(57)【要約】  実用車両の同乗者側（１６）の少なくとも１つの側方領域（２１０、２２０、２３０）に対するカメラ監視システムが開示されている。このカメラ監視システムは、第１の画像処理ユニット（１１１）と、少なくとも１つの側方領域（２１０、２２０、２３０）の画像データをキャプチャし、これらの画像データを処理のために第１の画像処理ユニット（１１１）に提供する第１のカメラユニット（１２１）と、第２の画像処理ユニット（１１２）と、少なくとも１つの側方領域（２１０、２２０、２３０）のさらなる画像データをキャプチャする第２のカメラユニット（１２２）を含む。第２のカメラユニット（１２２）は、さらなる画像データを処理のために第２の画像処理ユニット（１１２）に提供する。第１の画像処理ユニット（１１１）および第２の画像処理ユニット（１１２）は、少なくとも１つの側方領域（２１０、２２０、２３０）について冗長的な画像キャプチャを可能にするために、互いに独立して画像データを処理するように構成されている。
2021533666.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
実用車両の同乗者側（１６）の少なくとも１つの側方領域（２１０、２２０、２３０）に対するカメラ監視システムにおいて、
第１の画像処理ユニット（１１１）と、
前記少なくとも１つの側方領域（２１０、２２０、２３０）の画像データをキャプチャし、該画像データを処理のために前記第１の画像処理ユニット（１１１）に提供する第１のカメラユニット（１２１）と、
第２の画像処理ユニット（１１２）と、
前記少なくとも１つの側方領域（２１０、２２０、２３０）のさらなる画像データをキャプチャし、該さらなる画像データを処理のために前記第２の画像処理ユニット（１１２）に提供する第２のカメラユニット（１２２）と
が設けられており、
前記第１の画像処理ユニット（１１１）および前記第２の画像処理ユニット（１１２）は、前記少なくとも１つの側方領域（２１０、２２０、２３０）について冗長的な画像キャプチャを可能にするために、互いに独立して画像データを処理するように構成されている
ことを特徴とするカメラ監視システム。
【請求項２】
前記実用車両の運転者側（１７）においてさらなる側方領域（２１０、２２０、２３０）の画像データをキャプチャし、該画像データを処理のために前記第１の画像処理ユニット（１１１）に提供する第３のカメラユニット（１２３）、および／または
前記実用車両の前記運転者側（１７）において前記さらなる側方領域（２１０、２２０、２３０）の画像データをキャプチャし、該画像データを処理のために前記第２の画像処理ユニット（１１２）に提供する第４のカメラユニット（１２４）
が設けられている、
請求項１記載のカメラ監視システム。
【請求項３】
前記第１の画像処理ユニット（１１１）により処理された画像データを表示する第１のディスプレイユニット（１３１）、および／または
前記第２の画像処理ユニット（１１１）により処理された画像データを表示する第２のディスプレイユニット（１３２）
が設けられている、
請求項１または２記載のカメラ監視システム。
【請求項４】
前記第１の画像処理ユニット（１１１）と前記第２の画像処理ユニット（１１２）との間にデータ接続線（１１５）が設けられており、
前記第１の画像処理ユニット（１１１）および前記第２の画像処理ユニット（１１２）は、受信した画像データを前記データ接続線（１１５）を介して出力するように構成されている、
請求項１から３までのいずれか１項記載のカメラ監視システム。
【請求項５】
前記第１の画像処理ユニット（１１１）および／または前記第２の画像処理ユニット（１１２）は、以下の機能のうちの少なくとも１つを実行するように構成されている、すなわち、
オーバラップしたキャプチャ領域の画像データを比較し、該比較に基づき当該カメラ監視システムのエラーを検出する、
水平方向の画像領域における歪みを低減するために、前記第１のカメラユニット（１２１）および／または前記第２のカメラユニット（１２２）および／または前記第３のカメラユニット（１２３）および／または前記第４のカメラユニット（１２４）からの画像データの画像変換を実施する、
レーン追従をサポートするために、前記第１のカメラユニット（１２１）および／または前記第２のカメラユニット（１２２）および／または前記第３のカメラユニット（１２３）および／または前記第４のカメラユニット（１２４）からの画像データにおいて車線マーク（２０）を識別する、
請求項４記載のカメラ監視システム。
【請求項６】
前記第１のカメラユニット（１２１）は、前記実用車両の前方コーナー領域に取り付けられているときに、前記実用車両前方の前方領域（２４０）と前記同乗者側（１６）の前記少なくとも１つの側方領域（２１０、２２０、２３０）とを同時にキャプチャするために、魚眼対物レンズを有し、かつ／または
前記第４のカメラユニット（１２４）は、前記実用車両の前方コーナー領域に取り付けられているときに、前記前方領域（２４０）と前記運転者側（１７）の前記側方領域（２１０、２２０、２３０）とを同時にキャプチャするために、魚眼対物レンズを有する、
請求項１から５までのいずれか１項記載のカメラ監視システム。
【請求項７】
前記第１のカメラユニット（１２１）および前記第４のカメラユニット（１２４）はそれぞれさらに、前記運転者キャビン（１０）の前および横の地表領域（２３０、２４０）をキャプチャして、前記運転者キャビン（１０）前方の前記地表領域（２４０）の冗長的なキャプチャを可能にするように構成されている、
請求項６記載のカメラ監視システム。
【請求項８】
前記側方領域（２１０、２２０、２３０）および前記さらなる側方領域（２１０、２２０、２３０）は、個々の側において少なくとも１つの以下のように定義された第１の地表領域（２１０）を含む、すなわち、
前記実用車両の運動方向に垂直に延在し、かつ車両運転者のポジション（１５）から４ｍだけ後方にずらされた第１の線（２１１）から出発して、前記第１の地表領域（２１０）は、側方で車両周縁部（１６、１７）に平行に後方に向かって可変の幅を伴って拡がっており、該可変の幅は、前記第１の線（２１１）から２６ｍの距離までは、直線的に１ｍから５ｍの幅へと増加し、次いで一定に維持される、
請求項１から７までのいずれか１項記載のカメラ監視システム。
【請求項９】
前記側方領域および前記さらなる側方領域は、個々の側において以下のように定義された第２の地表領域（２２０）を含む、すなわち、
前記実用車両の運動方向に垂直に延在し、かつ車両運転者のポジション（１５）から１．５ｍだけ後方にずらされた第２の線（２２１）から出発して、前記第２の地表領域（２１０）は、側方で車両周縁部（１６、１７）に平行に２３．５ｍの長さまで後方に向かって可変の幅を伴って拡がっており、該可変の幅は、前記第２の線（２２１）から８．５ｍの距離までは、直線的に４．５ｍから１５ｍの幅へと増加し、次いで一定に維持される、
請求項１から８までのいずれか１項記載のカメラ監視システム。
【請求項１０】
前記側方領域（２１０、２２０、２３０）および前記さらなる側方領域（２１０、２２０、２３０）は、個々の側において以下のように定義された第３の地表領域（２３０）を含む、すなわち、
前記実用車両の運動方向に垂直に車両運転者のポジション（１５）を通過して延在する第３の線（２３１）から出発して、前記第３の地表領域（２３０）は、車両周縁部（１６、１７）に平行に２ｍの幅で、１．７５ｍだけ後方にかつ１ｍだけ前方に拡がっている、
請求項１から９までのいずれか１項記載のカメラ監視システム。
【請求項１１】
前記前方領域（２４０）は、以下のように定義された第４の地表領域（２４０）を含む、すなわち、
前方の車両境界（２４１）から出発して、前記第４の地表領域（２４０）は、前記運転者キャビン（１０）の全幅前方で少なくとも２ｍまで、かつ側方で２ｍにわたり前記同乗者側（１７）を越えて拡がっている、
請求項１から１０までのいずれか１項記載のカメラ監視システム。
【請求項１２】
請求項１から１１までのいずれか１項記載のカメラ監視システムが設けられていることを特徴とする実用車両。
【請求項１３】
請求項１から１１までのいずれか１項記載のカメラ監視システムのエラーを検出する方法において、
それぞれ異なるカメラユニットによりキャプチャされたオーバラップした画像領域における画像データを比較し、
該比較に基づき、前記カメラ監視システムにおけるエラーを検出する
ことを特徴とする、
カメラ監視システムのエラーを検出する方法。
【請求項１４】
前記比較は以下のもの、すなわち、
前記オーバラップした画像領域の不一致の検出、
前記カメラユニットのうちの１つによりキャプチャされたフリーズした画像の検出、
魚眼対物レンズまたは広角対物レンズの歪みを低減するための画像データの変換
のうちの少なくとも１つを含む、
請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
ソフトウェアが格納されているコンピュータプログラム製品であって、
前記ソフトウェアは、該ソフトウェアがデータ処理ユニットにおいて実行されると、請求項１３記載の方法を実施するように構成されている、
コンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラ監視システムおよびカメラ監視システムにおけるエラーを検出する方法、特に実用車両のカメラシステムのためのエラー耐性のあるアーキテクチャに関する。
【０００２】
ビデオセンサ技術および視覚表示の可能性の絶えざる向上によって、車両内で間接的な視覚表示を行う公知の機器の置き換えが次第に可能になってきている。つまり慣用のミラーの代わりに、カメラ監視システムまたはカメラ表示システムが次第に使われるようになってきており、これらのシステムによってミラーが置き換えられ、いっそう高い視覚的品質、付加的な機能たとえばズームまたはディスプレイ上でのオーバラップ表示などが可能になる。カメラ監視システムを使用するさらに別の動機は、使用されるカメラが比較的小さく、それに伴い空気抵抗が小さくなる、という点にある。さもなくば使用されるバックミラーは、その大きさゆえに強く風が当たる平面となり、したがって燃料消費を著しく高める原因となる。
【０００３】
新しい技術によって数多くの可能性がもたらされるにもかかわらず、それらに付随して一連の新たなエラーの原因も生じる。慣用のバックミラーの場合、視覚品質がガラスの破損または表面の汚れによって損なわれるおそれがある一方、カメラ表示システムは、数多くのさらなるエラーの原因をもたらす多数の構成要素を含む。この状況は以下のことでさらに悪化してしまう。すなわち、システムの一部でエラーが発生するだけで、すでにシステム全体が機能しなくなってしまうことが多く、したがって結果として車両運転者が後方領域を把握することがもはやできなくなってしまうのである。つまりたとえば電流供給が途絶える、またはソフトウェアエラーが発生する、または電気接点にエラーがある、といった可能性があり、それによってシステム全体が動作不能状態になってしまう。
【０００４】
それゆえ重要であるのは、たとえエラーが発生しようとも、運転者が引き続き車両の後方または側方の領域に関する情報を得る、ということを引き続き保証する目的で、カメラ監視システムが適切なエラー管理システムを装備している、ということである。
【０００５】
公知のカメラ監視システムについては、たとえば米国特許出願公開第２０１７／２８２８０１号明細書、米国特許出願公開第２０１７／２７４８２７号明細書、欧州特許出願公開第３２３１６６８号明細書、および米国特許出願公開第２０１５／１６５９７５号明細書に記載されている。これらの文献に記載されているシステムによれば、たしかにミラーをカメラによって置き換えることができるけれども、これらのシステムの場合にもサブシステム内の単純なエラーによってシステム全体の機能不全が引き起こされるおそれがある。かかる機能不全は、自家用自動車分野では実用車両分野の場合ほどにはクリティカルではなく、それというのも自家用自動車の運転者は依然として視覚的に側方および後方の領域を把握できるからである。このことは実用車両分野では不可能であり、その理由は、ミラーまたはエラーのないカメラシステムを使用できなければ、運転者はたとえば同乗者側を視覚的に把握することはできないからである。
【０００６】
よって、実用車両に適しており、高度な安全性がもたらされ、それゆえにバックミラーの代わりになり得るカメラ監視システムに対する需要が存在する。
【０００７】
これらの問題点のうちの少なくとも一部は、請求項１記載のカメラ監視システム、請求項１２記載の実用車両、および請求項１３記載の方法によって解決される。従属請求項には、独立請求項の保護対象のさらなる有利な実施形態が規定されている。
【０００８】
本発明は、実用車両の同乗者側の少なくとも１つの側方領域に対するカメラ監視システムに関する。このカメラ監視システムは、
第１の画像処理ユニットと、
少なくとも１つの側方領域の画像データをキャプチャし、これらの画像データを処理のために第１の画像処理ユニットに提供する第１のカメラユニットと、
第２の画像処理ユニットと、
少なくとも１つの側方領域のさらなる画像データをキャプチャし、これらのさらなる画像データを処理のために第２の画像処理ユニットに提供する第２のカメラユニットと
を含む。
【０００９】
第１の画像処理ユニットおよび第２の画像処理ユニットは、互いに独立して画像データを処理し、それにより少なくとも１つの側方領域について冗長的な画像キャプチャを可能にするように構成されている。
【００１０】
このカメラ監視システムは特に、実用車両において既存のバックミラーを置き換えるのに適したカメラ表示システムである。したがってこのシステムは特に側方の画像キャプチャのために、車両周囲をグラフィックでキャプチャするように設計されている。自明のとおり、実施例は実用車両における適用に限定されるものではない。このカメラ監視システムを、他の車両のためにも使用することができる。
【００１１】
オプションとしてカメラ監視システムは、実用車両の運転者側においてさらなる側方領域の画像データをキャプチャするように構成された第３のカメラユニットを含む。この第３のカメラユニットは、画像データを処理のために第１の画像処理ユニットに提供する。オプションとしてカメラ監視システムは、実用車両の運転者側においてさらなる側方領域の画像データをキャプチャするように構成された第４のカメラユニットを含む。この第４のカメラユニットは、画像データを処理のために第２の画像処理ユニットに提供する。自明のとおり、第３のカメラユニットは画像データを第２の画像処理ユニットに提供することもでき、第４のカメラユニットは画像データを第１の画像処理ユニットに提供することもできる。
【００１２】
オプションとしてカメラ監視システムは、第１の画像処理ユニットにより処理された画像データを表示する第１のディスプレイユニットを含む。これに加えカメラ監視システムは、第２の画像処理ユニットにより処理された画像データを表示する第２のディスプレイユニットを含むことができる。
【００１３】
オプションとしてカメラ監視システムは、第１の画像処理ユニットと第２の画像処理ユニットとの間にデータ接続線を含み、この場合、第１の画像処理ユニットおよび第２の画像処理ユニットは、受信した画像データをデータ接続線を介して出力するように構成されている。画像処理ユニット間で持続的に、あるいは特定のイベントが生じた場合のみ（たとえば検出されたエラーまたは問い合わせに応じて）、画像データを交換することができる。
【００１４】
オプションとして第１の画像処理ユニットおよび／または第２の画像処理ユニットは、オーバラップしたキャプチャ領域の画像データを比較し、この比較に基づき、カメラ監視システムのエラーを検出するように構成されている。比較の際に、たとえば偏差またはフリーズした画像または他の予期しないアーチファクトを検出することができる。エラーを検出した場合、警告を出力することができ、または欠陥のある画像処理ユニットの画像データを障害のない画像処理ユニットへ転送することができる。オーバラップしたキャプチャ領域を、それぞれ異なるカメラユニットによりキャプチャされた実用車両周囲からの任意の領域とすることができる（車線マークも含むことができる）。オーバラップした領域を比較できるようにする目的で、たとえば使用された対物レンズの（たとえば魚眼対物レンズの）歪みが取り除かれるように、オプションとして最初に画像変換を実施することができる。
【００１５】
実用車両の前方コーナー領域に取り付けたときに、実用車両前方の前方領域と同乗者側の少なくとも１つの側方領域とを同時にキャプチャする目的で、オプションとして第１のカメラユニットは広角対物レンズまたは魚眼対物レンズを含む。同様に、実用車両の前方コーナー領域に取り付けたときに、前方領域と運転者側の側方領域とを同時にキャプチャする目的で、第４のカメラユニットは広角対物レンズまたは魚眼対物レンズを有することができる。これに加え、第１の画像処理ユニットおよび／または第２の画像処理ユニットを、水平方向の画像領域（画像周縁領域）における歪みを低減する目的で、第１のカメラユニットおよび／または第２のカメラユニットからの画像データの画像変換を実施するように、構成することができる。このようにすれば、第２のカメラユニットまたは第３のカメラユニットが故障したときに、第１のカメラユニットおよび／または第４のカメラユニットによって後方の画像キャプチャを保証することができる。運転者が物体を識別できるように、魚眼対物レンズによる撮影の外縁部における歪みを、画像変換によって取り除くまたは弱めるのが望ましい。同様に、第１の画像処理ユニットおよび／または第２の画像処理ユニットを、たとえばレーン追従をサポートする目的で、第１のカメラユニットおよび／または第２のカメラユニットおよび／または第３のカメラユニットおよび／または第４のカメラユニットからの画像データにおいて、車線マークを識別するように構成することができる。
【００１６】
オプションとして、第１のカメラユニットおよび第４のカメラユニットはそれぞれさらに、運転者キャビンの前および横の地表領域をキャプチャして、運転者キャビン前方の地表領域の冗長的なキャプチャを可能にするように構成されている。地表領域（またはセンサ領域）は、カメラによりキャプチャ可能な地表上の平面を表す。
【００１７】
オプションとして、（同乗者側の）側方領域および（運転者側の）さらなる側方領域は、個々の側において少なくとも１つの以下のように定義された第１の地表領域を含む。すなわち、実用車両の運動方向に垂直に延在し、かつ車両運転者のポジション（またはその目の位置）から４ｍだけ後方にずらされた第１の線から出発して、第１の地表領域は、側方で車両周縁部に平行に後方に向かって可変の幅を伴って拡がっている。可変の幅は、第１の線から２６ｍの距離までは、直線的に１ｍから５ｍの幅へと増加し、その後、一定に維持される。
【００１８】
オプションとして、（同乗者側の）側方領域および（運転者側の）さらなる側方領域は、個々の側において少なくとも１つの以下のように定義された第２の地表領域を含む。すなわち、実用車両の運動方向に垂直に延在し、かつ車両運転者のポジションから１．５ｍだけ後方にずらされた第２の線から出発して、第２の地表領域は、側方で車両周縁部に平行に２３．５ｍの長さまで後方に向かって可変の幅を伴って拡がっている。可変の幅は、第２の線から８．５ｍの距離までは、直線的に４．５ｍから１５ｍの幅へと増加し、その後、一定に維持される。
【００１９】
オプションとして、（同乗者側の）側方領域および（運転者側の）さらなる側方領域は、個々の側において少なくとも１つの以下のように定義された第３の地表領域を含む。すなわち、実用車両の運動方向に垂直に車両運転者のポジションを通過して延在する第３の線から出発して、第３の地表領域は、車両周縁部に平行に２ｍの幅で、１．７５ｍだけ後方にかつ１ｍだけ前方に拡がっている。
【００２０】
オプションとして前方領域は、以下のように定義された第４の地表領域を含む。すなわち、前方の車両境界から出発して、第４の地表領域は、運転者キャビンの全幅前方で少なくとも２ｍまで、かつ側方で２ｍにわたり同乗者側を越えて拡がっている。オプションとして、側方に突出した区間における前方コーナーには、２ｍの曲率半径で丸みが付けられている。
【００２１】
本発明は、これまで述べてきたカメラ監視システムを備えた実用車両にも関する。
【００２２】
本発明は、カメラ監視システムのエラーを検出する方法にも関する。この方法は以下のステップを含む。すなわち、
それぞれ異なるカメラユニットによりキャプチャされたオーバラップした画像領域における画像データを比較するステップ、および
この比較に基づき、カメラ監視システムにおけるエラーを検出するステップ。
【００２３】
オプションとしてこの比較は、以下のうちの少なくとも１つを含む。すなわち、
オーバラップした画像領域の不一致の検出、
カメラユニットのうちの１つによりキャプチャされたフリーズした画像の検出、
魚眼対物レンズまたは広角対物レンズの歪みを低減するための画像データの変換。
【００２４】
この方法または少なくともその一部を、同様に命令の形態でソフトウェアとしてまたはコンピュータプログラム製品において、実装または格納することができ、この場合、格納された命令は、上述の方法がプロセッサにおいて実行されたときに、この方法によるステップを実施することができる。したがって本発明は、ソフトウェアコード（ソフトウェア命令）が格納されているコンピュータプログラム製品にも関し、このソフトウェアコードは、これが処理ユニットにより実行されると、上述の方法のうちの１つを実施するように構成されている。処理ユニットを、任意の形態のコンピュータまたは制御ユニットとすることができ、これはソフトウェアコードを実行可能なそれ相応のマイクロプロセッサを有する。
【００２５】
冒頭で述べた問題点は、以下のようなカメラ監視システムによる実施例によって解決される。すなわちこのシステムによれば、第１のカメラユニットは画像データを第１の画像処理ユニットに送信し、第２のカメラユニットは画像データを第２の画像処理ユニットに送信し、その際に第１の画像処理ユニットおよび第２の画像処理ユニットは、互いに独立して画像データを処理し、それらを互いに独立してディスプレイに提供する。よって、第１の画像処理ユニットおよび第２の画像処理ユニットは別個のユニットを成すことができ、これらを１つのユニット内に組み込むことはできるけれども、これらが互いに影響し合うことはなく、したがって両方の画像処理ユニットのうちの一方が故障しても、他方の画像処理ユニットに悪影響を及ぼさない。有利には、第１の画像処理ユニットと第２の画像処理ユニットとの間にデータ接続線が設けられており、このデータ接続線は少なくとも、両方の画像処理ユニットのうちの一方が故障したときに、画像データをそれぞれ障害のない画像処理ユニットに転送して、対応する画像をそこにおいて表示できるようにする役割を果たす。かくして実施例によれば、少なくとも同乗者側について、エラー耐性のある冗長的なシステムがもたらされる。
【００２６】
種々の実施例に関する以下の詳細な説明および添付の図面から、本発明の実施例の理解が深められるが、それらの実施例は、それらにより本開示が特定の実施形態に限定されると解されるべきではなく、説明および理解のために用いられるにすぎない。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の１つの実施例によるカメラ監視システムを示す図である。
【図２】図１によるカメラ監視システムのさらなるオプションとしての構成要素を示す図である。
【図３Ａ】実施例に従い第２のカメラユニットにより同時にキャプチャされる地表領域を具体的に示す図である。
【図３Ｂ】実施例に従い第２のカメラユニットにより同時にキャプチャされる地表領域を具体的に示す図である。
【図４Ａ】実施例に従い第１のカメラユニットにより同時にキャプチャされる地表領域を具体的に示す図である。
【図４Ｂ】実施例に従い第１のカメラユニットにより同時にキャプチャされる地表領域を具体的に示す図である。
【図５Ａ】図３Ａ、図３Ｂによる地表領域に対する表示を示す図である。
【図５Ｂ】図３Ａ、図３Ｂによる地表領域に対する表示を示す図である。
【図６Ａ】図４Ａ、図４Ｂによる地表領域に対する表示を示す図である。
【図６Ｂ】図４Ａ、図４Ｂによる地表領域に対する表示を示す図である。
【図７Ａ】さらなる実施例による実用車両におけるカメラユニットの可能な取り付けについて示す図である。
【図７Ｂ】さらなる実施例による実用車両におけるカメラユニットの可能な取り付けについて示す図である。
【００２８】
図１には、本発明の１つの実施例によるカメラ監視システムが示されている。このシステムは実用車両に適用するのに適しており、特に同乗者側について冗長システムを成しており、これによりそこに設けられているバックミラーをカメラ監視システムによって置き換えることができる。カメラ監視システムは、第１の画像処理ユニット１１１、第２の画像処理ユニット１１２、第１のカメラユニット１２１および第２のカメラユニット１２２を含む。第１のカメラユニット１２１は、画像データを第１の画像処理ユニット１１１に送信する。第２のカメラユニット１２２は、画像データを第２の画像処理ユニット１１２に送信する。
【００２９】
第１のカメラユニット１２１および第２のカメラユニット１２２は、（たとえば同乗者側において）運転者キャビンの前方コーナー領域もしくは側方領域に取り付けられて、実用車両の側方領域もしくは後方領域を互いに独立してキャプチャするように、構成されている。特に第１のカメラユニット１２１は、実用車両にじかに隣接する地表領域をキャプチャする。これに加え第１のカメラユニット１２１は、運転者キャビンの横もしくは後方の側方領域をキャプチャする。このことを達成するために、第１のカメラユニット１２１は相応の広角対物レンズたとえば魚眼対物レンズを含むことができる。第２のカメラユニット１２２は、実用車両の側方および後方の領域をキャプチャし、その際に同時のキャプチャを行うことができる。この目的でやはり、相応の広角対物レンズを設けることができる。
【００３０】
オプションとして図１によるカメラ監視システムは第３のカメラユニット１２３を含み、これは運転者キャビンの運転者側に取り付け可能であり、第２のカメラユニット１２２と同様に、運転者側において側方および後方の領域をキャプチャする。相応の画像データを第１の画像処理ユニット１１１に（別の選択肢として第２の画像処理ユニット１１２にも）送信することができる。
【００３１】
さらにこの実施例の場合、第１のディスプレイユニット１３１および第２のディスプレイユニット１３２が設けられている。第１のディスプレイユニット１３１は、第１の画像処理ユニット１１１の処理済み画像データをグラフィック表示することができる。第２のディスプレイユニット１３２は、第２の画像処理ユニット１１２の処理済み画像データをグラフィック表示することができる。たとえば第１のディスプレイユニット１３１を、運転者キャビン内で運転者側に取り付けることができ、第２のディスプレイユニット１３２を、運転者キャビン内で同乗者側に取り付けることができる。
【００３２】
さらにこの実施例の場合、独立した電流供給ユニット１４１、１４２が設けられている。したがってたとえば第１の画像処理ユニット１１１のために、第１の電流供給ユニット１４１を設けることができる。同様に第２の画像処理ユニット１１２のために、第２の電流供給ユニット１４２を設けることができる。このように、図示されているシステムは完全に冗長的に構成されており、したがって個々のサブシステム（または構成要素）が故障しても、実用車両の運転者は少なくとも同乗者側を確実に把握可能である、ということが依然として保証されている。
【００３３】
図２には、カメラ監視システムに関するさらなる実施例が示されており、このシステムは、第４のカメラユニット１２４が設けられている点で図１に示したシステムとは相違しており、この第４のカメラユニット１２４は、運転者側で運転者キャビンのコーナー領域に取り付け可能であり、表示のために画像データを第２の画像処理ユニット１１２に送信する。第４のカメラユニット１２３を、第１のカメラユニット１２１と同様にまたは同一に構成することができ、このユニットは実用車両にじかに隣接する地表領域をキャプチャする。これに加え第４のカメラユニット１２４は、運転者側で運転者キャビンの横もしくは後方の側方領域をキャプチャすることができる。このことを達成するために、第４のカメラユニット１２４も相応の広角対物レンズたとえば魚眼対物レンズを含むことができる。
【００３４】
第１のカメラユニット１２１も第４のカメラユニット１２４も、運転者キャビンの相応の前方コーナー領域に取り付け可能であり、それらの画像データをそれぞれ異なる画像処理ユニット１１１、１１２に伝達することができるので、例示的な魚眼対物レンズによって、運転者キャビン前方の地表領域の冗長的なキャプチャも可能となる。
【００３５】
かくして図２によるカメラ監視システムは２つの並列のサブシステムを含み、これらを程度の差こそあれ同じように構成することができ、これらはそれぞれ固有の画像処理ユニットを有することができる。したがって第２の画像処理ユニット１１２は、（第４のカメラユニット１２４を介して）運転者側からの画像データも（第２のカメラユニット１２２を介して）同乗者側からの画像データも受け取り、それらは処理後に第２のディスプレイユニット１３２においてグラフィック表示される。同様に第１の画像処理ユニット１１１は、（第３のカメラユニット１２３を介して）運転者側からの画像データも（第１のカメラユニット１２１を介して）同乗者側からの画像データも処理し、第１のディスプレイユニット１３１において結果をグラフィック表示する。かくして運転者側においても同乗者側においても、さらに実用車両前方の領域において、完全に冗長的なシステムが達成される。
【００３６】
しかも図１および図２の実施例の場合、第１の画像処理ユニット１１１と第２の画像処理ユニット１１２との間にデータ接続線１１５が設けられている。第１の画像処理ユニット１１１および第２の画像処理ユニット１１２をたとえば、エラーが発生した場合には、通常は対応する画像処理ユニット１１１、１１２により処理される画像データが、それぞれ他方の画像処理ユニットに転送される、というように構成することができる。次いで、それぞれ他方の画像処理ユニットは、伝送された画像データをそれぞれ所属の適正に動作しているディスプレイユニットにおいて表示させることができる。オプションとして、エラー挙動に関して運転者に情報を通知することができる。この目的で、警告を出力させることができる。
【００３７】
さらにオプションとして、（エラー発生時でなくても）データ接続線１１５を介して継続的に画像データが伝達されるようにすることができる。このケースでは、少なくともオーバラップしたキャプチャ領域について、画像データを比較することができる。この比較に基づき、（たとえばフリーズした画像による）システム内のエラーを検出することができる。データ接続線１１５を介して伝達される画像を、それぞれ他方のディスプレイ装置によって表示させることもできる。このケースでも、エラーに関して運転者に情報を通知することができる。
【００３８】
実施例によれば、いくつかのまたはすべてのカメラユニットが広角対物レンズを含むことができ、その際に第１のカメラユニット１２１および第４のカメラユニットは特に、魚眼対物レンズを有する。これによって既述のように、それぞれ異なるセンサ領域および特に車両周囲の地表領域を、並列にキャプチャすることができる。したがってたとえば第２のカメラユニット１２２を、側方で実用車両の横もしくは実用車両の後方において第１および第２の地表領域をキャプチャするように、構成することができる。同様に第１のカメラユニット１２１を、側方で運転者キャビン下方において第３の地表領域を、さらに運転者キャビン前方において第４の地表領域をキャプチャするように、構成することもできる。
【００３９】
図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａおよび図４Ｂには、実施例に従いたとえばカメラユニット１２１、１２２、１２３、１２４により側方領域（またはさらなる側方領域）として同時にキャプチャされる地表領域が具体的に示されている。ここでは、および以下では、すべての長さ表記は±１０％または±５％までの許容差があると解される。しかも以下の地表領域は、少なくともキャプチャされる最小領域である。自明のとおり、カメラユニットはこれらに加えさらなる領域をキャプチャすることになる。
【００４０】
図３Ａ、図３Ｂには、実施例に従い第２のカメラユニットにより同時にキャプチャされる地表領域２１０、２２０が具体的に示されている。
【００４１】
図３Ａには、車両の両側に拡がる第１の地表領域２１０が示されており、この領域を以下のように定義することができる。すなわち、この領域は、実用車両の運動方向に垂直に延在し、かつ車両運転者のポジション１５（またはその目の位置）から４ｍだけ後方にずらされた第１の線２１１から出発し、可変の幅を伴って側方で両方の車両周縁部１６、１７に平行に後方に向かって拡がっている。可変の幅は、第１の線２１１から２６ｍの距離までは、直線的に１ｍから５ｍの幅へと増加し、その後、一定に維持される。したがって第１の地表領域２１０は約５ｍの最大幅を含み、その際にこの最大幅は、運転者ポジションから出発して約３０ｍの距離で達成される。
【００４２】
図３Ｂには、車両の両側に拡がる第２の地表領域２２０が示されており、この領域を以下のように定義することができる。すなわち、第２の地表領域２２０は、実用車両の運動方向に垂直に延在し、かつ車両運転者のポジション１５（またはその目の位置）から１．５ｍだけ後方にずらされた第２の線２２１から出発し、可変の幅を伴って側方で車両周縁部１６、１７に平行に、２３．５ｍの長さまで後方に向かって拡がっている。可変の幅は、第２の線２２１から８．５ｍの距離までは、直線的に４．５ｍから１５ｍの幅へと増加し、その後、一定に維持される。したがってこの領域は、約４．５ｍから１５ｍの最大幅まで拡幅し、この最大幅は、運転者ポジションから約１０ｍの距離において達成される。
【００４３】
かくして図３Ａによる第１の地表領域２１０は、実質的に後方に向かう視野領域を表すのに対し、図３Ｂによる第２の地表領域２２０は側方視野領域を表し、この領域はたとえばレーン変更のために、一例として車両の横の１つまたは２つのレーンに車両が存在しているのか否かを把握する目的で、重要である。
【００４４】
第２のカメラユニット１２２は（さらに運転者側１６の第３のカメラユニット１２３も同様に）、まずは第１の地表領域２１０を、さらに同時に第２の地表領域２２０を、キャプチャするために用いられる。
【００４５】
図４Ａ、図４Ｂには、第３の地表領域２３０および第４の地表領域２４０が具体的に示されており、これらの領域は実施例によれば、まずは第１のカメラユニット１２１によって（さらに運転者側１６の第４のカメラユニット１２４によっても同様に）同時にキャプチャされる。
【００４６】
図４Ａには第３の地表領域２３０が具体的に示されており、この領域は、実用車両の運動方向に対し垂直に運転者のポジション１５を通過する第３の線２３１から、１．７５ｍだけ後方に、かつ約１ｍだけ前方に拡がっている。第３の地表領域２３０の幅は、右側車両周縁部１６から測定して約２ｍである。これと同じようにまたは類似して、第３の地表領域２３０が運転者側１７について定義される。
【００４７】
図４Ｂには、例示的にやはり第１のカメラユニット１２１によりキャプチャ可能な第４の地表領域２４０が示されている。第４の地表領域２４０は、運転者キャビン１０の前面２４１から出発して、車幅全体にわたり約２ｍの距離まで前方に向かって、かつ２ｍまで同乗者側の車両周縁部１６を越えて拡がっている。オプションとして第４の地表領域２４０は、（運転者の視点から見て）前方右側コーナーにおいて約２ｍの曲率半径で丸みが付けられている。
【００４８】
このように第３の地表領域２３０および第４の地表領域２４０は特に、（自家用自動車とは異なり）実用車両の車両運転者にとって見通しにくいまたはまったく見通せない領域を対象としている。
【００４９】
カメラ監視システムの所望の冗長性を達成する目的で、第１のカメラユニット１２１はたとえば、この第１のカメラユニット１２１が第３の地表領域２３０、第４の地表領域２４０、第１の地表領域２１０および第２の地表領域２２０をキャプチャできるように、（たとえば同乗者側１６において運転者キャビン１０の上方コーナー領域において）実用車両に取り付けられる。すべての地表領域を可能なかぎり現実に近くグラフィック表示できるようにする目的で、たとえば第１の地表領域２１０および第２の地表領域２２０の撮影を、第１のカメラユニット１２１の広角対物レンズにより生じる可能性のある歪みを取り除くために、相応に処理することができる。
【００５０】
冗長性があることから、カメラ監視システムによって慣用のミラーを置き換えることが可能になる。たとえカメラユニット１２１、１２２、．．．のうちの１つが故障したとしても、特に（たとえば第１のカメラユニット１２１の画像データについて、後方の視覚把握のためにこれを整合する目的で）上述の画像変換を行った後、運転者が十分な側方および後方の展望を保持し続けることが、依然として保証される。これに加え有利であるのは、さらに後方に位置する領域について十分に多くの画像細部が得られるように、カメラユニットに対し十分に高い解像度を選択することである。
【００５１】
本発明によれば、冗長的な画像キャプチャ、画像処理および画像表示が同乗者側１６について達成されるだけでなく、同様に運転者側１７においても達成される。この目的で図２によるシステムが用いられ、この場合には運転者側１７にも２つの独立したカメラユニットが設けられている。すなわち、画像データを第１の画像処理ユニット１１１に送信する第３のカメラユニット１２３、および画像データを第２の画像処理ユニット１１２に送信する第４のカメラユニット１２４が設けられている。これらの構成要素において故障が発生したとしても、障害のないサブシステムによって、（たとえば独立した画像処理ユニットゆえに）相応のディスプレイを介して画像データを表示させることを依然として保証することができる。運転者側においても、第４のカメラユニット１２４は広角カメラまたは魚眼カメラであり、ただしこのカメラはやはり、相応の変換後、第１および第２の地表領域２１０、２２０をキャプチャして、運転者に可能なかぎり歪みなくグラフィック表示するのに適した画像データをキャプチャする。この目的で第４のカメラユニット１２４を、やはり実用車両の運転者キャビンの上方コーナー領域に取り付けることができ、したがってこのカメラユニットは、第３の地表領域２３０および（運転者キャビン前方の）第４の地表領域２４０をキャプチャすることができるだけでなく、後方に向けられた第１の地表領域２１０および第２の地表領域２２０もキャプチャすることができる。
【００５２】
第１のカメラユニット１２１および第４のカメラユニット１２４をたとえば同一のものとして形成することができ、それらを単に運転者キャビンのそれぞれ異なるポジションに取り付ければよい。同様に第２のカメラユニット１２２を第３のカメラユニット１２３と同じように構成することができ、それらを単に互いに対向する車両側に取り付ければよい。
【００５３】
かくして実施例によれば運転者は、車両左側においても車両右側においても発生した出来事に関して常にチェックし続けて、安全なレーン変更を実施することができ、しかもこのことを、たとえカメラユニット１２１、１２２、．．．または処理ユニット１１１、１１２またはディスプレイ１３１、１３２のうちの１つにおいて誤動作が発生した場合であっても、行うことができる。
【００５４】
図５Ａおよび図５Ｂには例示的に、運転者側でキャプチャされた画像（左側）、および対応する第１のディスプレイユニット１３１におけるこの画像に属する表示（右側）が示されている。図５Ａの場合には例示的に第１の地表領域２１０が強調されており、この領域はたとえば第１のディスプレイユニット１３１においてディスプレイの上方領域に表示される。図５Ｂには第２の地表領域２２０が示されており、この領域はたとえば第１のディスプレイユニット１３１において下方領域に表示される。
【００５５】
図６Ａには例示的に、同乗者側１６の第１のカメラユニット１２１によりキャプチャされるような、強調された第３の地表領域２３０を含むキャプチャされた画像が示されている。図６Ｂには例示的に、たとえば同乗者側１６から第１のカメラユニット１２１によりキャプチャされるような、第４の地表領域２４０が示されている。キャプチャされた両方の地表領域２３０、２４０を、第１の地表領域２１０および第２の地表領域２２０（図５Ａ、図５Ｂ参照）と同じような手法でグラフィック表示させることができる。
【００５６】
図７Ａには例示的に、実用車両のキャビン１０において種々のポジションにカメラユニット１２１、１２２、．．．を取り付けることが示されている。この場合、第１のカメラユニット１２１は第２のカメラユニット１２２と共に、同乗者側１６の前方コーナー領域に取り付けられる。第３のカメラユニット１２３は、運転者キャビン１０の運転者側１７において前方コーナー領域に取り付けられる。
【００５７】
図７Ｂには、図２による実施例のためのカメラユニットの取り付けについて示されている。このため図７Ａに示したカメラユニット１２１、１２２、１２３に加えて、さらに第４のカメラユニット１２４が、運転者キャビン１０において運転者側１７の前方コーナー領域に取り付けられる。前方コーナー領域における図示された取り付けによって、対象とされる地表領域を様々なカメラユニットによってキャプチャすることが可能になる。かくして画像データは、（少なくとも第１の地表領域２１０、第２の地表領域２２０および第４の地表領域２４０について）冗長性があり、システムはエラー耐性のあるものとなる。
【００５８】
本発明の実施例の基本的な態様を以下のようにまとめることができる。
【００５９】
このカメラシステムは、少なくとも車両の同乗者側について冗長的な画像キャプチャを提供し、したがってある１つの構成要素の機能不全によってもシステム全体の故障には至らず、運転者はエラーにかかわらず側方および後方の領域を把握することができる。この目的でこのアーキテクチャはたとえば、後方に配向された２つのカメラまたはカメラユニット１２２、１２３を含み、これらはそれぞれ運転者キャビン１０の前方コーナー領域に（たとえば慣用のミラーの代わりとして）取り付け可能であり、車両の側方および後方の複数の領域をグラフィック表示することができるように、十分に広い視野をキャプチャ可能である。これらに加え下方に配向されたカメラ１２１が設けられており、これはたとえば広角対物レンズまたは魚眼レンズを有し、少なくとも同乗者側１６に取り付けられ、これによりそこにおいて複数のキャプチャ領域（地表領域）をオーバラップさせてカバーすることができる。
【００６０】
有利には、運転者側１７にも２種類のカメラが設けられており、運転者キャビン１０の横および／または前の下方領域をカバーするための広角カメラ１２４と、後方に配向されたカメラ１２３が設けられている。しかもこのシステムは、運転者のために少なくとも２つのディスプレイユニット１３１、１３２を含み、これらは有利には車両キャビン１０のいずれの側にも設けられていて、カメラ画像をグラフィック表示する。さらにこのシステムは、独立した電流供給ユニット１４１、１４２に接続された少なくとも２つの独立した画像処理ユニット１１１、１１２を含み、その際に各画像処理ユニット１１１、１１２はカメラデータの一部を評価し、対応するディスプレイユニット１３１、１３２を制御する。
【００６１】
少なくとも２つの画像処理ユニット１１１、１１２は、車両の少なくとも同乗者側１６において、実用車両の少なくとも後方領域について冗長的にカバーできるように、カメラ画像を処理する。この目的でたとえば、両方のカメラシステムのうちの一方は一方のディスプレイに案内され、他方のカメラシステムの画像データは他方のディスプレイに案内され、しかもこれらのディスプレイはそれぞれ別個の電流供給部を有する。
【００６２】
さらには画像データを交換する目的で、画像処理ユニット１１１、１１２を、データ接続線１１５を介して互いに接続することができる。このことは、システムのうちの１つが故障したときに特に有用であり、したがって別のシステムに向けてキャプチャされた画像データを別のディスプレイによって自動的に表示させることができる。これによって、実用車両の周囲をグラフィックでキャプチャする際の安全性が著しく高められる。
【００６３】
本発明の実施例は、特に以下の保護対象にも関する。
【００６４】
エラー保護を備えた実用車両用バックミラーの代替システムであって、車両の同乗者側に対し少なくとも１つの冗長的なカメラ監視システムが設けられていることを特徴とする。
【００６５】
さらなる有利な実施形態によれば、このシステムにおいて冗長的なカメラ監視システムは、後方に向けて配向された少なくとも１つのカメラを一方の回路内に含み、下方に向けて配向された魚眼カメラを他方の回路内に含み、その際にこれら両方のカメラの各々は、同乗者側において２つのセンサ領域をキャプチャし、両方の回路は、表示の独立性を可能にする目的で、データ接続線により接続されている。
【００６６】
さらなる有利な実施形態によれば、このシステムにおいて冗長的なカメラ監視システムは、（運転者側において２つのセンサ領域をキャプチャする）後方に向けて配向された少なくとも１つのさらなるカメラを含み、このカメラは、下方に向けて配向された魚眼カメラと同じ回路に組み込まれている。
【００６７】
さらなる有利な実施形態によれば、このシステムにおいて運転者側にも冗長的なカメラ監視システムが設けられている。
【００６８】
さらなる有利な実施形態によれば、このシステムにおいて冗長的なカメラ監視システムは、回路のうちの一方に（運転者側において２つのセンサ領域をキャプチャする）後方に向けて配向された少なくとも１つのカメラを含み、他方の回路に（運転者側において少なくとも２つのセンサ領域をキャプチャする）下方に向けて配向された魚眼カメラを含み、その際にこれらの回路は、独立した表示の可能性を提供する目的で、データ接続線を介して互いに接続されている。
【００６９】
さらなる有利な実施形態によれば、このシステムにおいて車両の前面側も冗長的なカメラ監視システムによってキャプチャされる。
【００７０】
さらなる有利な実施形態によれば、このシステムにおいて冗長的なカメラ監視システムは、下方に向けて配向された少なくとも２つの魚眼カメラを含み（これらのうちのいずれも車両前方のセンサ領域をキャプチャする）、これらのカメラは別個に２つの回路と接続されており、その際にこれらの回路は、独立した表示を可能にする目的で、データ接続線を介して互いに接続されている。
【００７１】
これらに加え、実用車両のためのカメラ監視システムにおいてエラーを検出する方法は、オーバラップしたセンサ領域について画像キャプチャの偏差（たとえばフリーズした画像）を得る目的で、画像データに適用されるアルゴリズムを含む。偏差が検出された場合には、該当する回路（または結線）を相応にディアクティベートし、かつそのまま残されている障害のないシステムにより運転者のために対応する画像データを表示する。
【００７２】
この方法は、カメラ監視システムの複数のサブ構成要素のうちの１つにおいて誤動作が発生しているのか否か、を検出するために用いられる。かかるエラー挙動に応答して、キャプチャされた画像データが相応に異なるようにシステム内で転送され、そこにおいて運転者に提供される。
【００７３】
この方法をコンピュータ実装されたものとすることもでき、すなわちこれを命令によって実現することができ、それらの命令は記憶媒体に格納されており、プロセッサにおいて実行されたときに、この方法のステップを実施することができる。それらの命令は一般に、（プロセッサを備えた）制御ユニット内またはその周辺の様々な媒体に様々な手法で格納可能な１つまたは複数の命令を含み、それらの命令は、それらが読み込まれて制御ユニットにより実行されると、本発明による方法を実施するために必要とされる関数、機能および演算を制御ユニットに実行させるようにする。
【００７４】
明細書、特許請求の範囲および図面に開示されている本発明の特徴は、単独でも任意の組み合わせでも、本発明を実現するために重要なものとなり得る。
【符号の説明】
【００７５】
１０  運転者キャビン
１５  運転者ポジション（目のポジション）
１６  同乗者側（同乗者側における車両周縁部）
１７  運転者側
２０  車線マーク
１１１、１１２、．．．  画像処理ユニット
１１５  データ接続線
１２１、１２２、．．．  カメラユニット
１３１、１３２  別個のディスプレイユニット
１４１、１４２  別個の電流供給ユニット
２１０、２２０、．．．  側方領域
２１１、２２１、．．．  前方基準線（第１の線、第２の線、．．．）
２４１  前方の車両周縁部／車両境界
【図１】
2021533666.tif 000003
【図２】
2021533666.tif 000004
【図３Ａ】
2021533666.tif 000005
【図３Ｂ】
2021533666.tif 000006
【図４Ａ】
2021533666.tif 000007
【図４Ｂ】
2021533666.tif 000008
【図５Ａ】
2021533666.tif 000009
【図５Ｂ】
2021533666.tif 000010
【図６Ａ】
2021533666.tif 000011
【図６Ｂ】
2021533666.tif 000012
【図７Ａ】
2021533666.tif 000013
【図７Ｂ】
2021533666.tif 000014
【国際調査報告】
2021533666.tif 000015
2021533666.tif 000016
2021533666.tif 000017
2021533666.tif 000018