專利名稱：特別是用于車輛的夜視系統(tǒng)和建立夜視圖像的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種夜視系統(tǒng)，特別是用于車輛的夜視系統(tǒng)，以及建立夜 視圖像的方法。
背景技術(shù)：
在車輛中使用夜視系統(tǒng)，以便使駕駛員能夠更好的看清照明不好的道
路情況。為此已知，以例如大約50瓦的功率在大約400和1400nm之間近 紅外范圍(NIR)內(nèi)以最大例如900nm連續(xù)照明車輛前面的景況，并且借 助于近紅外敏感的單目鏡攝像機(jī)攝制圖像，圖像隨后被處理并且在屏幕上 為駕駛員示出。
一般來說，攝像機(jī)具有一個(gè)圖像器芯片(Imager-Chip)，在其上側(cè)構(gòu)成 紅外線敏感的圖像器像素(攝像像素)的矩陣，在這里，攝像系統(tǒng)的光學(xué) 裝置感測(cè)車輛前面和可能旁邊的基本上錐形的圖像范圍并將其成像到圖像 器像素矩陣上，這些像素隨后被相應(yīng)地讀出。
己知PMD (照相混合探測(cè)裝置，photo mixer device)攝像機(jī)用于測(cè)定 近范圍內(nèi)的距離或者說圖像深度。在這里，例如在近紅外范圍內(nèi)870nm紅 外射線被用于測(cè)量渡越時(shí)間，其中，從發(fā)射的和接收的紅外射線之間的相 位差可以推斷出間距。在這里，要發(fā)射的紅外射線被用例如20MHz的調(diào)制 頻率調(diào)制和發(fā)射。被物體、例如也可以是車道反射的射線隨后被PMD單元 接收。PMD單元一般來說用CMOS技術(shù)制成并在飽和范圍附近工作。為了 排除不確定性或者說數(shù)學(xué)上的多解性， 一般來說使用多于一個(gè)的調(diào)制頻率。 由接收的紅外射線光子所產(chǎn)生的電子還在PMD單元的光敏半導(dǎo)體范圍內(nèi) 借助于所謂的載流子相位抖動(dòng)被選擇性分開，為此使用與紅外射線的調(diào)制 相耦合的參考信號(hào)。由此，PMD單元提供具有距離信息的亮度圖像信號(hào)。
在這里，PMD的難點(diǎn)在于發(fā)展大面積的圖像器(Imager),以便能以較 高分辨率觀察較大范圍。此外，PMD-CMOS單元在其飽和附近移動(dòng)，以便允許盡可能好的三維測(cè)量。然而因此損害了灰度值范圍內(nèi)的對(duì)比度。因此 得到具有很高對(duì)比度、也就是說小的灰度值分級(jí)和較小分辨率的圖像，使 得通常的圖像處理比較困難。
DE 100 02 069A1介紹了用于改善車輛內(nèi)視線的裝置，其中，照明光具 持久發(fā)射脈動(dòng)的紅外光，接收光具接收發(fā)射光的反射分量。紅外射線被車 輛的CCD-攝像機(jī)接收并且隨后在屏幕上作為可視圖像示出。在這里，激光 二極管的脈動(dòng)式工作與CCD-攝像機(jī)的快門時(shí)間同步。
DE40 07 646A1介紹了另一種具有照明光具、接收光具和顯示光具的 裝置。在這里，可以選擇式地或者通過激光射線的兩維擴(kuò)展同時(shí)照明攝像 范圍，或者激光射線只在一個(gè)方向上被引導(dǎo)同時(shí)在正交的第二方向上緊密 地成束并且沿一空間角度擺動(dòng)，或者使激光射線二維移動(dòng)用于掃描。

發(fā)明內(nèi)容
按照本發(fā)明，規(guī)定，為距離測(cè)量裝置和紅外圖像攝像系統(tǒng)設(shè)置一公共 的照明裝置，特別是一集成的照明裝置。特別是可以使用PMD作為距離測(cè)
量裝置。
在這里，原則上在硬件方面可以連接多個(gè)紅外照明裝置。但有利的是 使夜視系統(tǒng)的連續(xù)照明與用于深度測(cè)量的高頻信號(hào)重疊。
因此，按照本發(fā)明可以取消多個(gè)照明組件的裝置費(fèi)用。
按照一個(gè)本發(fā)明構(gòu)型，在這里，PMD系統(tǒng)和夜視系統(tǒng)在光學(xué)信號(hào)接收 和數(shù)據(jù)計(jì)算處理方面一方面是分開的系統(tǒng)，這樣，PMD攝像機(jī)和夜視攝像 機(jī)是相互獨(dú)立的組件，它們例如也可以安裝在車內(nèi)的不同位置并且具有不 同的控制裝置。不過，即使在PMD攝像機(jī)組件和夜視組件這樣分開構(gòu)造的 情況下也可以計(jì)算處理所獲取的數(shù)據(jù)用于共同的功能，例如用于在圖像中 顯示距離數(shù)據(jù)或深度信息或者也用于物體識(shí)別或者物體分類，例如在這里 可以識(shí)別車道標(biāo)記、交通指示牌、信號(hào)燈等。在這樣計(jì)算處理圖像時(shí)，也 可以補(bǔ)充地檢查因與物體可能碰撞引起的危險(xiǎn)情況并且在必要情況下給駕 駛員發(fā)出信號(hào)或者也導(dǎo)致對(duì)行駛動(dòng)態(tài)或者制動(dòng)系統(tǒng)的干預(yù)。
按照另一個(gè)本發(fā)明構(gòu)型，代替組件分開，PMD系統(tǒng)和夜視系統(tǒng)也可以 在硬件方面組合。在這里特別有利的是，PMD單元集成在夜視攝像機(jī)的具有其紅外線敏感的圖像器像素的圖像器芯片上。通過此可以為提供高分辨
率圖像的夜視攝像機(jī)像素配置由PMD單元的PMD信號(hào)提供的或者說由計(jì) 算處理得出的深度數(shù)據(jù)或距離信息。
因此，在該實(shí)施方式中能夠?qū)⒂蓤D像器像素輸出的圖像器圖像信號(hào)與 測(cè)量單元信號(hào)直接耦合，因?yàn)橥ㄟ^已知的與圖像器像素相關(guān)的PMD單元空 間布置和已知的光學(xué)裝置而知道這些信號(hào)的互相關(guān)性。因此可接收高分辨 率的圖像，它在一些部位上含有深度說明或者距離說明，它們可作為支持 部位用于建立三維描述。
在這里，按照本發(fā)明知道，圖像器圖像攝取技術(shù)和PMD單元技術(shù)很好 地相互補(bǔ)充。圖像器圖像具有高分辨率并提供良好的對(duì)比度，這樣能夠以 良好的橫向分辨率測(cè)量物體。相反，低分辨率的PMD圖像特別是在近范圍 內(nèi)提供良好的距離數(shù)據(jù)。因?yàn)閮蓚€(gè)系統(tǒng)可以基于原理相同的半導(dǎo)體技術(shù)即 CCD和/或CMOS構(gòu)建，所以它們可以在硬件上就集成于一個(gè)共同的半導(dǎo) 體器件或者芯片上。
一方面，PMD單元可以安置得規(guī)則分布在圖像器像素矩陣上，以便能 夠均勻地掃描圖像范圍。但因?yàn)樵谶@樣的均勻的掃描器中在例如通過一個(gè) PMD單元代替每第20個(gè)圖像器像素時(shí)產(chǎn)生具有一個(gè)角度的PMD圖像分 辨，所以有時(shí)例如在25m距離上不能感測(cè)在橫向上或者垂直方向上尺寸小 于43cm的物體。按照本發(fā)明在這里知道，這尤其可能是一個(gè)具有超過1.20m 垂直高度、但可能僅具有小的橫向尺寸的行人。因此，按照一個(gè)實(shí)施方式， PMD單元可以不是布置成一個(gè)均勻的(過)矩陣，而是布置在相互錯(cuò)位的 行內(nèi)，這樣，可能未被一個(gè)測(cè)量單元行感測(cè)到的具有垂直高度的較長(zhǎng)物體 至少可以被相鄰的行感測(cè)。
另外按照本發(fā)明知道，如果在一定的圖像區(qū)域內(nèi)可以測(cè)量深度， 一般 例如對(duì)于駕駛員助理系統(tǒng)來說已足夠了。這尤其可以是下部圖像區(qū)域，因 為通常所有物體都在地面上運(yùn)動(dòng)，飛行物體根本不會(huì)出現(xiàn)或者幾乎不出現(xiàn) 或者說不重要。
因此，PMD單元可以僅僅或者重點(diǎn)安置在圖像器芯片的一個(gè)部分區(qū)域 內(nèi)，特別是用于測(cè)量下部圖像區(qū)域。PMD單元也可以作為封閉的陣列或者 自己的矩陣布置得與圖像器像素的矩陣相鄰接。特別是在這樣布置時(shí)可以相應(yīng)地適配所使用的光具，使得PMD單元對(duì)于對(duì)功能感興趣的區(qū)域進(jìn)行深 度測(cè)量。通過將圖像器像素和PMD單元固定集成在芯片上，在光具已知的 情況下自動(dòng)產(chǎn)生圖像器圖像和PMD之間的交叉校準(zhǔn)，使得所測(cè)量的深度始 終能夠與圖像區(qū)域相對(duì)應(yīng)。
在圖像器像素陣列中代替一些圖像器像素所使用的PMD單元首先提 供圖像中的固定圖案，因?yàn)镻MD單元具有品質(zhì)較差的圖像并且特別是具有 較低的分辨率。它們特別是在灰度梯度圖像或彩色圖像中形成亮斑，這些 亮斑根據(jù)圖像器像素與PMD單元的尺寸比例不同可取代圖像器矩陣的多 個(gè)像素。為此，按照本發(fā)明，例如通過由周邊的圖像器像素內(nèi)插補(bǔ)進(jìn)行死 像素修正。為此可以訪問已知的算法，因?yàn)榧词股虡I(yè)上流行的圖像器像素 可能在一段時(shí)間之后也具有功能不完全的像素，即"死像素"，它們不再提 供相應(yīng)的灰度梯度圖像，而是不再響應(yīng)并且在圖像中始終是黑的。這種固 定圖案在己知的圖像處理算法中被識(shí)別并通過死像素修正來處理。
按照本發(fā)明，也可在修正由所使用的PMD單元引起的影響時(shí)考慮這類 圖像處理算法。
因此，按照本發(fā)明可以用較少的費(fèi)用、特別是用標(biāo)準(zhǔn)制造方法來制造 圖像器半導(dǎo)體器件，它使得能夠?qū)崿F(xiàn)帶有附加的測(cè)量深度的良好的光學(xué)圖 像處理。所提供的、要在顯示器上顯示的圖像在品質(zhì)方面可以與沒有附加 PMD單元的圖像器圖像等值或者是幾乎等值并且附加提供對(duì)于描述和獲知 被感測(cè)物體來說重要的深度信息。
因此，按照本發(fā)明，也可以通過單目鏡攝像機(jī)達(dá)到具有深度說明的高 價(jià)值的圖像處理。


圖1示出具有本發(fā)明攝像系統(tǒng)的車輛的道路情況和其它物體； 圖2示出按照該實(shí)施方式的本發(fā)明攝像系統(tǒng)；
圖3示出按照第一實(shí)施方式的圖像器芯片的俯視圖，深度測(cè)量單元在 圖像器芯片上均勻地矩陣分布；
圖4示出按照另一實(shí)施方式的圖像器芯片的俯視圖，圖像器芯片的深 度測(cè)量單元不均勻地分布；圖5a、 b示出測(cè)量深度單元按照一些實(shí)施方式在圖像器芯片上的不同 的錯(cuò)位布置；
圖6示出圖像器芯片按照另一實(shí)施方式的俯視圖，具有攝像像素和測(cè) 量深度單元的分開的區(qū)域；
圖7示出與圖2至圖7可互換的實(shí)施方式，具有用于圖像器攝像機(jī)和 PMD攝像機(jī)的分開的組件；
圖8示出本發(fā)明方法的流程框圖。
具體實(shí)施例方式
按照?qǐng)D1，在道路狀況1下， 一車輛2在車道3上行駛。車輛2具有攝 像系統(tǒng)4，它探測(cè)車輛2前面和旁邊的基本錐形的光學(xué)探測(cè)范圍(攝像范圍) 5。攝像系統(tǒng)4在其探測(cè)范圍5內(nèi)以不同距離d探測(cè)其車道3和其它位于車 道3上面和旁邊的不同的物體01、 02、 03。
按照?qǐng)D2至圖6的實(shí)施方式，按照本發(fā)明的攝像系統(tǒng)4具有一光學(xué)裝 置12、 一圖像器芯片6、 一具有例如一個(gè)或者多個(gè)紅外線發(fā)光二極管的紅 外(IR)照明裝置7、 一用于用第一信號(hào)S1控制紅外照明裝置7并從圖像 器芯片6接收信號(hào)bij和pkl的控制裝置8以及一計(jì)算處理裝置10。在這里， 控制裝置8和計(jì)算處理裝置10可以組合或者說集成為攝像系統(tǒng)4的控制器 8、 10。光學(xué)裝置12和圖像器芯片6最好安置在擋風(fēng)玻璃9后面，照明裝 置7可以安置在擋風(fēng)玻璃外面，例如在保險(xiǎn)杠的區(qū)域內(nèi)。
在圖像器芯片6的公共的襯底11上構(gòu)成圖像器像素(攝像像素)Bij 和PMD單元Pkl，其中圖3至圖6示出具有圖像器像素Bij和PMD單元 Pkl的不同布置的圖像器芯片6俯視圖。圖像器像素Bij以公知的方式布置 成由行和列組成的矩陣并且接收從探測(cè)范圍5發(fā)射的通過光學(xué)裝置12成束 的紅外射線。圖像器像素Bij以CMOS或者CCD技術(shù)構(gòu)造，優(yōu)選與PMD 單元在相同的紅外范圍內(nèi)、優(yōu)選在近紅外范圍內(nèi)、例如在870nm是敏感的。
控制裝置8用一控制信號(hào)Sl這樣控制紅外照明裝置7，使得它在對(duì)圖 像器像素Bij和PMD單元Pkl重要的波長(zhǎng)范圍內(nèi)與被調(diào)制的紅外信號(hào)疊加 地發(fā)射連續(xù)的紅外照明。
由照明裝置7發(fā)射的紅外射線使得可以照明遠(yuǎn)的探測(cè)范圍5，不會(huì)使對(duì)面行駛的車輛或其它交通參與者炫目。圖像器像素Bij輸出圖像器像素信號(hào) (圖像信號(hào))bij，計(jì)算處理裝置10隨后根據(jù)這些圖像器像素信號(hào)在顯示器 上以可見光示出一個(gè)圖像，該圖像也可具有灰度值。除了在顯示器上顯示 外，也可以借助于圖像處理算法處理，以便檢查重要的特征如車道3或者 對(duì)于車輛2重要的跡道和其它的物體01、 02、 03，例如也檢査車道標(biāo)記、 交通指示牌、信號(hào)燈等等。在這樣計(jì)算處理圖像時(shí)，也可以補(bǔ)充地由計(jì)算 處理裝置IO識(shí)別因可能與物體OI、 02、 03相碰撞而引起的危險(xiǎn)情況并且 在可能的情況下向駕駛員發(fā)出信號(hào)，或者也導(dǎo)致對(duì)行駛動(dòng)態(tài)或者制動(dòng)系統(tǒng) 的干預(yù)。
PMD (照相混合探測(cè)裝置，photo mixer device)單元Pkl探測(cè)由紅外照 明裝置7在探測(cè)范圍5內(nèi)反射的紅外射線?；趯?duì)于PMD單元已知的抑制 背景照明(SBI， Suppression of Background Illumination)技術(shù)，連續(xù)紅外射
線的被設(shè)置供圖像器像素拍攝的附加分量不產(chǎn)生干擾。
PMD單元也探測(cè)被車道3反射以及被物體01、 02、 03反射的紅外射 線。為此，紅外照明裝置7以已知的方式發(fā)射調(diào)制的光信號(hào)，例如具有800 至2000nm波長(zhǎng)和兩個(gè)或多個(gè)約20MHz的調(diào)制頻率的紅外射線，它們與連 續(xù)射線疊加。在這里，控制裝置8耦合地控制紅外照明裝置7和圖像器芯 片6的PMD單元Pkl,使得在PMD單元Pkl的半導(dǎo)體材料中已經(jīng)借助于載 流子相位抖動(dòng)根據(jù)因不同的光程差而引起的相位移進(jìn)行了分開。在這里， PMD單元提供在灰度值圖像中具有低對(duì)比度的亮圖像信號(hào)和距離說明。
圖像器像素Bij和PMD單元Pkl以公知的相互空間布局安置在圖像器 芯片6上，使得由它們發(fā)出的信號(hào)bij和pkl可被控制裝置8或者計(jì)算處理 裝置IO相應(yīng)地相互對(duì)應(yīng)。
按照?qǐng)D3的實(shí)施方式，多個(gè)圖像器像素Bij設(shè)置成2維矩陣布置并且各 用一個(gè)PMD單元Pkl取代一些、例如9個(gè)相鄰的圖像器像素。原則上也可 以分別用剛好一個(gè)PMD單元Pkl來取代一個(gè)圖像器像素Bij;但一般PMD 單元尺寸較大，因此允許更小的局部分解。按照?qǐng)D3，這些PMD單元Pkl 本身又構(gòu)成了一個(gè)矩陣布置，也就是說，它們均勻分布在Bij矩陣中并且因 此在垂直方向和水平方向上分別探測(cè)探測(cè)范圍5的均勻間距的點(diǎn)。因此可 以在整個(gè)圖像器芯片6上以確定的間距測(cè)量距離或者說深度。圖4示出另一個(gè)實(shí)施方式，在該實(shí)施方式中，PMD單元Pkl只安置在 圖像器芯片6的部分區(qū)域中，例如在上部區(qū)域中，并且在那里例如又均勻 分布。因此，基于通過光學(xué)裝置12的光學(xué)成像，在圖4中在上面示出的圖 像器芯片6部分區(qū)域拍攝下部圖像區(qū)域或者說下部的探測(cè)范圍5連同車道3 并且一般也連同所有的物體01、 02、 03。因此，用圖4的圖像器芯片測(cè) 量下半圖像并且在必要情況下借助于物體識(shí)別將深度測(cè)量拉到水平線上 方。
圖像器芯片6的圖像器像素Bij使得可以實(shí)現(xiàn)例如1/20度的分辨率。 因此，如果例如每第20個(gè)攝像像素Bij被一個(gè)PMD單元Pkl取代，則可以 通過這些PMD單元可以實(shí)現(xiàn)1度分辨率的深度掃描。在PMD作用距離約 為25m時(shí)，這相應(yīng)于PMD測(cè)量射束或者通過PMD測(cè)量形成的深度掃描點(diǎn) 或者深度掃描支持部位之間約43cm的距離。因?yàn)樵谶@樣的掃描線距下有時(shí) 不能探測(cè)到行人，所以PMD單元Pkl可以按照?qǐng)D5a或者5b相互錯(cuò)位地布 置，也就是說，PMD單元Pkl的各個(gè)行相互錯(cuò)位。圖5a示出具有PMD單 元Pkl的每個(gè)第二行中心錯(cuò)位，圖5b示出經(jīng)越四個(gè)行的階梯式錯(cuò)位。 一個(gè) 行人盡管可能在具有行號(hào)1的同一行的兩個(gè)相繼的PMD單元Pkl， P (k+l) 1之間不能被探測(cè)到；然而由于其較大的垂直高度他可能會(huì)被具有行號(hào)1+1、 l+2的相鄰行的PMD單元Pk (1+1)或Pk (1+2)探測(cè)到。
因?yàn)镻MD單元Pkl盡可能飽和地工作并且因此輸出比較亮的圖像值， 它們是所輸出的圖像中的亮斑，所以可由計(jì)算處理裝置IO作為圖像處理算 法進(jìn)行死像素校正。因此，計(jì)算處理裝置10使用這些已知的算法，以便通 過內(nèi)插法來替換被PMD單元Pkl取代的攝像像素或者在圖像器特性曲線己 知情況下由灰度值的導(dǎo)出來替換被PMD單元Pkl取代的攝像像素。
圖6示出另一實(shí)施方式，在該實(shí)施方式中，PMD單元Pkl安置在一個(gè) 單獨(dú)的區(qū)域16內(nèi)，因此圖像器像素Bij不被它們干擾或者(與所示出的不 同)少量一些PMD單元Pkl安置在Bij矩陣內(nèi)。因此例如可以在具有圖像 器像素Bij的圖像器區(qū)域17上接上一個(gè)PMD陣列16。例如當(dāng)由PMD單元 對(duì)圖像造成的干擾超過了對(duì)于功能來說不再能接受的程度，則可以選擇這 樣的實(shí)施方式。PMD區(qū)域16有利地這樣定位使得下部的探測(cè)范圍5、也 就是說下部圖像區(qū)域被探測(cè)，由此又基于通過光學(xué)裝置12的成像而一般占據(jù)圖像器芯片6的上部分。即使在該實(shí)施方式中，由于固定地集成，在光 學(xué)裝置12已知的情況下，自動(dòng)產(chǎn)生由圖像器像素Bij產(chǎn)生的圖像與PMD 單元Pkl的深度值之間的交叉校準(zhǔn)，使得深度測(cè)量值可與圖像區(qū)域相對(duì)應(yīng)。 圖7示出一可與圖2替換的實(shí)施方式，在該實(shí)施方式中，圖像器芯片6 與光學(xué)裝置12 —起構(gòu)成一個(gè)圖像器攝像機(jī)19并且此外設(shè)置了一個(gè)單獨(dú)的 PMD攝像機(jī)20，該P(yáng)MD攝像機(jī)例如也可以空間上與圖像器攝像機(jī)19分開 地安置在車輛2上。該P(yáng)MD攝像機(jī)例如具有一個(gè)PMD芯片21 ，它可以有 利地具有自己的光學(xué)裝置22，該光學(xué)裝置使反射的紅外射線IR成束到PMD 芯片21上。
因此，在該實(shí)施方式中，圖像器攝像機(jī)19和PMD攝像機(jī)20作為分開 的組件制成并且安裝在車輛2上或者車輛內(nèi)。紅外照明裝置7可以作為另 外的組件安裝在車輛2內(nèi)或者車輛上。
在圖7的實(shí)施方式中，首先原則上可以實(shí)現(xiàn)完全分開的計(jì)算處理，這 樣，為圖像器攝像機(jī)19和PMD攝像機(jī)20設(shè)置分開的控制裝置8和計(jì)算處 理裝置10。但此外在該實(shí)施方式中也可相應(yīng)于上面關(guān)于圖2至6的實(shí)施方 式中所說明的功能為共同的功能進(jìn)行共同的計(jì)算處理和使用。但在這里不 產(chǎn)生攝像機(jī)19和20之間的互相關(guān)性，以致建立組合圖像變得困難。
按照?qǐng)D8的流程框圖，當(dāng)攝像系統(tǒng)4激活時(shí)，例如當(dāng)點(diǎn)火接通或發(fā)動(dòng) 機(jī)起動(dòng)時(shí)，按照本發(fā)明的用于圖像探測(cè)和圖像建立的方法在步驟St0中開 始。在步驟Stl中，由控制裝置8產(chǎn)生控制信號(hào)Sl并且發(fā)送給紅外照明裝 置7，該紅外照明裝置因此產(chǎn)生紅外射線IR作為連續(xù)信號(hào)(用于圖像器像 素Bij)和調(diào)制信號(hào)(用于PMD單元Pkl)的疊加并發(fā)射到攝像系統(tǒng)4的探 測(cè)范圍5中。
在步驟St2中，反射的紅外射線被PMD單元Pkl接收，由此發(fā)出具有 亮度值和渡越時(shí)間值(距離說明)的PMD信號(hào)pkl。
同時(shí)或者與此無關(guān)地，按照步驟St3，由圖像器芯片6的圖像器像素 Bij連續(xù)地接收反射的紅外射線并將圖像信號(hào)bij輸出給計(jì)算處理裝置10。
在這里，步驟Stl和St2、 St3同時(shí)或者說并行地進(jìn)行，其中，在圖2 至6的實(shí)施方式中，像素Bij和單元Pkl —般被逐漸讀出。
在步驟St4中進(jìn)行計(jì)算處理，在這里也可以確定深度或者說距離d。在圖3至6的實(shí)施方式中，在St4步驟中，基于通過集成在圖像器芯片6上而 己知的互相關(guān)性，信號(hào)bij和pkl被相互對(duì)應(yīng)，使得也可以將PMD信號(hào)pkl 的距離數(shù)據(jù)d與圖像器像素Bij的圖像信號(hào)bij對(duì)應(yīng)。
在步驟St5中進(jìn)行對(duì)駕駛員的圖像輸出，例如在儀表盤區(qū)域中的顯示器 上或者也可以例如通過投影到擋風(fēng)玻璃上。此外在步驟St5中也可以根據(jù)計(jì) 算處理進(jìn)行報(bào)警信號(hào)的輸出和/或行駛動(dòng)態(tài)干預(yù)包括制動(dòng)干預(yù)。
在此，如通過圖8的流程框圖回環(huán)線所表示的那樣，該方法連續(xù)地進(jìn)行。
權(quán)利要求
1、用于車輛的攝像系統(tǒng)(4)，其中，該攝像系統(tǒng)(4)至少具有一用于將紅外射線(IR)發(fā)射到探測(cè)范圍(5)內(nèi)的紅外照明裝置(7)，一用于接收從探測(cè)范圍(5)反射的紅外射線(IR)和用于輸出圖像信號(hào)(bij)、具有圖像器像素(Bij)的圖像器攝像機(jī)(6，19)，其特征為，設(shè)置一個(gè)用于通過對(duì)紅外射線(IR)測(cè)量渡越時(shí)間來確定深度的測(cè)量裝置(Pkl，20)，并且所述紅外照明裝置(7)發(fā)射既用于圖像器攝像機(jī)(6，19)也用于測(cè)量裝置(Pkl，20)的紅外射線。
2. 按照權(quán)利要求1所述的攝像系統(tǒng)，其特征為，由紅外照明裝置(7) 發(fā)射的紅外射線(IR)是用于測(cè)量裝置(Pkl， 20)的調(diào)制射線與用于圖像 器攝像機(jī)(6， 19)的連續(xù)射線的疊加。
3. 按照權(quán)利要求1或2所述的攝像系統(tǒng)，其特征為，由圖像器攝像機(jī) (6， 9)和測(cè)量裝置(Pkl， 20)探測(cè)的紅外射線處于相同或者有重疊的波長(zhǎng)范圍內(nèi)，尤其是在800至2000nm近紅外范圍內(nèi)。
4. 按照前面權(quán)利要求之一所述的攝像系統(tǒng)，其特征為，測(cè)量裝置(Pkl， 20)具有用于通過對(duì)紅外射線(IR)的渡越時(shí)間測(cè)量來確定深度的PMD單元。
5. 按照前面權(quán)利要求之一所述的攝像系統(tǒng)，其特征為， 測(cè)量裝置(Pkl)和圖像器攝像機(jī)(6)構(gòu)造為一個(gè)結(jié)構(gòu)單元， 設(shè)置了一個(gè)用于控制測(cè)量裝置(Pkl)、圖像器攝像機(jī)(6)和照明裝置(7)的控制裝置(8)。
6. 按照權(quán)利要求5所述的攝像系統(tǒng)，其特征為，在圖像器半導(dǎo)體器件上不僅集成有圖像器像素(Bij)的二維布置，而 且集成有用于確定距離的測(cè)量單元(Pkl)，設(shè)置了一用于接收和計(jì)算處理由圖像器像素(Bij)輸出的圖像信號(hào)(bij) 和由測(cè)量單元(Pkl)輸出的測(cè)量單元信號(hào)(pkl)并用于計(jì)算處理測(cè)量單元 信號(hào)(pkl)中的距離信息和用于將距離信息與圖像器像素(Bij)相對(duì)應(yīng)的 計(jì)算處理裝置(10)，該計(jì)算處理裝置根據(jù)圖像器像素(Bij)的圖像信號(hào)(bij) 和測(cè)量單元(Pkl)的的測(cè)量單元信號(hào)(pkl)建立具有圖像描述和深度描述 的組合的圖像。
7. 按照權(quán)利要求6所述的攝像系統(tǒng)，其特征為，圖像器像素(Bij)布 置成矩陣排列，在該矩陣排列中分別在一個(gè)矩陣位置或多個(gè)相鄰的矩陣位 置上安置一個(gè)或者多個(gè)測(cè)量單元(Pkl)用于確定深度。
8. 按照權(quán)利要求7所述的攝像系統(tǒng)，其特征為，至少一些測(cè)量單元(Pkl) 被圖像器像素(Bij)包圍。
9. 按照權(quán)利要求7或8所述的攝像系統(tǒng)，其特征為，測(cè)量單元(Pkl) 以與圖像器像素(Bij)的矩陣排列相比數(shù)倍的間距布置成一個(gè)由行和列組 成的矩陣排列。
10. 按照權(quán)利要求7至9之一所述的攝像系統(tǒng)，其特征為，測(cè)量單元 (Pkl)布置成與具有測(cè)量單元(Pkl)的相鄰行或列錯(cuò)開的行或列。
11. 按照權(quán)利要求6至10之一所述的攝像系統(tǒng)，其特征為，測(cè)量單元 (Pkl)只布置在圖像器像素(Bij)的兩維布局的一個(gè)部分區(qū)域中。
12. 按照權(quán)利要求6至11之一所述的攝像系統(tǒng)，其特征為，測(cè)量單元 (Pkl))的至少一部分例如作為測(cè)量單元矩陣安置在一個(gè)單獨(dú)的測(cè)量單元區(qū)域(16)內(nèi)，該測(cè)量單元區(qū)域與具有圖像器像素(Bij)的圖像器像素區(qū)域 (17)相鄰接。
13. 按照權(quán)利要求6至12之一所述的攝像系統(tǒng)，其特征為，圖像器像 素(Bij)和測(cè)量單元(Pkl)作為CCD元件和/或CMOS元件集成在一個(gè)共 同的襯底(11)上。
14. 按照權(quán)利要求1至4之一所述的攝像系統(tǒng)，其特征為，圖像器攝 像機(jī)(19)和測(cè)量裝置(20)構(gòu)造為分開的組件。
15. 用于在使用按照前面權(quán)利要求之一所述的攝像系統(tǒng)的情況下建立 圖像的方法，其中，紅外照明裝置(7)用紅外射線(IR)照明探測(cè)范圍(5)， 圖像器攝像機(jī)(6， 19)的圖像器像素(Bij)接收發(fā)射的紅外射線(IR)的反射分量并輸出圖像器圖像信號(hào)(bij)，用于確定深度的測(cè)量裝置(Pkl， 20)接收發(fā)射的紅外射線(IR)的反射分量并輸出測(cè)量信號(hào)(pkl)，圖像器圖像信號(hào)(bij)和測(cè)量信號(hào)(pkl)隨后被單獨(dú)或者共同計(jì)算處理。
16. 按照權(quán)利要求15所述的方法，其特征為，讀出圖像器攝像機(jī)(6， 19)的圖像器像素(Bij)的圖像器像素圖像信 號(hào)(bij)，讀出圖像器半導(dǎo)體器件(6)的測(cè)量單元(Pkl)的測(cè)量單元信號(hào)(pkl)， 從測(cè)量單元信號(hào)(pkl)求出距離信息(d)，根據(jù)圖像器圖像信號(hào)(bij)和深度數(shù)據(jù)(d)建立組合的圖像并在顯示 裝置上輸出。
17. 按照權(quán)利要求16所述的方法，其特征為，從所求出的測(cè)量單元信 號(hào)(pkl)距離信息(d)由已知的互相關(guān)性求出用于圖像器像素(Bij)圖 像信號(hào)(bij)的距離信息(d)并且在所輸出的圖像中描述帶有所求出的距 離信息(d)的圖像信號(hào)(bij)。
18. 按照權(quán)利要求16或17所述的方法，其特征為，對(duì)于圖像器像素(Bij)的兩維矩陣的被測(cè)量單元(Pkl)取代的矩陣位置，借助于內(nèi)插法由 周邊的圖像器像素(Bij)的圖像信號(hào)(bij)求出圖像值。
19. 按照權(quán)利要求18所述的方法，其特征為，對(duì)于測(cè)量單元(Pkl)的 所述矩陣位置，通過具有死像素校正的圖像算法求出圖像值，在該圖像算 法中，不隨時(shí)間變化的圖像信號(hào)被識(shí)別為有錯(cuò)誤并通過內(nèi)插補(bǔ)來替換。
20. 按照權(quán)利要求16至19之一所述的攝像系統(tǒng)，其特征為，由照明 裝置(7)輸出調(diào)制的射線(IR),并且，用參考信號(hào)控制圖像器半導(dǎo)體器 件(6)的作為PMZ單元構(gòu)成的測(cè)量單元(Pkl)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種特別是用于車輛的夜視系統(tǒng)和建立夜視圖像的方法，其中，基于該夜視系統(tǒng)和夜視成像方法的攝像系統(tǒng)(4)至少具有一用于將紅外射線(IR)發(fā)射到探測(cè)范圍(5)內(nèi)的紅外照明裝置(7)，一用于接收從探測(cè)范圍(5)反射的紅外射線(IR)和用于輸出圖像信號(hào)(bij)、具有圖像器像素(Bij)的圖像器攝像機(jī)(6，19)。根據(jù)本發(fā)明規(guī)定，設(shè)置一個(gè)用于通過對(duì)紅外射線(IR)測(cè)量渡越時(shí)間來確定深度的測(cè)量裝置(Pk1，20)，所述紅外照明裝置(7)發(fā)射既用于圖像器攝像機(jī)(6，19)也用于測(cè)量裝置(Pk1，20)的紅外射線。該測(cè)量裝置尤其可是PMD攝像機(jī)。不僅PMD單元可集成于圖像器攝像機(jī)的圖像器芯片內(nèi)，而且攝像機(jī)組件可單獨(dú)構(gòu)成。
文檔編號(hào)B60R1/00GK101296326SQ20081008569
公開日2008年10月29日 申請(qǐng)日期2008年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月29日
發(fā)明者A·維爾茨-韋塞爾, B·尼克斯多爾夫, M·洛雷 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司