮影時点と、第２のカメラ画像２１４の撮影時点との間で、カメラが取り付けられている車両は、所定の距離だけ前進移動していて、車両および／またはカメラのピッチング（縦揺れ）が発生する。従って、カメラ画像２１２，２１４の画像データ、ひいてはカメラ画像２１２，２１４内に見える対象物も、車両の前進移動距離および追加的にまたは選択的に車両および／またはカメラのピッチングに基づいて、異なっている。
【００３５】
カメラ画像の一区画２１５は、第２のカメラ画像２１４の部分領域を有している。正確に言えば、カメラ画像の一区画２１５は、第２のカメラ画像２１４の、先行車両が写っている部分を含んでいる。カメラ画像の一区画２１５は、図２に示した実施例によれば、第２のカメラ画像２１４の上の画像縁部から下の画像縁部まで延在している。従って、図示の実施例では、カメラ画像の一区画２１５の高さは、第２のカメラ画像２１４の高さに相当する。カメラ画像の一区画２１５の幅は、図２に示されているように、第２のカメラ画像２１４の幅のほんの一部であってよいか、または特殊な使用の必要性に応じて、第２のカメラ画像２１４の幅まで達していてよい。カメラ画像の一区画２１５の高さは、図２に示されているように、第２のカメラ画像２１４の高さの例えば一部だけであってよいか、または特殊な使用の必要性に応じて、第２のカメラ画像２１４の高さまで達していてよい。この場合、カメラ画像の一区画２１５は、コントローラの装置、例えば生成装置、またはこの生成装置に前方接続された、図１に記載されたコントローラの装置によって決定される。
【００３６】
図３は、本発明の１実施例によるカメラ画像並びに画像勾配データの一部を示す。図３には、カメラ画像の一区画２１５および画像勾配データ３３０が、輝度値若しくは画像勾配信号のグラフの形で示されている。カメラ画像の一区画２１５は、図２に示した第２のカメラ画像の一部であってよい。しかしながら、図３ではカメラ画像の一区画２１５は、図２に示した第２のカメラ画像の一区画に基づいて例えば画像コントラスト等に関連して変化せしめられるので、好適には画像勾配データ３３０が生成される。カメラ画像の一区画２１５から、適当な装置、例えば図１に示したコントローラの生成装置によって、画像勾配データ３３０が生成される。図３には、画像勾配データ３３０が画像データの一区画２１５の右隣に示されている。画像勾配データ３３０は、画像データの一区画２１５の上縁部から下縁部までの、画像データの一区画２１５の画素の１つまたは複数の行の輝度値若しくは輝度変化を表わす。画像勾配データ３３０は、図３では、画像データの一区画２１５の隣に垂直に延在する輝度値のグラフとして示されている。この場合、グラフの左右の振れは、画像データの一区画２１５の画素間の輝度変化を表わす。画像勾配データ３３０若しくは輝度値のグラフは、画像勾配信号の形で表わされている。
【００３７】
図４は、センサを用いて従来形式に従って得られた、時間ｔに亘っての、車両に取り付けられたカメラのピッチング角速度δθ・の推移変化４１０、および本発明の１実施例に従って決定された、時間ｔに亘っての、車両に取り付けられたカメラのピッチング角速度δθ・の推移変化４２０の線図４００を示す。センサを用いて従来形式に従って得られた推移変化４１０は、高分解能を有するピッチング角速度センサ等によって測定されて、例えばグラウンドトゥルースデータ（Ｇｒｏｕｎｄ−Ｔｒｕｔｈ−Ｄａｔｅｎ）により生ぜしめられる。本発明の１実施例に従って決定された、ピッチング角速度δθ・の推移変化４２０のグラフは、図１に示したコントローラによって決定される。このグラフでは、本発明の実施例に従って決定された推移変化４２０が、高分解能のセンサを用いて従来形式で得られた推移変化４１０にほぼ正確に追従していることが分かる。
【００３８】
図５は、本発明の１実施例による、車両に取り付けられたカメラのピッチングを決定するための方法５００のフローチャートを示す。この方法５００は、第１のカメラ画像から第１の画像勾配データを生成し、かつ第１のカメラ画像に続いて撮影された第２のカメラ画像から第２の画像勾配データを生成する生成ステップ５１０を有している。この場合、第１の画像勾配データは、第１のカメラ画像の垂直な軸線に沿った、第１のカメラ画像の隣接する画素の輝度変化を表わす。第２の画像勾配データは、第２のカメラ画像の垂直な軸線に沿った、第２のカメラ画像の隣接する画素の輝度変化を表わす。この方法５００は、第１のカメラ画像の対応する画素に対する、第２のカメラ画像の画素の変位を表わす、少なくとも１つの画像変位値を発生させる発生ステップ５２０も有している。この場合、画像変位値を発生させる発生ステップ５２０は、第１の画像勾配データおよび第２の画像勾配データを使用して行われる。この方法５００は、カメラのピッチングを決定するために、少なくとも１つの画像変位値に基づいてピッチングを算出する算出ステップ５３０も有している。この方法５００のステップ５１０，５２０，５３０は、複数の第１のカメラ画像および第２のカメラ画像に基づいてカメラのピッチングを連続的に決定するために、繰り返し実行される。
【００３９】
図６は、車両の少なくとも１つのヘッドライトの光放射を制御するための方法６００のフローチャートを示す。この場合、本発明の１実施例に従って車両にカメラが取り付けられている。この方法６００は、本発明の図５に示した実施例による車両に取り付けられたカメラのピッチングを決定するための方法に従って、車両に取り付けられたカメラのピッチングを決定する決定ステップ６１０を有している。従って、決定ステップ６１０は、本発明の図５に示した実施例による、車両に取り付けられたカメラのピッチングを決定するための方法のステップに相当する部分ステップを有していてよい。この方法６００は、少なくとも１つのヘッドライトの光放射を制御するために、カメラのピッチングに応じて少なくとも１つのヘッドライトの照射角度を調節する調節ステップ６２０も有している。
【００４０】
図１乃至図６に関連して、以下に本発明の様々な実施例を要約して説明する。図２は、先行車両が見られる典型的な道路風景を示す。カメラの運動若しくは画像変位を決定するために、図示のような連続する２つのカメラ画像２１２，２１４が観察される。枠で区切られた画像領域、例えば画像の一区画２１５のみも考慮される。重複する情報のさらなる減少は、それぞれのカメラ画像の垂直方向での１次元的な勾配を介して行われる。この場合、水平方向の縁部情報が増幅され、垂直方向の情報がフィルターアウトされる。さらに、カメラ画像の一区画の水平方向における１次元的なラドン変換を介して寸法縮小が行われる。その結果、図３に示したように画像勾配データ３３０の形の１次元的な信号若しくは１Ｄ信号が得られる。このプロセスは、２つの連続するカメラ画像２１２，２１４のために、時点（ｔ−１）および（ｔ）において実行される。２つの連続する１Ｄ信号若しくは画像勾配データ３３０を観察すれば、これら２つの信号が互いに相対的にやや変位していることが分かる。このような変位は、例えば小数位精度を有する交差相関法によって評価される。従って、画像変位値を発生させることができる。以下の方法に従って、ピッチング角速度が決定される。交差相関法により評価された若しくは発生した画像の変位はΔｙであり、カメラの焦点距離はｆｙであり、ピッチング角変化はδθであり、連続する２つの画像間の画像タイムラグはΔｔである。従ってピッチング角速度は次の式によって得られる：
0005792378.tif 000003
【００４１】
カメラ１１０のピッチングを決定するための、提案された方法５００は、例えばインサイト“Ｅｉｎｂｌｉｃｋ”（単眼）アルゴリズムおよびステレオ視“Ｓｔｅｒｅｏｓｉｃｈｔ”アルゴリズムに利用される、ビデオに基づくドライブアシスト機能に使用することができる。この場合、ピッチング角速度の算出は、例えば高い計算効率を有する非常に高い分解能で行われる。通常は、カメラ１１０のピッチングに基づいてすべてのカメラ画像２１２，２１４は、垂直方向で上方または下方に移動せしめられる。これは、互いに連続する２つのカメラ画像２１２，２１４において、カメラ画像２１２，２１４の変位としてみなされる。このような画像の変位が例えばサブピクセル精度で評価されると、ピッチング角の変化が同じ精度で算出される。カメラ画像２１２，２１４の重複する情報はプレフィルタリングされ、それによって、実時間での計算を可能にするために、２Ｄ変位がさらに画像の１Ｄ変位に分解される。
【００４２】
本発明の実施例によれば、カメラ１１０のピッチング若しくはピッチング角速度の実時間評価および最終的にこのような運動の補整が可能である。従って例えば、対象物に対する間隔の評価およびトラッキング精度も改善される。この場合、ピッチング角速度の決定は、例えば視覚的な特徴を用いて、センサ補助なしで実行される。従って、カメラピッチング角速度の補整によって、運動対象物追跡の改善が得られる。カメラピッチングの補整を介して、対象物追跡精度の改善が可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１００  車両
１１０  カメラ
１２０  コントローラ
１３０  決定装置、生成装置
１４０  発生装置
１５０  算出装置
２１２  第１のカメラ画像
２１４  第２のカメラ画像
２１５  カメラ画像の一区画
３３０  画像勾配データ
４００  線図
４１０  推移変化
４２０  推移変化
５００  方法
５１０  画像勾配データを生成する生成ステップ
５２０  画像変位値を発生させる発生ステップ
５３０  ピッチングを算出する算出ステップ
６１０  カメラのピッチングを決定する決定ステップ
６２０  ヘッドライトの照射角度を調節する調節ステップ
δθ・  ピッチング角速度
ｔ  時間
【図１】
0005792378.tif 000005
【図２】
0005792378.tif 000006
【図３】
0005792378.tif 000007
【図４】
0005792378.tif 000008
【図５】
0005792378.tif 000009
【図６】
0005792378.tif 000010