[發明專利]機動車飛行時間攝像機、機動車及飛行時間攝像機運行方法

無效

• 申請號: 201310046700.X
• 申請日: 2013-02-06
• 公開（公告）號: CN103245953A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: M·羅德爾
• 申請（專利權）人: 奧迪股份公司
• 主分類號: G01S17/88
• 分類號: G01S17/88;G01S17/08;G01S7/481
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 吳鵬;牛曉玲

技術領域

本發明涉及一種用于機動車的飛行時間攝像機，包括發光單元、用于對測量數據實施測量的攝像機單元和控制單元，該發光單元具有光源和用于使照亮區域被照亮的光學系統，其中，能夠對由光源發出并且經反射而由攝像機單元檢測到的光進行分析以確定距離信息。此外本發明還涉及一種具有這種飛行時間攝像機的機動車以及這種飛行時間攝像機的運行方法。?

背景技術

飛行時間攝像機（通常也簡稱為TOF攝像機）在現有技術中已經被大量公開并且現在也經常用于機動車中。飛行時間攝像機的優點在于，其除了圖像信息之外還可以提供三維信息，就是說，可以為每個像素分配距離信息。在此情況下使用飛行時間法來測量距離，測量裝置也因此而得名。?

在此借助至少一個光脈沖照亮待檢測的現場，其中攝像機單元為每個像點測量光到達拍攝對象并且再次返回所需要的時間。當在所發射的光與所接收的光之間發現相位差時，出于校正的考慮也可以獲取所述的時間。由該飛行時間可以推斷出（攝像機）與對象之間的距離。為了實現這一點，飛行時間攝像機除了包括與圖像傳感器相對應的、用于拍攝測量數據的攝像機單元以外還具有照亮現場的發光單元。這種發光單元具有連接在光學系統后的光源，從而該發光單元能在短時間內照亮期待的照亮區域。通過攝像機單元的物鏡收集反射光并記錄飛行時間。?

在機動車中經常使用飛行時間攝像機，從而為不同的車輛系統提供測?量數據。例如應用在主動行人保護系統、碰撞監控系統等中，簡言之大多用于對環境進行檢測。?

飛行時間攝像機的檢測范圍在此由發光設備的主動發光的張角和光強、即照亮區域界定。在此，最初在設計機動車時確定由張角和有效距離描述的照亮區域。在此針對不同行駛情況做出妥協。為了改善對不同行駛情況的匹配可以提出：給飛行時間攝像機、具體而言給攝像機單元和發光單元設置縮放光學系統并且因此將張角和有效距離設計成可適應的，但是由于這種系統的復雜性和成本的原因這在實踐中并不是可行的方法。?

發明內容

因此本發明的目的在于，使飛行時間攝像機能夠以更好地匹配于不同的行駛情況或機動車運行狀態的方式運行。?

為了實現該目的，根據本發明，對于開始所述類型的飛行時間攝像機提出，光學系統配設有至少一個用于對照亮區域進行匹配的調節裝置，控制單元構造成根據描述機動車行駛狀況的至少一個運行參數來控制調節裝置，其中該調節裝置是壓電調節裝置。?

因此根據本發明提出，因為認識到了：由于僅在照亮區域中光源的光被反射、進而采集到三維的測量數據并且與攝像機單元的可能性無關地在必要時能拍攝較大的區域，而使得對照亮區域的變化/調節便足以使飛行時間攝像機的有效檢測范圍匹配于行駛狀態，所以僅借助于發光單元的光學系統便能規定出實際的可能調節方案。因此也可以具體提出，攝像機單元具有一包括所有能被調節出的照亮區域的檢測范圍。因此，攝像機單元的絕對檢測范圍、因此圖像傳感器和相應物鏡的絕對檢測范圍包括所有——特別是在可能的檢測角度方面——可以通過照亮區域預定的實際檢測范圍。特別是可以提出，攝像機單元相對于目前的飛行時間攝像機而言具有較高的角度分辨率。但是僅發光裝置適應性地匹配于（行駛）狀況。?

因此，通過僅對照亮區域進行適配可以實現對有效檢測范圍的低成本匹配，同時無需大幅提高系統復雜性、特別是成本和費用。由于僅須將發?光單元的光學系統的成像特性構造成可變的，所以就此而言對該光學系統的要求較低，從而可以使用低成本部件、例如塑料透鏡。因此，與同時涉及攝像機單元、進而也涉及絕對檢測范圍的可適配性相比，按本發明的建議實現了簡單得多、成本低得多的方案。?

在本發明的另一設計方案中可以提出，光學系統具有至少一個——特別是由塑料制成的——透鏡，所述透鏡——特別是在射出方向上——的位置能通過調節裝置來改變。因此該光學系統具有至少一個透鏡，所述透鏡可以通過調節裝置移動以能夠適當改變照亮區域。因此例如可以改變在發光的光源——特別是發光二極管——與調焦透鏡之間的距離。但是在一種設計方案中也可以設想，所述光學系統具有會聚透鏡和連接在該會聚透鏡下游并且可以通過調節裝置移動的發散透鏡。因此在這種情況下首先所述會聚透鏡使得光源的光平行并且然后通過位置可變的發散透鏡使光源的光這樣散焦，從而產生期望的照亮區域。原則上顯然也可以設想，在光學系統中設置其它透鏡。此外也可能插入其它透鏡、例如縮放鏡頭。?

在此仍需指出的是：也可以設想，在光學系統中使用特征可變的透鏡，但是位置可變性由于其實施更簡單并且更有利而是優選的。?