Fahrerassistenz Bildaufnehmer mit hohem Dynamikbereich für Nachtsichtsysteme

Bildgebende Fahrerassistenzsysteme zur Verbesserung der Sichtbarkeit von Fahrbahn und Hindernissen bei Nacht können das Unfallrisiko entscheidend senken. Das nachfolgend beschriebene Nachtsichtsystem kombiniert in ein und demselben Bildaufnehmer die WDR-Technologie (Wide Dynamic Range) mit einem bis ins nahe Infrarot (NIR) ausgedehnten Empfindlichkeitsbereich sowie mit Farbwiedergabe.

Schlechte Sichtverhältnisse bei Dunkelheit erhöhen das Unfallrisiko erheblich, wenn zum Beispiel Fahrbahnverhältnisse falsch eingeschätzt oder Hindernisse nicht erkannt werden. Aktive Fahrerassistenzsysteme mit Videounterstützung können die Sichtbarkeit der Straßenverhältnisse verbessern. Die Bilder werden dabei entweder auf einem Display im Kombiinstrument dargestellt oder per Software analysiert, um Warnhinweise zu generieren oder in die Bedienung des Fahrzeugs einzugreifen.

Als Front-End für diese Systeme kommen Videokameras zum Einsatz, die in der Lage sein müssen, Details wie Ort, Form, Größe, Helligkeit und Farbe von Objekten unter allen Bedingungen zuverlässig zu erfassen.

Die visuelle Erfassung des Verkehrsgeschehens bei Dunkelheit stellt nicht nur für den Menschen, sondern auch für Kameras eine große Herausforderung dar. Oft ist der Sichtbereich auf die Leuchtweite der Scheinwerfer begrenzt. Der Dynamikbereich einer Szene, also das Helligkeitsverhältnis zwischen den Lichtquellen und den von ihnen angeleuchteten Objekten, übersteigt bei weitem die Fähigkeiten linearer CMOS-Bildaufnehmer. Das Scheinwerferlicht entgegenkommender Fahrzeuge beeinträchtigt sowohl die Fähigkeit des Auges als auch die einer Kamera, dunklere Details auf der Fahrbahn oder Hindernisse zu erkennen. Werden diese Einzelheiten wegen des unzureichenden Dynamikbereichs der Kamera nicht erfasst, können sie auch mithilfe nachträglicher Bildaufbereitung nicht mehr regeneriert werden. Da die Entwicklung von Videokameras für Automotive-Anwendungen kostengetrieben ist, muss klar festgelegt werden, welche Grenzwerte in Bezug auf die Empfindlichkeit, den Signal-Rausch-Abstand und den Dynamikbereich keinesfalls unterschritten werden dürfen.