DE10341671A1 - Environmental monitoring system with night vision unit and distance measuring unit - Google Patents
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Abstract
Es
wird ein Umgebungsüberwachungssystem
mit einer Nachtsichteinheit und einer Entfernungsmesseinheit vorgestellt,
wobei ein gemeinsamer Sender zur Emission von elektromagnetischen
Wellen in das zu überwachende
Zielgebiet vorgesehen ist.
Die elektromagnetischen Wellen sind
für die
Entfernungsmessung in eine Folge hochfrequenter Einzelimpulse moduliert,
wobei die Sendedauer der Empfänger
und die Belichtungszeit des Empfängers
für die
Nachtsichteinheit so gewählt
sind, dass eine Mehrzahl von Impulsen der impulsförmig modulierten
elektromagnetischen Wellen erfasst und für das Nachtsichtbild die Summe
dieser Impulse ausgewertet wird. Pausen zwischen den Impulsfolgen
sind so gewählt,
dass das Störlicht
ausgetastet und nachfolgend im Nachtsichtbild eliminiert werden
kann.An environmental monitoring system with a night vision unit and a distance measuring unit is presented, wherein a common transmitter is provided for the emission of electromagnetic waves into the target area to be monitored.
The electromagnetic waves are modulated for the range measurement into a series of high-frequency single pulses, wherein the transmission duration of the receiver and the exposure time of the receiver for the night-vision unit are selected such that a plurality of pulses of the pulse-shaped modulated electromagnetic waves detected and for the night vision image, the sum of these pulses is evaluated. Pauses between the pulse trains are selected so that the fault light can be blanked and subsequently eliminated in the night vision image.
Description
Die Erfindung betrifft eine Umgebungsüberwachungssystem mit einer Nachtsichteinheit und einer Entfernungsmesseinheit insbesondere für Kraftfahrzeuge. Nachtsichteinheiten sind für militärische Anwendungsgebiete bekannt und werden zudem für die Verbesserung der Verkehrssicherheit auch für Kraftfahrzeuge diskutiert und erprobt.The The invention relates to an environmental monitoring system having a Night vision unit and a distance measuring unit in particular for motor vehicles. Night vision units are for military application areas known and are also for the Improvement of traffic safety also discussed for motor vehicles and tried.
Darüber hinaus sind Entfernungsmesseinheiten für die Beurteilung der Umgebungssituation in Fahrzeugen bekannt, welche eine Abstandsinformation zu Objekten im Zielgebiet in Fahrtrichtung des Fahrzeuges ermitteln und in Abhängigkeit davon im Kraftfahrzeug weitere Größen, beispielsweise die Geschwindigkeit und damit der Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug geregelt wird oder drohende Kollisionen mit Objekten in Fahrtrichtung erkannt werden.Furthermore are distance measuring units for the assessment of the environmental situation in vehicles known which a distance information to objects in the target area in the direction of travel determine the vehicle and depending on it in the vehicle other sizes, for example the speed and thus the distance to the vehicle in front is regulated or impending collisions with objects in the direction of travel be recognized.
Für beide Anwendungsfälle wird das Zielgebiet in der Regel mit elektromagnetischen Wellen aktiv beleuchtet, um für die hohe Dynamik der Umgebung erforderliche kurze Empfangszeiten ermöglichen zu können. Neben Radarsystemen kommen dabei insbesondere Systeme im Infrarotbereich in Betracht.For both use cases The target area is usually using electromagnetic waves actively lit to, for the high dynamics of the environment required short reception times enable to be able to. In addition to radar systems come in particular systems in the infrared range into consideration.
Nachtsichtempfänger und Entfernungsmesseinrichtungen unterscheiden sich jedoch sowohl hinsichtlich der Auflösung als auch der Art der erforderlichen Beleuchtungssignalform. Für die Entfernungsmessung ist dabei eine hochfrequente Modulation des Beleuchtungssignals erforderlich, innerhalb welcher eine hochauflösende Nachtsichtkamera in der Regel nicht arbeiten kann.Night vision receiver and However, distance measuring devices differ both in terms of the resolution as well as the type of lighting waveform required. For distance measurement is a high-frequency modulation of the illumination signal required, within which a high-resolution night vision camera usually can not work.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein vielseitiges und zugleich kostengünstiges Umgebungsüberwachungssystem vorzustellen. Diese Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.task The invention is therefore a versatile and cost-effective Environmental Monitoring System imagine. This task is due to the features of the claim 1 solved. Advantageous developments can be found in the dependent claims.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass Nachtsichteinheit und Entfernungsmesseinheit zumindest einen gemeinsamen Sender aufweisen, welcher für eine vorgegebene Sendedauer impulsförmig modulierte elektromagnetische Wellen aussendet, wobei Sendedauer, ggfs. auch Modulationsfrequenz und die Belichtungszeit des Empfängers für die Nachtsichteinheit so gewählt sind, dass die Belichtungszeit eine Mehrzahl von Impulsen der impulsförmig modulierten elektromagnetischen Wellen erfasst und für das Nachtsichtbild die Summe dieser Impulse ausgewertet wird.According to the invention, it is proposed that night vision unit and distance measuring unit at least one Have common transmitter, which for a given transmission duration pulsed modulated emits electromagnetic waves, with transmission duration, if necessary. Also Modulation frequency and the exposure time of the receiver for the night vision unit so chosen are that the exposure time modulated a plurality of pulses of the pulse-shaped detected electromagnetic waves and for the night vision image the sum this pulse is evaluated.
Dadurch kann die für die hochauflösende Bildkamera erforderliche Belichtungszeitdauer und der damit verbundene Signalrauschabstand erreicht werden, ohne dass die für die Entfernungsmessung erforderliche hochfrequente Modulation beeinträchtigt würde.Thereby can the for the high-resolution picture camera required exposure time and the associated signal to noise ratio be achieved without the need for the distance measurement required high-frequency modulation would be impaired.
Der gemeinsame Sender erzeugt ein Impulssignal, welches eine Beleuchtungsphase und Beleuchtungspause aufweist, wobei innerhalb einer Beleuchtungsphase jeweils eine hochfrequente Impulsfolge bestehend aus einer Anzahl von durch kurze Pausen getrennten Einzelimpulsen ausgesendet wird und in der Beleuchtungspause eine Störlichterfassung bzw. Unterdrückung erfolgen kann. Die Empfänger der Nachtsichteinheit und der Entfernungsmesseinheit werden zeitlich auf das Impulssignal des Senders synchronisiert, d.h. die Belichtungszeiträume entsprechend gesteuert, wobei die Belichtungszeitdauer der Nachtsichteinheit annähernd der Länge einer Impulsfolge entspricht, also über mehrere Einzelimpulse der Impulsfolge geht. Die Synchronisierung kann dabei intern durch ein Signal einer Steuereinheit erfolgen, welche den gemeinsamen Sender und die Empfänger taktet.Of the common transmitter generates a pulse signal, which is a lighting phase and lighting break, wherein within a lighting phase in each case a high-frequency pulse train consisting of a number emitted by short pulses separated single pulses and in the lighting break a Störlichterfassung or suppression take place can. The recipients the night vision unit and the distance measuring unit become timed synchronized to the pulse signal of the transmitter, i. the exposure periods accordingly controlled, wherein the exposure time period of the night vision unit nearly the length corresponds to a pulse train, so over several individual pulses of Pulse sequence goes. The synchronization can be done internally by a Signal a control unit, which the common transmitter and the recipients overclocked.
Vorzugsweise weist das Impulssignal eine Abfolge von Beleuchtungsphasen und Beleuchtungspausen auf, wobei zwischen zwei Beleuchtungsphasen die Frequenz der hochfrequenten Impulsfolge verändert wird. Dadurch kann der Messbereich der eindeutigen Entfernungsbestimmung erweitert werden.Preferably The pulse signal has a sequence of lighting phases and lighting pauses on, between two lighting phases, the frequency of the high-frequency Pulse sequence changed becomes. This allows the measuring range of the clear distance determination be extended.
Zudem oder alternativ kann die hochfrequente Impulsfolge der Beleuchtungsphase jeweils pseudo-noise-codiert sein. Dadurch können Störeinflüsse durch Umgebungslicht oder insbesondere auch andere Fahrzeuge mit gleichartigen Umgebungsüberwachungssystemen vermieden werden.moreover or alternatively, the high-frequency pulse train of the lighting phase each be pseudo-noise encoded. This may cause interference from ambient light or in particular, other vehicles with similar environmental monitoring systems be avoided.
Die Erfindung eignet sich insbesondere für Umgebungsüberwachungssystem, bei denen als Empfänger für die Entfernungsmesseinheit eine Infrarotempfindliche 3D-Entfernungsbildkamera und für die Nachtsichteinheit eine demgegenüber hochauflösendere Infrarotbildkamera verwendet wird.The Invention is particularly suitable for environmental monitoring system, in which as receiver for the Distance measuring unit, an infrared-sensitive 3D range camera and for the night-vision unit is a higher-resolution one Infrared camera is used.
Vorzugsweise wird in einer Auswerteeinheit der Nachtsichteinheit das Entfernungsbild der Entfernungsbildkamera und das hochauflösende Bild der Infrarotbildkamera verglichen und über vorgegebene Muster Objekte erkannt und diese im Bild der Nachtsichteinheit optisch hervorgehoben.Preferably In an evaluation unit of the night vision unit, the distance image the range image camera and the high resolution image of the infrared camera compared and over specified pattern objects detected and these in the image of the night vision unit visually highlighted.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand der Figuren und Ausführungsbeispiele noch näher beschrieben werden.The Invention will be described below with reference to the figures and embodiments even closer to be discribed.
Die
Die
jeweiligen Empfänger
Als
besondere Ausgestaltung ist in
Die
Nachtsichteinheit
Anhand
der
Aus der Abfolge der hochfrequenten Einzelimpulse kann die Entfernungsmesseinheit bspw. durch Korrelation des gesendeten und empfangenen Signals die Entfernung zu Objekten im Zielgebiet ableiten.Out the sequence of high-frequency single pulses, the distance measuring unit For example, by correlation of the transmitted and received signal the Derive distance to objects in the target area.
Der
besondere Vorteil der Erfindung liegt nun darin, dass der Empfänger
Diese Messungen können natürlich über mehrere Beleuchtungspausen hinweg wiederholt werden und jeweils in einem größeren Zeitrahmen, hier T_d mit 4 Beleuchtungsphasen jeweils ein Bild erzeugen, wobei die Signale der vier Beleuchtungsphasen miteinander verglichen und auch so nochmals Störungen eliminiert werden können.These Measurements can of course, over several Repeat lighting breaks away and each in one larger time frame, here T_d with 4 lighting phases each generate an image, the Signals of the four lighting phases compared and also so again disturbances can be eliminated.
Claims (7)
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