本發(fā)明涉及可視性增強(qiáng)的系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)包括第一和第二傳感器裝置以獲取機(jī)動車周邊的圖像信息和位置信息，以及圖像處理裝置以處理圖像信息。

發(fā)明背景

當(dāng)今，智能輔助系統(tǒng)使用安裝在車輛多個不同位置的攝像頭的圖像數(shù)據(jù)以警告駕駛員危險情況。例如，這些輔助系統(tǒng)可生成路口交通警報，或者自主探測行人。大多數(shù)當(dāng)今的輔助系統(tǒng)不僅僅處理圖像信息以產(chǎn)生聲音或者視覺警告，還修改從位于車輛多個位置的不同攝像頭獲取的圖像數(shù)據(jù)，通過將信息增加到原始圖像數(shù)據(jù)從而包括圖像警告。由于，在當(dāng)今的車輛中呈現(xiàn)給駕駛員的信息量持續(xù)增加，所以向駕駛員呈現(xiàn)數(shù)據(jù)的方式變得更加重要。

這些用于探測物體的輔助系統(tǒng)通常包括一個或多個攝像頭，其位于該機(jī)動車前部的某個地方。例如，攝像頭可以位于機(jī)動車散熱器罩下方，或者該攝像頭放置在保險杠的某個地方。例如，DE102013000261A1描述在車輛前部使用兩個攝像頭從不同角度記錄駕駛場景，從而可以通過圖像處理確定物體距離車輛的距離。相反，US2003/0095080描述只使用一個攝像頭捕獲駕駛場景的系統(tǒng)。這里，圖像識別技術(shù)用來探測特定物體的形狀，如出現(xiàn)在車輛一定距離內(nèi)的交通標(biāo)志。然后使用高可視性的顏色或閃動的邊界突出顯示探測到的形狀的邊界來處理將要在屏幕上顯示給駕駛員的圖像。

然而，大多數(shù)這些現(xiàn)有的系統(tǒng)非常復(fù)雜、昂貴，僅能捕獲汽車前面的場景，以及采用令人迷惑的突出顯示方案，這些方案中在沒有物體的圖像區(qū)域內(nèi)噪聲增加，從而產(chǎn)生令人不快的結(jié)果。

所以，本發(fā)明目的在于提供改進(jìn)的可視性增強(qiáng)系統(tǒng)，其克服現(xiàn)有系統(tǒng)的短處和缺點(diǎn)，以及對應(yīng)的方法。

發(fā)明概述

本發(fā)明提供一種用于可視性增強(qiáng)的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括第一傳感器裝置，其包括適于記錄至少一幅圖像的攝像頭，以及第二傳感器裝置，其適于生成位于該第一傳感器裝置的臨界范圍內(nèi)的至少一個物體的至少一個位置特 性(position profile)。該系統(tǒng)還包括圖像處理裝置，適于接收來自該第一傳感器裝置的包含該至少一幅圖像的第一輸入信號和來自該第二傳感器裝置的包含位于該臨界范圍內(nèi)的該至少一個物體的該至少一個位置特性的第二輸入信號。該圖像處理裝置進(jìn)一步適于通過改變該圖像中示出該至少一個物體的部分的對比度來處理該至少一幅圖像以生成處理后的圖像。

該用于可視性增強(qiáng)的系統(tǒng)可以是已經(jīng)存在于機(jī)動車中的輔助系統(tǒng)的一部分，或者可以是獨(dú)立的輔助系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括第一傳感器裝置包括攝像頭適于記錄至少一幅圖像。該攝像頭可以是任何能夠記錄至少一幅圖像的數(shù)字式攝像頭。這里，該術(shù)語“記錄”用來指通過該攝像頭捕獲圖像信息，其中在一個觸發(fā)事件只記錄一個圖像。然而，可以記錄多于一個圖像，例如每秒20幅圖像或者更多，從而可以將實(shí)時圖像信息呈現(xiàn)給駕駛員。

該系統(tǒng)進(jìn)一步包括第二傳感器裝置，其適于生成位于該第一傳感器裝置的臨界范圍內(nèi)的至少一個物體的位置特性。這里，該術(shù)語“位置特性”用來指運(yùn)動參數(shù)，如該至少一個物體距離該第二傳感器裝置的位置，和/或該至少一個物體相對該第二傳感器裝置的速度。該至少一個物體可以是能夠相對該第一傳感器裝置移動的任何物體，例如人、動物、另一輛汽車等。該臨界范圍可以是，例如，在該駕駛場景的方向上遠(yuǎn)離該第一傳感器裝置一定距離，這里“遠(yuǎn)離該第一傳感器裝置”也意味著分別遠(yuǎn)離該第二傳感器裝置以及遠(yuǎn)離該車輛。

并且，圖像處理裝置包含在該用于可視性增強(qiáng)的系統(tǒng)內(nèi)。例如，該圖像處理裝置可以是同樣位于該后視裝置內(nèi)的微處理器。然而，該微處理器也可以位于該車輛中的其他地方。該圖像處理裝置接收來自該第一傳感器裝置并包含該至少一幅圖像的信號作為第一輸入信號。這里，該信號可以是連續(xù)的數(shù)據(jù)流，其包含每秒大約20幅或者更多圖像的信息。該圖像處理裝置從該第一傳感器裝置接收位于該臨界范圍內(nèi)的至少一個物體的位置特性作為第二輸入信號。該第二傳感器裝置的刷新速率對應(yīng)該第一傳感器裝置的刷新速率，從而假如在該圖像處理裝置，作為第一輸入信號接收包含大約20幅或更多圖像的信息的連續(xù)數(shù)據(jù)流，那么該第二輸入信號也包括確切數(shù)目的大約20個或更多的對應(yīng)的至少一個物體的位置特性。確定該物體是否在該臨界范圍可以在該第二傳感器裝置進(jìn)行，或者在該圖像處理裝置中。例如，該臨界范圍可以是存儲在該圖像處理裝置中的閾值，并且可以由駕駛員自由調(diào)節(jié)。

該圖像處理裝置還適于通過改變該圖像中示出該至少一個物體的部分的對比度來處理該至少一幅圖像以生成處理后的圖像。有利地，該圖像處理裝置可以處理該第一和第二輸入信號以便處理由該第一傳感器裝置記錄 的該至少一幅圖像，通過突出顯示位于該臨界范圍的該至少一個物體。如果多于一個物體位于該臨界范圍內(nèi)，其他物體可以同樣的方式突出顯示。通過改變該圖像中示出該物體的部分的對比度來完成該突出顯示。這里，該術(shù)語“對比度”用來指顏色和亮度上的差異。例如，該圖像中示出該至少一個物體的部分的對比度可以改變，從而該物體分別顯示很亮或很黑，而該圖像的其余部分，即背景，仍保持不變。有利地，通過僅改變在示出靠近物體那些部分的對比度，可以避免很強(qiáng)的噪聲，并且同時可以增加該圖像中感興趣的部分的可視性。并且，在獨(dú)立權(quán)利要求中限定的用于可視性增強(qiáng)的系統(tǒng)使得后視鏡替代品更有用，因為其比單個鏡子替代品系統(tǒng)可以使路面上的物體更可見。

如上所述，該術(shù)語“改變該圖像中示出該物體的部分的對比度”可用來指該圖像中示出該物體的全部區(qū)域的對比度改變，但是也可以另外或者額外地指僅僅是圍繞該物體的區(qū)域的對比度改變，例如僅改變物體的輪廓線的對比度。并且，當(dāng)其提及“改變該對比度”時，“對比度”為顏色和亮度的差別的定義可以包括將該圖像中示出該物體的部分著色為不同的顏色。

并且，在一個例子中，該術(shù)語“攝像頭”可用來指能夠采集周邊信息的傳感器，但是其并不能獲取周邊的實(shí)際圖像。例如，該攝像頭可以是其他一些光學(xué)的、電磁或者聲音傳感器，其能夠采集信息。在那種情況下，該處理后的圖像可以不同的光學(xué)標(biāo)示呈現(xiàn)給駕駛員,如利用顯示在LCD屏上的一些圖標(biāo)。除了或者替換光學(xué)輸出，還可以發(fā)出聲音(警告)信號。

在一個例子中，該攝像頭安裝在機(jī)動車的后視裝置中，和/或該第二傳感器裝置與該第一傳感器裝置對齊，和/或該圖像處理裝置進(jìn)一步適于輸出該處理后的圖像至顯示裝置以將該處理后的圖像顯示給該機(jī)動車的駕駛員。該攝像頭可以是任何能夠記錄至少一幅圖像的數(shù)字式攝像頭，其具有適當(dāng)?shù)某叽缫园惭b在后視裝置中，例如在側(cè)后視鏡中，或者在該機(jī)動車的內(nèi)部后視鏡中。這里該術(shù)語“安裝在……中”用來指該后視裝置的外殼內(nèi)部或者其上的位置。并且，該攝像頭可以是已經(jīng)安裝在該后視裝置中的攝像頭，如用作后視鏡替代品和/或盲點(diǎn)監(jiān)測的攝像頭，并且其通常安裝在機(jī)動車的側(cè)后視鏡之一或者兩者中。用于盲點(diǎn)監(jiān)測的攝像頭實(shí)際上覆蓋了車輛的側(cè)方的部分區(qū)域和測量后方的部分區(qū)域?；蛘撸摂z像頭還可以這樣的方式安裝在該后視裝置中，即其面向行駛方向以捕獲汽車前方的駕駛場景。

并且，該第二傳感器裝置與該第一傳感器裝置對齊。所以，該第二傳感器裝置也可以位于該后視裝置中?；蛘?，該第二傳感器裝置可以位于車輛內(nèi)或其上的其他地方。這里，該術(shù)語“對齊”是用來定義該第一和該第二傳 感器裝置實(shí)際上朝向同樣的方向，即，遠(yuǎn)離該車輛并且朝向同樣的駕駛場景。

該圖像處理裝置進(jìn)一步適于輸出該處理后的圖像至顯示裝置以將該圖像顯示給該駕駛員。例如，該處理后的圖像可在該圖像處理裝置的輸出提供至該顯示裝置，例如提供至車輛乘員艙中的LCD顯示器或抬頭顯示器。

在另一個例子中，改變該圖像中示出該至少一個物體的部分的對比度包括增加該對比度。有利地，通過增加該圖像中示出該至少一個物體的部分的對比度增加該至少一個物體的可視性，其通過該顯示裝置顯示給駕駛員。

在又另一個例子中，該圖像處理裝置進(jìn)一步適于通過改變該圖像中未示出該至少一個物體的部分的對比度來處理該至少一幅圖像以生成處理后的圖像。例如，該圖像中未示出該至少一個物體的部分的對比度可減小從而該駕駛員的注意力會從至少一個物體的周邊引開。然而，可替代地，取決于至少一個物體的尺寸，例如，在該至少一個物體相對其周邊非常小的情況下，可以增加該圖像中未示出該至少一個物體的部分的對比度，而降低該物體的對比度。有利地，通過使用后一種方案，可以更好地向駕駛員表明存在非常小的物體。

在另一個例子中，該第二傳感器裝置包括至少一個光學(xué)的、電磁和/或聲音傳感器，尤其是至少一個紅外傳感器、和/或至少一個激光傳感器、和/或至少一個雷達(dá)傳感器、和/或至少一個紫外(UV)傳感器的形式。取決于已經(jīng)安裝在后視裝置中的或者機(jī)動車其他地方的傳感器，該第二傳感器裝置可以包括任何上述提及的傳感器或者僅其中之一。

在另一個例子中，該第二傳感器裝置包括至少兩個傳感器。尤其是，當(dāng)采用不那么精密的傳感器作為第二傳感器裝置，比如IR傳感器，兩個傳感器可用來生成該至少一個物體的至少一個位置特性。并且，可以并行使用兩種不同類型的傳感器，例如一個紅外和一個激光傳感器，以增加該第二傳感器裝置的精確度。

在另一個例子中，位于該第一傳感器裝置的臨界范圍內(nèi)的物體的位置特性通過三角測量技術(shù)確定。通過使用那樣的技術(shù)，該至少一個位置特性可通過安裝在固定的基線上兩端的已知位置或點(diǎn)處的兩個傳感器測量相對該至少一個物體的兩個角度而生成。該固定基線可以是例如該后視裝置的邊緣。該至少一個物體可以確定為一個三角形的第三點(diǎn)，這個三角形具有一個已知邊和兩個已知角。該第一傳感器裝置每次記錄新的圖像可以重復(fù)該三角測量，從而為每個圖像生成對應(yīng)的位置特性數(shù)據(jù)，這里，該至少一個物體的速度可通過與該至少一個物體在隨后的測量的位置的差而推知。

在又另一個例子中，該第二傳感器裝置可以機(jī)械方式移動以與該第一傳感器裝置對齊。取決于該傳感器類型，使用的傳感器的束寬以及由此的可探測區(qū)域可能小于包括在該第一傳感器裝置的攝像頭的視場。在那種情況下，用作第二傳感器裝置的傳感器能夠以機(jī)械方式移動，或者沿表示攝像頭視場的扇形轉(zhuǎn)動，從而在攝像頭視場內(nèi)的所有物體都可以被該第二傳感器裝置定位。平移和/或轉(zhuǎn)動運(yùn)動可由例如電動馬達(dá)提供。

在另一個例子中，該第二傳感器裝置可以電子方式移動以與該第一傳感器裝置對齊。電子操縱可通過例如部署傳感器陣列而完成，可以在水平方向以及豎直方向引起陣列元件之間的相位移，從而可以在所有方向操縱波束以覆蓋該攝像頭的整個視場。有利地，通過使用電子操縱裝置，不需要機(jī)械部件。所以，電子操縱更加可靠并且比以機(jī)械方式更快移動該第二傳感器裝置。

在又另一個例子中，該攝像頭對于波長700至1100nm的夜間光譜敏感。有利地，通過使用工作在近紅外區(qū)的攝像頭，該系統(tǒng)還可以在車輛周邊弱光的夜間使用。

在另一個例子中，該臨界范圍由車輛行駛的街道的邊界限定，和/或限定為距離該機(jī)動車一定距離。例如，該臨界范圍可以是在該第一傳感器裝置視場中的一部分街道，或者該臨界范圍可以只是那個街道的一根車道。在后一種情況下，只有在這個車道內(nèi)的物體才落在該臨界范圍內(nèi)，反之不在這個車道內(nèi)的物體就不落在該臨界范圍內(nèi)?？赏ㄟ^例如圖像探測技術(shù)確定什么物體位于該臨界范圍內(nèi)以及什么物體位于該臨界范圍外。可替代地或者額外的，該臨界范圍可以限定為距該機(jī)動車預(yù)定的距離。例如，該臨界范圍可以是距該機(jī)動車和/或該第一和第二傳感器裝置1至20米的距離。

在另一個例子中，該攝像頭布置為每秒記錄至少20幅圖像。有利地，通過每秒記錄多幅圖像以及生成對應(yīng)的位于該臨界范圍內(nèi)該至少一個物體的位置特性，可以向該圖像處理裝置輸出實(shí)時信息。通過使用當(dāng)代的微處理器，其能夠計算每秒超過20幅圖像，可以實(shí)時完成可視性增強(qiáng)。

按照本發(fā)明的圖像可視性增強(qiáng)的方法包括步驟：記錄至少一幅圖像；生成位于該圖像的臨界范圍內(nèi)的物體的至少一個位置特性；以及通過改變該圖像中示出該物體的部分的對比度處理該至少一幅圖像而生成至少一個處理后的圖像。

在該方法的一個例子中，改變該對比度包括增加該至少一個物體的對比度。

并且，按照本發(fā)明，一種計算機(jī)程序產(chǎn)品描述為包括計算機(jī)可讀介質(zhì)，其具有存儲在其上的指令用于使得計算機(jī)執(zhí)行如上所述的方法步驟。

附圖說明

下面的示意圖示出本發(fā)明的多個方面以結(jié)合示例性的說明增進(jìn)對本發(fā)明的理解，其中，

圖1示出該用于可視性增強(qiáng)的系統(tǒng)的示意圖；

圖2a示出圖像的例子，該至少一個物體位于該第一傳感器裝置的臨界范圍之外；

圖2b示出處理后的圖像的一個例子，該至少一個物體位于該第一傳感器裝置的臨界范圍內(nèi)，以及增加該圖像中示出該至少一個物體的部分的對比度；

圖2c示出處理后的圖像的一個例子，該至少一個物體位于該第一傳感器裝置的臨界范圍內(nèi)，以及增加該圖像中示出該至少一個物體的部分的對比度，而降低該圖像中未示出該至少一個物體的部分的對比度；以及

圖3示出圖像可視性增強(qiáng)的方法的步驟。

發(fā)明詳述

圖1示出按照本發(fā)明一個例子的可視性增強(qiáng)系統(tǒng)1。該系統(tǒng)1包括攝像頭的第一傳感器裝置2、第二傳感器裝置3和圖像處理裝置4。

包含在該第一傳感器裝置2中的攝像頭可以是安裝在機(jī)動車的后視裝置的外殼中或其上的數(shù)字式攝像頭。該第二傳感器裝置3可以是至少一個紅外傳感器、激光傳感器和/或雷達(dá)傳感器。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠了解該第二傳感器裝置3也可以由多于一個和/或不同的傳感器組成。該第二傳感器裝置3的實(shí)質(zhì)工作是使用本領(lǐng)域已知的探測技術(shù)探測其中的物體小于一定距離的圖像中的區(qū)域。

圖1中所示的例子中，傳感器裝置2和3示為分開的實(shí)體。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠了解傳感器裝置2和3兩個可以位于同一外殼，例如該第二傳感器裝置2可以也位于該后視裝置的外殼中。

該第一和第二傳感器裝置2、3都連接到該圖像處理裝置4，或者通過有線連接，例如通過該車輛的CAN總線系統(tǒng)，或者通過藍(lán)牙無線連接，或者任何其他合適的無線標(biāo)準(zhǔn)。該圖像處理裝置4處理由該攝像頭記錄的至少一幅圖像以生成處理后的圖像，通過改變該圖像中示出位于該臨界范圍內(nèi)的該至少一個物體的部分的對比度。

圖1中示出的例子中，該圖像處理裝置4將該處理后的圖像輸出至顯示裝置5，其在圖1用虛線描繪。該顯示裝置5不需要是該可視性增強(qiáng)系統(tǒng) 1的一部分。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠了解該處理后的圖像也可以輸出到不同的裝置，例如輸出至移動設(shè)備。

圖2a、b中示出的圖像是示例圖像，其示出在一個具體例子中可視性增強(qiáng)的基本原理，這里該第一和第二裝置2、3實(shí)質(zhì)上面向該機(jī)動車的行駛方向前方或后方的駕駛場景。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解如果該攝像頭例如還用于盲點(diǎn)探測，則該圖像會從不同的視角示出街道，例如車輛左側(cè)和右側(cè)的街道部分也會出現(xiàn)在圖像中。

圖2a中示出圖像的一個例子，該至少一個物體6位于該第一傳感器裝置的臨界范圍2的外面。在該例子中，該物體描繪為摩托車。然而，該物體可以是進(jìn)入該臨界范圍7的任何物體，例如，人或者動物。因為，該至少一個物體6位于該臨界范圍7之外，該圖像中示出該至少一個物體6的部分的對比度并沒有改變。在這里示出的例子中，該臨界范圍7使用虛線標(biāo)記為機(jī)動車所在的街道的一部分。圖2a中，所有進(jìn)入車輛和/或該第一和第二傳感器裝置2、3幾米范圍內(nèi)的物體都落在該臨界范圍7內(nèi)。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠了解該臨界范圍可以是延伸到距離車輛50米的范圍，取決于該第一和第二傳感器裝置2、3的能力。并且，該臨界范圍7可以只覆蓋街道的一部分，如一個具體的車道。

圖2b中示出一個處理后的圖像8的例子，該至少一個物體6位于該臨界范圍7內(nèi)，以及增強(qiáng)該圖像中示出該至少一個物體6的部分的對比度。可以看出，該物體6的可視性在相應(yīng)處理后的圖像8中顯著增加，從而該接近的物體6吸引駕駛員的注意。

圖2c示出處理后的圖像8的一個例子，該至少一個物體6位于該第一傳感器裝置2的臨界范圍7內(nèi)，以及增加該圖像中示出該至少一個物體6的部分的對比度，同時降低該圖像中未示出該至少一個物體6的部分的對比度。從該圖像可見，通過降低該處理后的圖像8中沒有示出該至少一個物體的其他部分的對比度，該物體6的可視性還進(jìn)一步增加。

圖3中示出用于圖像可視性增強(qiáng)的方法100的方法步驟。該方法包括步驟：110，記錄至少一幅圖像；120，生成位于該圖像臨界范圍7內(nèi)的物體6的至少一個位置特性；以及130，通過改變該圖像中示出該物體6的部分的對比度來處理該至少一幅圖像以生成至少一個處理后的圖像8。

參考標(biāo)記

1 用于可視性增強(qiáng)的系統(tǒng)

2 第一傳感器裝置

3 第二傳感器裝置

4 圖像處理裝置

5 顯示裝置

6 物體

7 臨界范圍

8 處理后的圖像

100 圖像可視性增強(qiáng)的方法。