Bekannte Vorrichtungen zur Bilddatenverarbeitung weisen eine Bilderfassungseinheit mit wenigstens einen Bildsensor auf, der ein Bild beispielsweise zeilenweise aufnimmt und die zei- lenweise gewonnenen Bilddaten sofort über einen Bilddatenbus an eine Bildsteuereinheit übermittelt. Einen solchen Bildsen- sor nennt man auch"Rolling Shutter"-Bildsensor. Die Bild- steuereinheit besteht meist aus einem ASIC oder einem FPGA, der die Bildsensordaten in Echtzeit aufbereitet und in einen Zwischenspeicher (z. B. DRAM) über einen 32 Bit Bus zwischen- speichert. Ein Mikrokontroller steuert den ASIC und die Da- tenübertragung in dem Bilddaten-Verarbeitungssystem. Der Mik- rokontroller wertet weiterhin die im Zwischenspeicher enthal- tenen Bilddaten aus. Der Mikrokontroller als Teil einer e- lektronischen Steuereinheit (ECU) beispielsweise für ein In- sassenschutzsystem führt schließlich Algorithmen zur Auswer- tung der empfangenen Bilddaten durch.

Bei bewegten Bildern steht im Beispielsfall der zeilenweise Bildaufnahme des Bildsensors für die Aufnahme ein nur be- grenzter Zeitraum zur Verfügung, da andernfalls das aufgenom- mene Bild"verwischen"würde. Daher müssen auch die gesamten Bilddaten innerhalb des begrenzten Zeitraums übertragen wer- den, was zu einem hohen Datenaufkommen führt.

Weiterhin ist ein erheblicher Speicherbedarf für die Bildda- ten erforderlich. Zur Lösung dieser Problematik ist bei- spielsweise aus der WO 02/41031 eine Vorrichtung zur Bildda- tenverarbeitung mit vorzugsweise zwei Bildsensoren bekannt,

die jeweils über eine sog. Sample & Hold-Vorrichtung verfü- gen. Ein derartiger Bildsensor kann zur Erfassung eines Bil- des für eine vorgebbare Bilderfassungsdauer aktiv geschaltet werden. Nach Erfassung eines Bildes können die aus einzelnen Pixel bestehenden Bilddaten eines erfassten Bildes direkt auf dem Bildsensorchip in einem Speicher, z. B. einem Kondensator, für eine vorgebare Speicherdauer zwischengespeichert werden.

Das Bild wird sozusagen im Bildsensor"eingefroren". Ein der- artig ausgebildeter Bildsensor ist vorzugsweise auf CMOS- Technologie aufgebaut und wird auch als"Synchronized Shut- ter"-Bildsensor bezeichnet.

Die eingefrorenen und auf den Bildsensoren gespeicherten Bilddaten werden von einem Steuergerät ausgelesen. Die Ausle- serate der Bilddaten aus den Bildsensoren kann dabei an die Verarbeitungsgeschwindigkeit des Mikrocontrollers im Steuer- gerät angepasst werden.

Die Bereitstellung von Bildern oder Bildsequenzen im oder au- ßerhalb eines Kraftfahrzeuges wird durch eine Reihe von Re- striktionen bzw. Bedingungen erschwert. Insbesondere müssen eine oder mehrere Bilderfassungseinheiten unter allen Licht- bedingungen zuverlässig arbeiten. Dazu ist bekannt, neben der Bilderfassungseinheit zusätzlich eine Beleuchtungseinheit vorzusehen, die zwecks Beleuchtung des zu erfassenden Bildbe- reiches beispielsweise sehr intensive und kurze (IR-= Infra- rot-) Lichtpulse mit einer im nahen Infrarotbereich liegenden Wellenlänge (> 800 nm) aussendet, um z. B. Fahrer und Beifah- rer nicht abzulenken oder zu stören. Dies geschieht insb. während der aktiv geschalteten Bildsensoren. Der negative Einfluss des zusätzlich vom Umgebungslicht herrührenden Lichtanteils, beispielsweise durch starkes Sonnenlicht, ist dabei reduzierbar, wenn die Bilderfassungsdauer gleich oder in der Größenordnung der Dauer des Lichtpulses ist. Für eine gute Ausleuchtung werden gegenwärtig eine große Anzahl von IR-LEDs benötigt. Gegebenfalls wird auch eine Streuscheibe o- der eine speziell berechnete Optik vor die LEDs gesetzt.

Durch möglichst kurze Belichtungszeiten im Bereich von bei- spielsweise 50us bis maximal 2 ms ist auch ein Bild mit be- wegten Objekten scharf erfassbar. Die maximale zulässige Ge- schwindigkeit der Objekte im zu erfassenden Bildbereich, bei der ein noch scharfes Bild erfassbar ist, hängt von der maxi- malen Dauer des Lichtpulses und dem zeitlichen Abstand der Lichtpulse voneinander ab. Dabei beleuchtet vorzugsweise je- der Lichtpuls ein Bild. Die Beleuchtung erfolgt somit nicht ununterbrochen, sondern ist mit den Aufnahmen der Bilderfas- sungseinheit synchronisiert und erfolgt vorzugsweise nur, wenn das Fremdlicht von außen nicht ausreicht. Die LEDs schi- cken also nur Lichtpulse, auch als IR-Blitze bezeichnet, aus, wenn es nötig ist und wenn die Bilderfassungseinheit gerade ein Bild aufnimmt. Diese LEDs können so gleichzeitig den IR- Pass realisieren.

Weiterhin muss die interessierende Szene trotz beengtem Bau- raum und ggf. ungünstigen räumlichen Anordnungen gut ausge- leuchtet werden und die durch zusätzliche Beleuchtung entste- hende Verlustleistung bzw. Wärme darf der Elektronik des Ge- samtsystems nicht schaden. Wenn die Beleuchtungseinheit aber im gleichen Gehäuse wie die Bilderfassungseinheit mit ihren Bildsensoren und der Auswerteelektronik untergebracht ist, führt das dazu, dass die elektronischen Komponenten sich ge- genseitig erwärmen, und somit nur eine relativ geringe Einsatztemperatur des Systems erreicht werden kann. Bei dem Wärmeproblem wird versucht durch gute und zumeist kostenin- tensive Kühlmaßnahmen wie LEDs auf Aluminiumboards (FR4 on Alu, Flex on Alu, oder dergleichen) und durch gute Bauelemen- te mit geringer Verlustleistung und hohem Temperatureinsatz- bereich das Problem zu beherrschen.

Schließlich kommt hinzu, dass eine Beleuchtungseinheit, wel- che die gleiche Ausrichtung wie die Bilderfassungseinheit hat, für ein bildverarbeitendes Verfahren, welches vornehm- lich auf der Auswertung von Kantenstrukturen optimiert ist, ungünstig ist, da es kaum Schattenwürfe gibt.

Aufgabe der Erfindung ist, eine verbesserte Vorrichtung nebst Verfahren zum Erfassen eines Objektes oder einer Person, ins- besondere im Innenraum eines Kraftfahrzeuges, anzugeben, wel- che vorgenannte Nachteile wesentlich vermindert.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Pa- tentansprüche gelöst. Vorteilhafte Aus-und Weiterbildungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden können, sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Die Erfindung zum Erfassen eines Objektes oder einer Person, beispielsweise im Innenraum eines Kraftfahrzeuges, mit we- nigstens einer Beleuchtungseinheit, die Lichtpulse zwecks Be- leuchtung eines zu erfassenden Bildbereiches aussendet ; und einer Bilderfassungseinheit, welche wenigstens einen Bildsen- sor umfasst, welcher die von einem Objekt oder einer Person im Bildbereich reflektierten Lichtpulse aufnimmt und die Bildinformationen des Objektes erfasst ; wobei wenigstens eine Beleuchtungseinheit von der Bilderfassungseinheit räumlich getrennt im oder am Kraftfahrzeug angeordnet wird ; zeichnet sich dadurch aus, dass von getrennt angeordneter Beleuch- tungseinheit und Bilderfassungseinheit die eine Einheit einen Lichtwellensender, welcher Steuerlichtpulse zum Zwecke der Synchronisation bzw. Ansteuerung der Einheiten aussendet, und die andere Einheit einen Lichtwellenempfänger, welcher die Steuerlichtpulse empfängt. Dabei kann in vorteilhafter Weise sowohl ein wärmetechnisch günstiger Ort wie auch ein günsti- ger Ort zur Beleuchtung der interessierenden Szene gewählt werden.

Vorzugsweise ist zwischen Lichtwellensender und Lichtwellen- empfänger die Anordnung eines Lichtwellenleiter zwecks Über- tragung der Steuerlichtpulse vorgesehen.

Soweit die mitunter recht aufwendige Verlegung eines festen Kabels zu vermeiden ist, wird hierzu alternativ vorgeschla- gen, am Lichtwellensender und am Lichtwellenempfänger Über

tragungsmittel für eine kabellose Übertragung der Steuer- lichtpulse vorgesehen.

Erfindungsgemäß bevorzugt ist der Lichtwellensender Bestand- teil der Bildererfassungseinheit. Dies hat zum Vorteil, dass eine Beleuchtung nicht ununterbrochen sondern mit den Aufnah- men der Bilderfassungseinheit synchronisiert erfolgen kann, insb. in Hinblick darauf, wenn die Bilderfassungseinheit ge- rade ein Bild aufnimmt.

Um eine hohe Sicherheit gegenüber Fremdlichtpulsquellen und Fehlauslösung einer Beleuchtung zu erreichen ist es vorteil- haft, wenn der Steuerlichtpuls mittels Signal moduliert bzw. mittels eines geeigneten Modulationsverfahren codiert über- tragen wird.

Erfindungsgemäß bevorzugt sind Steuerlichtpulse mit einer im nahen Infrarotbereich liegenden Wellenlänge vorgesehen. Dies hat zum Vorteil, dass weder Fahrer noch Beifahrer oder andere Insassen im Kraftfahrzeug oder Verkehrsteilnehmer außerhalb des Kraftfahrzeuges abgelenkt oder gestört werden.

Zwecks Verbesserung des Schattenwurfs ist die Beleuchtungs- einheit erfindungsgemäß bevorzugt auf die interessierende Person bzw. das interessierende Objekt ausgerichtet und im Verhältnis zur Bilderfassungseinheit unter einem Winkel a an- geordnet, welcher zwecks Vermeidung all zu große Dunkelflä- chen, beispielsweise im Gesicht eines Insassen, vorzugsweise 0° bis 45° oder bzw. (beim auch möglichen Einsatz mehrerer Beleuchtungseinheiten auch) und 135° bis 180° beträgt, wobei letztgenannter Winkelbereich in vorteilhafter Weise Gegen- lichteffekte auszunutzen vermag. Beide Anordnungsvarianten, welche freilich auch kumuliert zum tragen kommen können, ha- ben insbesondere eine verbesserte Ausleuchtung zum Vorteil.

Vorzugsweise ist die Stromversorgung der Beleuchtungsein- heit (en) von der Bilderfassungseinheit autark, so dass auch die Verlustleistung vollkommen von der Bilderfassungseinheit

herausgenommen ist, was in vorteilhafter Weise die Eingangs erwähnte Wärmeproblematik minimiert.

Schließlich wird vorgeschlagen, eine eventuelle Zeitverschie- bung von Beleuchtungs-und Bildaufnahmezeitpunkt durch zeit- lich früheres Aussenden der Steuerlichtpulse auszugleichen.

Mit der vorliegenden Erfindung können in vorteilhafter Weise geringe Platzverhältnisse, wie sie für Kraftfahrzeugsanwen- dungen typisch sind, einfacher gelöst werden. Zudem erlaubt die vorliegende Erfindung eine bessere Kantendetektion durch Schattenwürfe der Beleuchtungseinheit an Strukturen und Ob- jekten im Innen-und/oder Außenraum eines Kraftfahrzeuges.

Schließlich ist eine einfachere Adaption an verschiedene "Carlines"oder Autotypen ermöglicht. Die vorliegende Erfin- dung eignet sich daher nicht nur insbesondere für Insassen- schutzsysteme moderner Kraftfahrzeuge, sondern für alle kraftfahrzeugbezogene Videosysteme mit aktiver IR- Beleuchtung.

Zusätzliche Einzelheiten und weitere Vorteile der Erfindung werden nachfolgend an Hand bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung beschrieben.

Darin zeigen schematisch : Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erfassen ei- nes Objektes oder einer Person im Innenraum eines Kraftfahrzeuges ; und Fig. 2 die erfindungsgemäße Vorrichtung in Anlehnung an Fig. 1 in einem vergrößerten Detailausschnitt.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erfassen eines Objektes oder einer Person 2, insb. im Innenraum eines Kraftfahrzeuges 1. Zur Vorrichtung zählt wenigstens eine Bil

derfassungseinheit 6, welche beispielsweise zwischen Fahrer- 12 und Beifahrersitz 13 im Dachhimmel des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet ist. Die Bilderfassungseinheit 6 steht mit einer Beleuchtungseinheit 3 in Wirkverbindung, welche erfindungsge- mäß räumlich getrennt von der Bilderfassungseinheit 6 im Kraftfahrzeug 1 angeordnet ist, beispielsweise im Dachhimmel benachbart der A-Säule oder in dieser oder an anderer geeig- neter Stelle wie am Innenrückspiegel, benachbart der Wind- schutzscheibe oder dergleichen (nicht dargestellt). Zwecks Verbesserung des Schattenwurfs ist die Beleuchtungseinheit 3 auf die Person bzw. das Objekt 2 ausgerichtet und im Verhält- nis zur Bilderfassungseinheit 6 unter einem Winkel a angeord- net, welcher unter Nutzung von Gegenlichteffekten vorzugswei- se 135'bis 180'betragen kann und in Fig. 1 beispielhaft mit 140° gewählt wurde. Soweit zweckdienlich können auch weitere Beleuchtungseinheiten (nicht dargestellt) vorgesehen werden.

Die Stromversorgung der Beleuchtungseinheit (en) 3 von der Bilderfassungseinheit 6 erfolgt bevorzugt autark.

Zum Zwecke der Synchronisation bzw. Ansteuerung der Einheiten 3 und 6 ist zwischen Bilderfassungseinheit 6 und Beleuch- tungseinheit 3 beispielsweise ein Lichtwellenleiter 11 ange- ordnet (in der linken Hälfte von Fig. 1 dargestellt). Alter- nativ hierzu und besonders bevorzugt erfolgt eine Synchroni- sation zwischen den Einheiten 3 und 6 kabellos (in der rech- ten Hälfte von Fig. 1 dargestellt) mit Hilfe geeigneter Mit- tel 8 und 9 zum übertragen von Steuerlichtimpulsen 10.

Die Bilderfassungseinheit 6 umfasst wenigstens einen Bildsen- sor 7 (in der rechten Hälfte von Fig. 1 dargestellt). Bevor- zugt sind jedoch Bilderfassungseinheiten 6 mit zwei Bildsen- soren 7 vorgesehen (in der linken Hälfte von Fig. 1 darge- stellt). Derartige Bilderfassungseinheiten 6 werden auch als Stereokameras bezeichnet. Indem die optischen Achsen der Bildsensoren 7 einer Stereokamera 6 einen vorgebbaren Abstand aufweisen, kann in vorteilhafter Weise ein Stereobild bzw. ein 3D-Bild von z. B. beweglichen Objekten 2 aufgenommen wer

den und zur weiteren Datenverarbeitung an einem Mikrocontrol- ler (nicht dargestellt) zur Auswertung übermittelt werden.

Mit Hilfe von Algorithmen können anschließend die Abstände der Objekte bzw. Personen 2 zu den Bildsensoren 7 ermittelt werden.

Fig. 2 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung in Anlehnung an Fig. 1 in einem vergrößerten Detailausschnitt. Zwecks Verbes- serung des Schattenwurfs ist die Beleuchtungseinheit 3 auf die Person bzw. das Objekt 2 ausgerichtet und im Verhältnis zur Bilderfassungseinheit 6 wiederum unter einem Winkel a an- geordnet, welcher Alternativ oder kumulativ zu Fig. 1 bevor- zugt 0° bis 45° betragen kann und in Fig. 2 beispielhaft mit 40° gewählt wurde. Vorzugsweise vermag allein die Beleuch- tungseinheit 3 Lichtpulse 4 zwecks Beleuchtung eines zu er- fassenden Bildbereichs 5 auszusenden. Es sei jedoch ange- merkt, dass Kombinationen der erfindungsgemäßen Anordnung von Bilderfassungs-6 und Beleuchtungseinheiten 3 auch mit be- kannten Bilderfassungsvorrichtungen nicht ausgeschlossen sind, insb. je nach Fahrzeugtyp oder spezieller Anwendung weitere Beleuchtungseinheiten im bzw. am Kraftfahrzeug 1 und/oder in oder benachbart der Bilderfassungseinheit 6 zweckdienlich sein können (nicht dargestellt). Zudem sei her- vorgehoben, dass die vorliegende Erfindung auch für fahrzeug- bezogene sog. Außenraum-Applikationen zweckdienlich Anwendung finden kann.

In Fig. 2 deutlich zu sehen ist zudem, wie erfindungsgemäß die Bilderfassungseinheit 6 einen Lichtwellensender 8 auf- weist, welcher Steuerlichtpulse 10 zum Zwecke der Synchroni- sation bzw. Ansteuerung der Einheiten 3 und 6 aussendet. Kor- respondierend dazu weist die Beleuchtungseinheit 3 einen Lichtwellenempfänger 9 auf, welcher die Steuerlichtpulse 10 empfängt. Die kabellose Übertragung der Steuerlichtpulse 10 erfolgt über einen Lichtwellensender 8 bzw. Lichtwellenemp- fänger 9, wobei vorzugsweise Steuerlichtpulse 10 mit einer im nahen Infrarotbereich (IR) liegenden Wellenlänge (> 800 nm)

vorgesehen sind, welche zur Vermeidung von Fehlauslösungen o- der zum Schutz gegen Fremdinfrarotquellen wie die der Be- leuchtungseinheit 3, von Ent-bzw. Verriegelungssystemen oder dergleichen, vorzugsweise moduliert und/oder codiert übertra- gen werden. Sollte zwischen Bildaufnahme und Beleuchtung ein eventuelle Laufzeitverschiebung auszugleichen sein, kann die- ses beispielsweise durch zeitlich früheres Aussenden der Steuerlichtpulse erfolgen.

Mit der vorliegenden Erfindung können in vorteilhafter Weise geringe Platzverhältnisse im oder am Kraftfahrzeug 1 einfa- cher gelöst werden. Zudem erlaubt die vorliegende Erfindung eine bessere Kantendetektion durch Schattenwürfe der Beleuch- tungseinheit 3 an Strukturen und Objekten 2 im Innen- und/oder Außenraum eines Kraftfahrzeuges 1. Schließlich ist eine einfachere Adaption an verschiedene Carlines"oder Au- totypen ermöglicht. Die vorliegende Erfindung eignet sich da- her nicht nur insbesondere für Insassenschutzsysteme moderner Kraftfahrzeuge 1, sondern für alle kraftfahrzeugbezogene Vi- deosysteme mit aktiver IR-Beleuchtung.