Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Objekt- Information eines Objektes in einer Umgebung eines Fahrzeuges sowie eine Steuereinheit und ein Fahrzeug zur Durchführung der Verfahren.

Aus dem Stand der Technik ist bekannt, wie mithilfe einer einzelnen Kamera durch die Vorwärts- oder Rückwärtsbewegung eines Fahrzeugs, an dem die Kamera montiert ist, anhand photogrammetrischer Methoden die Struktur der Szene in 3D bestimmt werden kann (sog. Structure from Motion (SfM)). Ferner ist aus dem Stand der Technik bekannt, dass die Bestimmung der Basislinie zwischen zwei Standpunkten der Kamera, die für die Triangu lation zur Tiefenbestimmung entweder bekannt oder zu schätzen ist, durch Auswertung von Odometrie-Daten des Fahrzeuges unterstützt werden kann.

In US2018/0204072A1 ist weiterhin vorgesehen, Kameras an einem Anhänger eines Fahrzeug-Gespanns zu fixieren. Weiterhin sind Fahrdyna mik-Sensoren vorgesehen, die Odometrie-Daten, die die Fahrzeugbewegung betreffen, ausgeben, beispielsweise eine Fahrzeuggeschwindigkeit. Die von der Kamera ausgegebenen Kamera-Daten werden mit den Odometrie-Daten abgeglichen, wobei die Odometrie-Daten für die Kompensation der Fahr zeugbewegung beim Verarbeiten der Kamera-Daten zum Erstellen von Bil dern genutzt werden. Dabei können auch Kamera-Daten unterschiedlicher Kameras zusammengefügt werden.

In DE 102005009814 B4 ist vorgesehen, Kamera-Daten zusammen mit Odometrie-Daten, die von Raddrehzahlsensoren ausgegeben werden, zu verarbeiten, um eine Gierrate zu ermitteln. In DE 60009000 T2 ist weiterhin eine Bildverarbeitung unter Berücksichtigung von Odometrie-Daten des Fahrzeuges vorgesehen, um den Fahrer beim Einparken zu unterstützen. In DE 102015 105248 A1 wird ein Bild von einer ersten Kamera zusammen mit einem Bild von einer zweiten Kamera in Verbindung mit Odometrie-Daten verarbeitet, wobei die Kameras an einem Anhänger und einem Zugfahrzeug eines mehrteiligen Fahrzeugs angeordnet sein können. Die Bilder, die die verschiedenen Kameras aufgenommen und in Form von Kamera-Daten aus gegeben haben, werden zusammengesetzt. Daraus wird ein kombiniertes Bild der Umgebung erzeugt, wobei in der Kurvenfahrt beispielsweise auch ein Knickwinkel berücksichtigt wird, der die Standpunkte der Kameras zuei nander charakterisiert. Eine Vogelperspektive kann über das komplette mehrteilige Fahrzeug gelegt werden, um die Umgebung um das Fahrzeug anzuzeigen, um beispielsweise eine Einparkhilfe zu ermöglichen.

In WO 2016/164118 ist eine omnidirektionale Kamera vorgesehen, die Objekt-Punkte von Objekten in einer Umgebung des Fahrzeuges erfasst und in Abhängigkeit davon Kamera-Daten ausgibt. Mithilfe einer Steuereinrich tung im Fahrzeug werden die Kamera-Daten unter Einbezug aufgenomme ner Odometrie-Daten verarbeitet, wobei die Odometrie-Daten, z.B. von Rad drehzahl-Sensoren, Positions-Sensoren oder einem Lenkwinkel-Sensor, über den Datenbus des Fahrzeuges empfangen werden. Die Objekt-Punkte in der Umgebung des Fahrzeuges, die von Interesse sind, werden von der Kamera erkannt und anhand der Odometrie-Daten wird durch die Steuereinrichtung ein Abstand zu dem dem erfassten Objekt-Punkt zugeordneten Objekt ermit telt. Dafür werden über die eine Kamera eine Mehrzahl von Bildern aufge nommen, wobei die Bilder aus verschiedenen Standpunkten mit überlappen den Sichtfeldern aufgenommen sind. Durch das Verfolgen von Objektpunk ten kann mittels Triangulation und Bündelausgleichung eine Tiefeninformati on der Szene geschätzt werden. Die Kamera-Daten werden außerdem in Form von Bildern auf einem Display für den Fahrer dargestellt. Die Bilder sowie der ermittelte Abstand dienen dazu, das Rangieren eines PKW als Zugfahrzeug an einen Anhänger zu erleichtern, um diesen anzukuppeln. Weitere Objekte wie der Boden, Fußgänger, etc. können zwar erkannt wer den, allerdings setzt dies eine ausreichende Bewegung des Fahrzeugs vo raus, da nur auf diese Weise unterschiedliche Standpunkte für die Kamera eingestellt werden können.

Nachteilig ist somit, dass beispielsweise eine Detektion von an Boden liegenden Personen im Stillstand oder bei sehr niedrigen, nicht auflösbaren Geschwindigkeiten nicht möglich ist. Auch sonstige Objekte in der Fahr zeugumgebung können durch „Structure from Motion“ nicht erkannt werden, wenn sich das Fahrzeug nicht oder nur sehr langsam bewegt. Damit kann im Stillstand keine räumliche Erfassung der Umgebung des Fahrzeuges bzw. eines Objektes mit lediglich einer Kamera erreicht werden, so dass weder eine automatisierte Klassifizierung von Objekten noch eine Ermittlung eines Abstandes ermöglicht wird.

Die Sicherheitsanforderungen an fahrerlose Flurfahrzeuge erfordern aber beispielsweise nach ISO 3691-4 die Detektion von am Boden liegenden Personen, so dass diese bereits vor der Abfahrt, d.h. im Stillstand oder bei sehr geringen Geschwindigkeiten, erkannt werden müssen. Auch an einer Ampel oder in einer Parksituation können keine Messungen des Abstandes oder Objektklassifizierungen oder die Ermittlung weiterer räumlicher Objekt- Informationen eines Objektes mit den bekannten Systemen erfolgen.

Aufgabe der Erfindung ist daher, ein Verfahren zum Ermitteln einer Ob jekt-Information eines Objektes anzugeben, mit dem auch im Stillstand des Fahrzeuges oder bei sehr geringen Geschwindigkeiten mit nur einer Kamera eine räumliche Betrachtung der Fahrzeugumgebung ermöglicht wird. Aufga be ist weiterhin, eine Steuereinheit sowie ein Fahrzeug anzugeben.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren, eine Steuereinheit sowie ein Fahrzeug gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Die Unteransprüche geben bevorzugte Weiterbildungen an.

Demnach ist ein gattungsgemäßes Verfahren zum Ermitteln einer Ob jekt-Information zu einem Objekt in einer Umgebung eines Fahrzeuges vor gesehen, wobei das Fahrzeug mindestens eine Kamera aufweist, mit min destens den folgenden Schritten:

- Erfassen der Umgebung mit der mindestens einen Kamera von einem ers ten Standpunkt aus und in Abhängigkeit davon Erstellen eines ersten Bildes bestehend aus ersten Bildpunkten;

- Verändern des Standpunktes der mindestens einen Kamera;

- Erfassen der Umgebung mit der mindestens einen Kamera von einem zwei ten Standpunkt aus und in Abhängigkeit davon Erstellen eines zweiten Bildes bestehend aus zweiten Bildpunkten, wobei sich der erste Standpunkt durch zwischenzeitliches Verändern des Standpunktes der Kamera von dem zwei ten Standpunkt unterscheidet;

- Ermitteln einer Objekt-Information zu einem Objekt in der erfassten Umge bung durch:

- Auswählen von mindestens einem ersten Bildpunkt in dem ersten Bild und mindestens einem zweiten Bildpunkt in dem zweiten Bild, wobei der erste Bildpunkt und der zweite Bildpunkt derartig ausgewählt werden, dass diese demselben Objektpunkt des Objektes in der erfassten Umgebung zugeordnet sind, und

- Bestimmen von Objektkoordinaten des zugeordneten Objektpunktes aus ersten Bildkoordinaten des mindestens einen ersten Bildpunktes und zweiten Bildkoordinaten des mindestens einen zweiten Bildpunktes durch Triangula tion unter Annahme einer Basislänge zwischen den beiden Standpunkten der Kamera.

Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass die Veränderung des Standpunktes der mindestens einen Kamera von dem ersten Standpunkt zu dem zweiten Standpunkt durch Ansteuern eines aktiven Aktoriksystems in dem Fahrzeug bewirkt wird, wobei das aktive Aktoriksystem die mindestens eine Kamera um einen Verstellweg verstellt, ohne dabei einen Fahrzustand des Fahrzeuges zu verändern. Unter Fahrzustand wird dabei der Bewe gungszustand des Fahrzeuges in seiner Gesamtheit verstanden, das heißt zum Beispiel der Stillstand oder eine Fahrt mit einer bestimmten Fahrzeug- Geschwindigkeit. Das aktive Aktoriksystem verändert diese Bewegung nicht, der Verstellweg ist also nicht mit der Fahrt-Bewegung des Fahrzeuges ver knüpft, so dass sich das aktive Aktoriksystem von einem Antriebssystem o- der einem Bremssystem unterscheidet, die auf den Bewegungszustand der Gesamtheit des Fahrzeuges unmittelbar einwirken.

Vorteilhafterweise wird durch das erfindungsgemäße Verfahren also er reicht, dass sich mit lediglich einer Kamera unabhängig von dem Fahrzu stand des Fahrzeuges auch eine Tiefeninformation bzw. Objekt-Information ermitteln lässt. Dadurch kann auch im Stillstand oder wenn die Fahrzeug- Geschwindigkeit so gering ist, dass aus Odometrie-Daten keine zuverlässige Aussage über die Bewegung zwischen den beiden Standpunkten getroffen werden kann durch Triangulation die Tiefeninformation bzw. in einer Nähe rung die 3D-Position bzw. die Objektkoordinaten des jeweiligen Objektpunk tes ermittelt werden. Dazu ist lediglich eine kontrollierte Ansteuerung des aktiven Aktoriksystems nötig, was unabhängig von der Fahrzeugbewegung ist. Durch Triangulation kann dann zunächst unter Annahme einer bestimm ten Basislänge, auch ohne deren genaue Kenntnis, zumindest eine rudimen täre Tiefeninformation gewonnen werden, beispielsweise eine Objektform oder eine Objektkontur.

Damit ist das Aktoriksystem zur Verstellung der Kamera zwischen den Standpunkten auch nicht nur auf den Stillstand oder niedrige Geschwindig keiten des Fahrzeuges begrenzt. So kann auch während der Fahrt über das aktive Aktoriksystem eine zusätzliche Verstellung um den Verstellweg erfol- gen. Dadurch kann die Ermittlung der Objekt-Information flexibler bzw. in un terschiedlichen Fahrzuständen bzw. Fahrsituationen erfolgen.

Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, dass die Basislänge zwischen den beiden Standpunkten aus Odometrie-Daten des Fahrzeuges ermittelt wird, wobei die Odometrie-Daten zumindest abhängig von dem Verstellweg erzeugt werden und die Odometrie-Daten eine Verstellung der Kamera zwi schen den beiden Standpunkten charakterisieren. Demnach wird die Basis länge nicht mehr nur angenommen, sondern in Abhängigkeit des aktiv einge steuerten Verstellweges ermittelt, wodurch die Triangulation exakter wird.

Der Verstellweg kann dabei ergänzend zu der Fahrzeugbewegung (insofern vorhanden) bei der Ermittlung der Tiefeninformation bzw. der Objektkoordi naten herangezogen werden, wenn dieser Verstellweg neben den üblichen Odometrie-Daten, die den Fahrzustand des Fahrzeuges betreffen, berück sichtigt wird. Dadurch kann die Ermittlung der Objekt-Information bzw. Tiefe ninformation exakter und flexibler bzw. in unterschiedlichen Fahrsituationen erfolgen.

Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, dass als aktives Aktoriksystem ein Kamera-Verstellsystem angesteuert wird, das Stellmotoren und/oder Pneumatikzylinder und/oder Hydraulikzylinder und/oder elektrischen Ser vozylinder aufweist, wobei die mindestens eine Kamera unmittelbar an dem Kamera-Verstellsystem befestigt ist, so dass die mindestens eine Kamera bei einer Ansteuerung des Kamera-Verstellsystems um den Verstellweg verstellt wird zum Verändern des Standpunktes der mindestens einen Kamera. Damit kann die Kamera gemäß einer Ausführungsform unmittelbar verstellt werden, ohne dabei das Fahrzeug oder Bestandteile des Fahrzeuges mit zu bewe gen, wobei das Kamera-Verstellsystem dann entsprechend am Fahrzeug montiert und ausgerichtet ist. Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, dass als aktives Aktoriksystem ein aktives Luftfedersystem mit Luftfedern (ECAS) oder ein Fahrwerk- Verstellsystem angesteuert wird, wobei durch eine Ansteuerung des aktiven Luftfedersystems oder des Fahrwerk-Verstellsystems ein Fahrzeugaufbau in seiner Höhe um den Verstellweg verstellt wird, so dass die an dem Fahr zeugaufbau befestigte mindestens eine Kamera mittelbar um den Verstell weg verstellt wird zum Verändern des Standpunktes der mindestens einen Kamera.

Damit kann vorteilhafterweise auf ein Aktoriksystem zurückgegriffen werden, das im Fahrzeug bereits vorhanden ist und somit eine Doppelfunkti on erfüllen kann, d.h. beispielsweise ein Anheben und Absenken des Fahr- zeugaufbaus zur Luftfederung, Stabilisierung (Wanken, Kippen), etc., bewir ken kann und daneben auch die Kamera gezielt in die unterschiedlichen Standpunkte verstellen kann. Das Luftfedersystem bzw. Fahrwerk- Verstellsystem ist dazu lediglich in der entsprechenden Situation anzusteu ern, wobei dies in allen Fahrsituationen, insbesondere auch im Stillstand möglich ist. Die Kamera kann in dem Fall frei am Fahrzeugaufbau montiert werden, um sich mit diesem mit zu bewegen.

Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, dass als aktives Aktoriksystem ein Komponenten-Verstellsystem angesteuert wird, wobei durch eine An steuerung des Komponenten-Verstellsystems eine Komponente des Fahr zeuges, beispielsweise ein Führerhaus und/oder eine Aerodynamik- Komponente, um den Verstellweg verstellt wird, so dass die an dieser Kom ponente befestigte mindestens eine Kamera mittelbar um den Verstellweg verstellt wird zum Verändern des Standpunktes der mindestens einen Kame ra.

Damit kann auf ein Aktoriksystem zurückgriffen werden, das nicht den gesamten Fahrzeugaufbau anhebt und absenkt bzw. verstellt, sondern nur einzelne Bestandteile bzw. Komponenten. Derartige Verstellsysteme sind in bestimmten Fahrzeugen bereits vorhanden, so dass diese nicht nachzurüs ten sind. Die Kamera ist dann lediglich an dieser Komponente zu befestigen.

Die genannten aktiven Aktoriksysteme können dabei einzeln oder in Kombination miteinander vorgesehen sein, um beispielsweise die Variablität zu erhöhen und kombinierte Verstellungen mit ggf. erweiterten Verstellwegen zu ermöglichen.

Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, dass sich das Fahrzeug bei ei nem Ansteuern des aktiven Aktoriksystems in einem Fahrzustand befindet, in dem das Fahrzeug eine Fahrzeug-Geschwindigkeit aufweist, die geringer als eine Grenz-Geschwindigkeit ist, oder sich das Fahrzeug im Stillstand befin det. Damit eignet sich das Verfahren vorteilhafterweise auch für Situationen, in denen eine herkömmliche Odometrie über bereitgestellte Odometrie- Daten, beispielsweise Raddrehzahl-Signale, Knickwinkel, Lenkwinkel, etc. nicht zu einer zuverlässigen Ermittlung der Tiefeninformationen des Objektes herangezogen werden können, da diese zu ungenau sind. Durch die aktive Verstellung der Kamera gemäß der Erfindung ist das Verfahren vielmehr un abhängig von der Fahrtbewegung des Fahrzeuges.

Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, dass die Objektkoordinaten bzw. die Objekt-Information für mehrere Objektpunkte durch Triangulation aus den mindestens zwei Bildern ermittelt wird und aus den mehreren Ob jektpunkten eine Objektkontur und/oder eine Objektform ermittelt wird. Das Objekt kann dabei vorzugsweise anhand der Objektkontur und/oder der Ob jektform in Objektklassen unterteilt werden. Dies ermöglicht in einfacher Wei se auch im Stillstand das Erkennen und Klassifizieren von Objekten, insbe sondere auch stillstehende Objekte, z.B. Personen. Gemäß einer weiteren Ausbildung ist vorgesehen, dass mehrere Kame ras vorgesehen sind und mithilfe jeder Kamera durch Verstellung um den Verstellweg unabhängig voneinander Objekt-Informationen zu einem Objekt nach dem beschriebenen Verfahren aus der Disparität bzw. der Basislänge ermittelt werden. Dadurch lässt sich die Tiefeninformation bzw. Objekt- Information vorzugsweise aus mehreren Quellen ermitteln, wodurch die Zu verlässigkeit erhöht wird. Weiterhin wird dadurch auch ermöglicht, die von den mehreren Kameras ermittelten Objekt-Information zu plausibilisieren.

Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, dass mehr als zwei Bilder an unterschiedlichen Standpunkten aufgenommen werden und aus jedem auf genommenen Bild Bildpunkte ausgewählt werden, die demselben Objekt punkt des Objektes in der erfassten Umgebung zugeordnet sind, wobei aus den Bildkoordinaten der ausgewählten Bildpunkte durch Triangulation Ob jektkoordinaten des zugeordneten Objektpunktes unter Annahme einer Ba sislänge zwischen den jeweiligen Standpunkten der Kamera ermittelt wer den. Demnach kann das jeweilige Objekt bzw. der jeweilige Objektpunkt auch zeitlich länger verfolgt werden, um daraus, ggf. durch Bündelausgleich, die Tiefeninformationen bzw. die jeweiligen Objekt-Informationen genauer bzw. robuster zu ermitteln. Dabei können auch mehrere Bildpunkte zu einem oder mehreren Merkmalspunkten zusammengefasst werden und die zeitliche Korrespondenz dieses bzw. dieser Merkmalspunkte(s) zwischen den jeweili gen Bildern durch Triangulation ermittelt werden.

Ergänzend kann vorgesehen sein, dass die ermittelten Objekt- Informationen, die aus einer Verstellung der Kamera um den Verstellweg durch das aktive Aktoriksystem bzw. aus dem Verstellweg als Odometrie- Daten folgen, mit Objekt-Informationen plausibilisiert werden, die aus Odo- metrie-Daten des Fahrzeuges folgen, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus: Raddrehzahl-Signal und/oder Fahrzeug-Geschwindigkeit und/oder Lenkwinkel und/oder Knickwinkel. Damit können aus unterschiedli- chen Bewegungen der Kamera ermittelte Objekt-Informationen zu einem Ob jekt verglichen werden. Ist beispielsweise die Fahrzeug-Geschwindigkeit sehr gering, so kann die Zuverlässigkeit einer aus Raddrehzahlen ermittelten Tie feninformation nicht mehr sichergestellt werden, beispielsweise bei passiven Raddrehzahlsensoren, so dass ergänzend zur Plausibilisierung die Kamera über das aktive Aktoriksystem um den Verstellweg verstellt werden und dar aus die Tiefeninformation gewonnen werden kann.

Erfindungsgemäß ist weiterhin eine Steuereinheit und ein Fahrzeug mit einer derartigen Steuereinheit zur Durchführung der beschriebenen Verfah ren vorgesehen, wobei das Fahrzeug einteilig oder mehrteilig ist und die mindestens eine Kamera an einem Zugfahrzeug (mit oder ohne Anhänger) und/oder an einem Anhänger des Fahrzeuges angeordnet ist.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Fahrsituation eines mehrteiligen Fahrzeuges;

Fig. 1a eine Detailansicht des mehrteiligen Fahrzeuges;

Fig. 2a ein von der Kamera aufgenommenes Bild;

Fig. 2b die Aufnahme eines Objektpunktes mit einer Kamera aus unter schiedlichen Standpunkten; und

Fig. 3 ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens.

In Figur 1 ist schematisch ein mehrteiliges Fahrzeug 1 aus einem Zug fahrzeug 2 und einem Anhänger 3 dargestellt, wobei gemäß der gezeigten Ausführungsform an beiden Fahrzeugteilen 2, 3 jeweils eine Kamera 4 mit einem Erfassungsbereich E angeordnet ist. An dem Zugfahrzeug 2 ist eine Zugfahrzeug-Kamera 42 mit einem Zugfahrzeug-Erfassungsbereich E2 und an dem Anhänger 3 eine Anhänger-Kamera 43 mit einem Anhänger- Erfassungsbereich E3 angeordnet. Die Kameras 4, 42, 43 geben jeweils Kamera-Daten KD, KD2, KD3 aus.

Das Fahrzeug 1 kann hierbei mehrteilig ausgeführt sein, wie in Fig. 1 abgebildet, beispielsweise als Lastzug mit Lastkraftwagen und Deichselan hänger bzw. Drehschemelanhänger oder als Sattelzug mit Sattelzugmaschi ne und Sattelauflieger. Grundsätzlich kann das Fahrzeug 1 aber auch nur einteilig sein, wie in Fig. 1a abgebildet. Die Ausrichtung der Kamera 4 wird in Abhängigkeit der jeweiligen Anwendung gewählt.

Die jeweiligen Kamera-Daten KD, KD2, KD3 werden in Abhängigkeit ei ner Umgebung U um das Fahrzeug 1 erzeugt, auf die der jeweilige Erfas sungsbereich E, E2, E3 ausgerichtet ist. Aus den Kamera-Daten KD, KD2, KD3 lässt sich jeweils ein Bild B aus Bildpunkten BPi mit Bildkoordinaten xB, yB (s. Fig. 2a) erstellen, wobei jedem Bildpunkt BPi ein Objektpunkt PPi in der Umgebung U zugeordnet ist (s. Fig. 2b). Die Objektpunkte PPi gehören dabei zu Objekten O, die sich in der Umgebung U befinden und denen be stimmte absolute Objektkoordinaten xO, yO, zO im Raum zugeordnet wer den können. Je nach Standpunkt SP der jeweiligen Kamera 4, 42, 43 werden Objektpunkte PPi eines Objektes O auf unterschiedlichen Bildpunkten BPi bzw. mit unterschiedlichen Bildkoordinaten xB, yB in den Bildern B abgebil det.

Die Kamera-Daten KD, KD2, KD3 der jeweiligen Kamera 4, 42, 43 wer den an eine Steuereinheit 5 übermittelt, die ausgebildet ist, in Abhängigkeit der Kamera-Daten KD, KD2, KD3 sowie in Abhängigkeit von ausgewählten Odometrie-Daten DD des Fahrzeuges 1 , die die aktuelle Fahrsituation des Fahrzeuges 1 bzw. der Teilfahrzeuge 2, 3 betreffen und damit auch die Be- wegung der Kamera 4 charakterisieren, Objekt-Informationen Ol durch eine dem Fachmann allgemeine bekannte Triangulation T zu ermitteln. Die Ob jekt-Informationen Ol geben dabei insbesondere räumliche Merkmale des jeweiligen von den Kameras 4, 42, 43 erfassten Objektes O in der Umge bung U an.

Als Objekt-Informationen Ol kommen dazu beispielsweise

- die absoluten Objektkoordinaten xO, yO, zO (Weltkoordinaten) des Objek tes O im Raum, und/oder

- ein Abstand A zwischen einem Bezugspunkt PB, beispielsweise einer Rückseite 1a des Fahrzeuges 1 (bei einem einteiligen Fahrzeug 1) bzw. des Anhängers 3 (bei einem mehrteiligen Fahrzeug 1) oder einem aktuellen Standpunkt SP der jeweiligen Kamera 4, 42, 43, und dem erkannten Objekt O bzw. einem Objektpunkt PPi auf dem Objekt O bzw. eine damit zusam menhängende Größe, und/oder

- eine Objektform OF bzw. eine Objektkontur OC, die beispielsweise in n un terschiedliche Objektklassen OKn unterteilt ist, und/oder

- eine Objektdynamik OD, d.h. eine zeitliche Bewegung des erfassten Objek tes O im Raum, in Frage.

Die Objekt-Informationen Ol werden hierbei gemäß dem Structure- From-Motion (SfM) Verfahren ermittelt, bei dem in Teilschritten ST1 , ST2, ST3 (s. Fig. 3) ein Objekt O von einer Kamera 4 von mindestens zwei unter schiedlichen Standpunkten SP1 , SP2 aus aufgenommen wird (s. Fig. 2b). Durch Triangulation T können in einem weiteren Schritt ST4 Tiefeninformati onen bezüglich des Objektes O bzw. die jeweiligen Objekt-Informationen Ol gewonnen werden. Wie zu Fig. 2b beschrieben, werden dabei Bildkoordina ten xB, yB zu mindestens einem ersten Bildpunkt BP1i im ersten Bild B1 und zu mindestens einem zweiten Bildpunkt BP2i im zweiten Bild B2 bestimmt, die jeweils demselben Objektpunkt PPi zugeordnet sind (ST4.1). Um den Prozess zu vereinfachen, können eine gewisse Anzahl an Bild punkten BP1 i, BP2i im jeweiligen Bild B1 , B2 in einem Merkmalspunkt MP1 , MP2 zusammengefasst werden (s. Fig. 2a), wobei die zusammenzufassen den Bildpunkte BP1 i, BP2i derartig gewählt werden, dass der jeweilige Merkmalspunkt MP1 , MP2 einem bestimmten eindeutig lokalisierbaren Merkmal M an dem Objekt O zugeordnet ist (s. Fig. 2b). Bei dem Merkmal M kann es sich beispielsweise um eine Ecke ME oder eine Kante MK am Ob jekt O handeln, die aus den gesamten Bildern B1 , B2 jeweils extrahiert und deren Bildpunkte BP1i, BP2i in den Merkmalspunkten MP1 , MP2 zusam mengefasst werden können.

In einer Näherung kann aus den Bildkoordinaten xB, yB der einzelnen Bildpunkte BP1i, BP2i bzw. der Merkmalspunkte MP1 , MP2, die in den min destens zwei Bildern B1 , B2 dem- oder denselben Objektpunkten PPi bzw. Merkmal M zugeordnet sind, durch Triangulation T eine Objektform OF oder eine Objektkontur OC zumindest abgeschätzt werden. Dazu können die Bild koordinaten xB, yB mehrerer Bildpunkte BP1i, BP2i bzw. mehrerer Merk malspunkte MP1 , MP2 einer Triangulation T unterzogen werden, um Objekt koordinaten xO, yO, zO zu erhalten, die jedoch nicht zwangsläufig auf dem Objekt O im Raum liegen.

Ohne die Kenntnis einer exakten Basislänge L, d.h. einem Abstand zwi schen den unterschiedlichen Standpunkten SP1 , SP2 der Kamera 4, erge ben sich durch die Triangulation T nämlich Objektkoordinaten xO, yO, zO in unskalierter Form. Damit lässt sich aus derartig ermittelten Objektkoordinaten xO, yO, zO auch lediglich eine unskalierte Objektform OF bzw. Objektkontur OC herleiten, was aber für die Ermittlung der Form bzw. der Kontur ausrei chend ist. Für die Triangulation T kann dabei zunächst eine beliebige Basis länge L angenommen werden. Um durch Triangulation T eine Ermittlung von den weiteren o.g. Objekt- Informationen Ol zu ermöglichen, wird ergänzend die tatsächliche Basislänge L herangezogen. Sind gemäß Fig. 2b die relativen Positionen und damit die Basislänge L zwischen den unterschiedlichen Standpunkten SP1 , SP2 der Kamera 4, an denen die beiden Bilder B1 , B2 aufgenommen wurden, be kannt bzw. wurden diese ermittelt, so können durch Triangulation T auch die absoluten Objektkoordinaten xO, yO, zO (Weltkoordinaten) des Objektes O bzw. des Objektpunkts PPi bzw. des Merkmals M ermittelt werden. Daraus kann wiederum der Abstand A zwischen dem Bezugspunkt PB und dem er kannten Objekt O bzw. einem Objektpunkt PPi auf dem Objekt O ermittelt werden, wobei die Koordinaten des Bezugspunktes PB in den Weltkoordina ten unmittelbar aus geometrischen Betrachtungen folgen.

Auf diese Weise kann von der Steuereinrichtung 5 eine gegenüber dem obigen Fall skalierte Objektkontur OC bzw. skalierte Objektform PF abge schätzt werden, wenn die exakten Objektkoordinaten xO, yO, zO von mehre ren Objektpunkten PPi bzw. Merkmalen M ermittelt wird. Aus der Objektkon tur OC wiederum kann eine Klassifizierung des Objektes O in eine bestimmte Objektklasse OKn erfolgen. Dabei kann auch die Objektdynamik OD berück sichtigt werden, beispielsweise eine Bewegungsrichtung R des oder der Ob jektpunkte PPi und/oder eine Objekt-Geschwindigkeit vO, wenn die Objekt punkte PPi zeitlich aufgelöst betrachtet werden.

Beispielsweise können als Personen erkannten Objekte O in einer ers ten Objektklasse OK1 eingeordnet werden. In einer zweiten Objektklasse OK2 können als feststehend erkannte Objekte O, beispielsweise Schilder, Laderampen, Fläuser, etc. eingeordnet werden. In eine dritte Objektklasse OK3 können als sich bewegend erkannte Objekte O, beispielsweise andere Fahrzeuge, eingeordnet werden. Um die ermittelten Objekt-Informationen Ol noch genauer zu ermitteln, kann ergänzend vorgesehen sein, dass mehr als zwei Bilder B1 , B2 aufge nommen und durch Triangulation T wie oben beschrieben ausgewertet wer den, und/oder ergänzend eine Bündelausgleichung BA durchgeführt wird.

Wie bereits beschrieben, ist das Objekt O für das SfM-Verfahren aus mindestens zwei unterschiedlichen Standpunkten SP1 , SP2 von der Kamera 4 zu betrachten, wie schematisch in Fig. 2b dargestellt. Dazu ist die Kamera 4 in dem Teilschritt ST2 kontrolliert in die unterschiedlichen Standpunkte SP1 , SP2 zu bringen und im skalierten Fall anhand von Odometrie-Daten DD zu ermitteln, welche Basislänge L sich zwischen den Standpunkten SP1 ,

SP2 aus dieser Bewegung ergibt (ST4, ST4.2). Dazu können unterschiedli che Methoden zur Anwendung kommen:

Ist das gesamte Fahrzeug 1 in Bewegung, so ergibt sich bereits daraus eine Bewegung der Kamera 4. Darunter ist zu verstehen, dass das Fahrzeug 1 in seiner Gesamtheit aktiv, beispielsweise durch ein Antriebssystem 7, oder passiv, beispielsweise durch ein Gefälle, in Bewegung versetzt wird. Werden während dieser Bewegung von der Kamera 4 mindestens zwei Bilder B1 , B2 innerhalb eines zeitlichen Versatzes dt aufgenommen, lässt sich mithilfe von Odometrie-Daten DD, aus denen sich die Fahrzeugbewegung und damit auch die Kamerabewegung ableiten lässt, die Basislänge L ermitteln. Durch Odometrie werden also die beiden den Bildern B1 , B2 zugeordneten Stand punkte SP1 , SP2 ermittelt.

Als Odometrie-Daten DD können beispielsweise Raddrehzahl-Signale SR von aktiven und/oder passiven Raddrehzahlsensoren 6a, 6p an den Rä dern des Fahrzeuges 1 (s. Fig. 1) verwendet werden. Aus diesen kann in Abhängigkeit des zeitlichen Versatzes dt ermittelt werden, wie weit sich das Fahrzeug 1 bzw. die Kamera 4 zwischen den Standpunkten SP1 , SP2 be wegt hat, woraus die Basislänge L folgt. Es ist aber nicht zwangsläufig nur auf die Fahrzeug-Odometrie zurückzugreifen, d.h. die Bewertung der Fahr zeugbewegung anhand von Bewegungssensoren am Fahrzeug 1. Ergän zend oder alternativ kann auch auf eine visuelle Odometrie zurückgegriffen werden. Bei der visuellen Odometrie kann aus den Kamera-Daten KD der Kamera 4 bzw. aus Informationen in den erfassten Bildern B; B1 , B2 eine Kameraposition fortlaufend ermittelt werden, insofern zumindest zu Beginn z.B. Objektkoordinaten xO, yO, zO eines bestimmten Objektpunktes PPi be kannt sind. Die Odometrie-Daten DD können also auch eine Abhängigkeit von der derartig ermittelten Kameraposition enthalten, da daraus die Fahr zeugbewegung zwischen den beiden Standpunkten SP1 , SP2 bzw. unmittel bar auch die Basislänge L abgeleitet werden kann.

Um die odometrische Bestimmung der Basislänge L bei einer Bewe gung des Fahrzeuges 1 genauer zu machen, kann auf weitere im Fahrzeug 1 verfügbare Odometrie-Daten DD zurückgegriffen werden. Beispielsweise kann auf einen Lenkwinkel LW und/oder eine Gierrate G zurückgegriffen werden, um auch die Drehbewegung des Fahrzeuges 1 zu berücksichtigen. Bei einem zwei- oder mehrteiligen Fahrzeug 1 kann ergänzend auf einen Knickwinkel KW zwischen dem Zugfahrzeug 2 und dem Anhänger 3 zurück gegriffen werden, um die exakte Dynamik des Anhängers 3 zu berücksichti gen, insbesondere bei Rangiervorgängen.

Befindet sich das einteilige Fahrzeug 1 oder das mehrteilige Fahrzeug 1 mit seinen Fahrzeugteilen 2, 3 nicht in Bewegung oder ist die Bewegung in nerhalb des zeitlichen Versatzes dt so gering, dass die Odometrie-Daten DD so ungenau sind, dass eine zuverlässige Ermittlung der Basislänge L damit nicht möglich ist, kann die Kamera 4 im Teilschritt ST2 auch durch ein akti ves Aktoriksystem 8 in Bewegung versetzt werden. Die Bewegung der Ka mera 4, die durch das Aktoriksystem 8 bewirkt wird, unterscheidet sich von der bisher betrachteten Bewegung des Fahrzeuges 1 insbesondere dadurch, dass durch das Aktoriksystem 8 lediglich die Kamera 4 oder ein mit der Ka- mera 4 verbundener Fahrzeugabschnitt in Bewegung versetzt wird. Die Be wegung des Fahrzeuges 1 in seiner Gesamtheit bzw. ein Fahrzustand Z des Fahrzeuges 1 werden dadurch also nicht verändert, so dass ein stillstehen des Fahrzeug 1 bei einer aktiven Ansteuerung des Aktoriksystems 8 weiter hin im Stillstand SS verbleibt.

Das Aktoriksystem 8 wird von der Steuereinheit 5 über Aktorik-Signale SA angesteuert. Dies kann beispielsweise dann geschehen, wenn die Steu ereinheit 5 erkennt, dass die Odometrie-Daten DD, die die Bewegung des gesamten Fahrzeuges 1 charakterisieren, d.h. die Raddrehzahl-Signale SR und/oder der Lenkwinkel LW und/oder die Gierrate G und/oder die Kamera- Daten KD, nicht genau bzw. detailliert genug sind, um die Basislänge L zu ermitteln. Dies kann dann der Fall sein, wenn der Stillstand SS des Fahrzeu ges 1 erkannt wurde oder eine Fahrzeug-Geschwindigkeit v1 , die geringer ist als ein Geschwindigkeits-Grenzwert vt, vorliegt.

Bei einer Ansteuerung des Aktoriksystems 8 wird die Kamera 4 unmit telbar oder mittelbar bewegt und dadurch an unterschiedliche Standpunkte SP1 , SP2 gebracht, so dass die Umgebung U in mindestens zwei unter schiedlichen Bildern B1 , B2 abgebildet werden kann. Damit kann das SfM- Verfahren wie oben beschrieben ausgeführt werden. Um dabei die Basislän ge L zu ermitteln, greift die Steuereinheit 5 auf einen Verstellweg W zurück, um den die Kamera 4 von dem Aktoriksystem 8 zwischen den beiden Stand punkten SP1 , SP2 verstellt wird. Der Verstellweg W wird vom Aktoriksystem 8 an die Steuereinheit 5 übermittelt. Die Steuereinheit 5 kann den Verstell weg W der Aktorikeinheit 8 also ergänzend in den Odometrie-Daten DD be rücksichtigen, um die Basislänge L zu ermitteln.

Als Aktoriksysteme 8 kommen unterschiedliche Systeme im Fahrzeug 1 in Betracht, die in Fig. 1a beispielhaft schematisch für ein einteiliges Fahr zeug 1 dargestellt sind, die aber an Teilfahrzeugen 2, 3 von mehrteiligen Fahrzeugen 1 ebenso zum Einsatz kommen können. Beispielsweise kann die Kamera 4 an einem Kamera-Verstellsystem 9 mit einem oder mehreren Stellmotor(en) 9a oder Pneumatikzylinder(n) 9b oder Hydraulikzylinder(n) 9c oder elektrischen Servozylinder(n) 9d oder vergleichbar wirkende Aktoren angeordnet sein, wobei das Kamera-Verstellsystem 9 so am Fahrzeug 1 be festigt ist, dass der Erfassungsbereich E wie gewünscht ausgerichtet ist. In dem Fall kann die Kamera 4 in die unterschiedlichen Standpunkte SP1 , SP2 gebracht werden, indem der oder die Stellmotor(en) 9a, Pneumatikzylinder 9b, Hydraulikzylinder 9c, Servozylinder(n) 9d bei Betätigung um einen be stimmten Verstellweg W verstellt werden.

Eine weitere Möglichkeit für ein aktives Aktoriksystem 8 ist ein aktives Luftfedersystem 10 (ECAS, Electronically Controlled Air Suspension), das in einem einteiligen Fahrzeug 1 bzw. bei einem mehrteiligen Fahrzeug 1 in einem Zugfahrzeug 2 bzw. auch in einem Anhänger 3, über als Federbälge ausgeführte Luftfedern 10a dafür sorgt, dass ein Fahrzeugaufbau 11 gegen über den Fahrzeugachsen 1b, 2b, 3b des Fahrzeuges 1 bzw. des Zugfahr zeuges 2 bzw. des Anhängers 3 in einer Höhe H verstellt, d.h. angehoben oder abgesenkt werden kann. Dazu kann ein Druck in den Luftfedern 10a gezielt angepasst werden. Dies kann dazu verwendet werden, eine optimale Federung unabhängig vom Straßenzustand oder vom Beladungszustand zu erreichen, eine Veränderung der Achslastverteilung dynamisch zu kompen sieren, ein Wanken oder Nicken während einer Kurvenfahrt zu vermeiden oder die Höhe H des Fahrzeugaufbaus 11 bei einem Ankuppelvorgang eines Zugfahrzeuges 2 an einen Anhänger 3 sowie bei Be- und Entladevorgängen, beispielsweise an einer Laderampe, anzupassen.

Ist die jeweilige Kamera 4, 4a, 4b an dem Fahrzeugaufbau 11 des Fahrzeuges 1 bzw. des Zugfahrzeuges 2 bzw. des Anhängers 3 angeordnet, so kann durch eine gezielte Ansteuerung des aktiven Luftfedersystems 10 durch die Steuereinheit 5 eine Verstellung der Kamera 4 vorzugsweise in der Höhe H um einen Verstellweg W bewirkt werden, um diese an zwei unter schiedlichen Standpunkten SP1 , SP2 zu positionieren. Da dem aktiven Luft federsystem 10 der Verstellweg W bekannt ist und/oder dieser gemessen werden kann, kann dieser auch der Steuereinheit 5 übermittelt werden, so dass diese den von dem aktiven Luftfedersystem 10 bewirkten Verstellweg W in den Odometrie-Daten DD berücksichtigen kann, um die Basisläge L zu ermitteln.

Auf diese Weise kann die Steuereinheit 5 im Stillstand SS des Fahrzeu ges 1 eine Verstellung der jeweiligen Kamera 4 über das aktive Luftfedersys tem 10 anweisen, so dass auch darüber in einem SfM-Verfahren durch Tri angulation T die jeweilige Objekt-Informationen Ol zu mindestens einem Ob jektpunkt PPi ermittelt werden kann. Grundsätzlich kann die Steuereinheit 5 dabei auch bereits den Verstellweg W als Soll-Wert vorgeben, den das aktive Luftfedersystem 10 durch Veränderung des Druckes in den Luftfedern 10a einstellen soll. Um die Objektform OF oder die Objektkontur OC unskaliert durch Triangulation T zu ermitteln, kann der Verstellweg W (bzw. die Basis länge L) aber auch unberücksichtigt bleiben, beispielsweise wenn der Ver stellweg W nicht gemessen wird oder werden kann.

Neben einem aktiven Luftfedersystem 10 kann als weiteres aktives Ak- toriksystem 8 aber auch jedes vergleichbar wirkende aktive Fahrwerk- Verstellsystem 12 verwendet werden, das in der Lage ist, die Höhe H des Fahrzeugaufbaus 11 anzupassen und damit die daran angeordnete Kamera 4 gezielt an zwei unterschiedlichen Standpunkten SP1 , SP2 zu positionieren. Als aktives Aktoriksystem 8 ist aber auch ein Komponenten-Verstellsystem 13 möglich, das lediglich einen Teil bzw. eine Komponente des Fahrzeug aufbaus 11 , an dem die Kamera 4 befestigt ist, beispielsweise ein Führer haus 14, um den Verstellweg W anheben oder absenken kann. Als weitere Komponenten kommen beispielsweise auch Aerodynamik-Komponenten 15, beispielsweise Aerodynamik-Flügel oder Spoiler in Betracht, an denen eine Kamera 4 montiert werden kann und die aktiv verstellt werden können, um die Kamera 4 um einen Verstellweg W gezielt zu verstellen.

Damit gibt es eine Reihe von Möglichkeiten, die Kamera 4 aktiv und ge zielt an unterschiedlichen Standpunkten SP1 , SP2 zu positionieren, um zwei Bilder B1 , B2 von einem Objekt O aufzunehmen und daraus die jeweilige Objekt-Information Ol (skaliert oder unskaliert) für ein oder mehrere Objekt punkte PPi zu ermitteln.

Bezugszeichenliste (Teil der Beschreibung)

1 Fahrzeug

1a Rückseite des Fahrzeuges 1

1 b Fahrzeugachse des Fahrzeuges 1

2 Zugfahrzeug

2b Fahrzeugachse des Zugfahrzeuges 2

3 Anhänger

3b Fahrzeugachse des Anhängers 3

4 Kamera

42 Zugfahrzeug-Kamera

43 Anhänger-Kamera

5 Steuereinheit

6a aktiver Raddrehzahlsensor

6p passiver Raddrehzahlsensor

7 Antriebssystem

8 aktives Aktoriksystem

9 Kamera-Verstellsystem

9a Stellmotor

9b Pneumatikzylinder

9c Hydraulikzylinder

9d elektrischer Servozylinder 10 aktives Luftfedersystem (ECAS)

10a Luftfedern

11 Fahrzeugaufbau

12 Fahrwerk-Verstellsystem

13 Komponenten-Verstellsystem

14 Führerhaus

15 Aerodynamik-Komponente

A Abstand

B Bild

B1 erstes Bild

B2 zweites Bild

BA Bündelausgleich

BPi Bildpunkte

BP1i erster Bildpunkt

BP2i zweiter Bildpunkt

DD Odometrie-Daten dt zeitlicher Versatz

E Erfassungsbereich der Kamera

E2 erster Erfassungsbereich der Zugfahrzeug-Kamera

E3 zweiter Erfassungsbereich der Anhänger-Kamera

G Gierrate

H Höhe des Fahrzeugaufbaus

KD Kamera-Daten der Kamera

KD2 erste Kamera-Daten der Zugfahrzeug-Kamera

KD3 zweite Kamera-Daten der Anhänger-Kamera

L Basislänge

LW Lenkwinkel

M Merkmal

MP1 , MP2 Merkmalspunkt

ME Ecke (als Merkmal)

MK Kante (als Merkmal) O Objekt

OC Objektkontur

OD Objektdynamik

OF Objektform

Ol Objekt-Informationen

OKn n. Objektklasse

PB Bezugspunkt

PPi Objektpunkt

R Bewegungsrichtung

SA Aktorik-Signal

SP Standpunkt der Kamera 4

SP1 erster Standpunkt der Kamera

SP2 zweiter Standpunkt der Kamera

SR Raddrehzahl-Signale

SS Stillstand

T Triangulation

U Umgebung um das Fahrzeug 1 v1 Fahrzeug-Geschwindigkeit vO Objekt-Geschwindigkeit vt Geschwindigkeits-Grenzwert

W Verstellweg

Z Fahrzustand