用于对车辆的内部摄像头执行颜色校准的方法和装置与流程

本发明涉及一种用于对车辆的内部摄像头执行颜色校准的方法。本发明还涉及一种用于对车辆的内部摄像头执行颜色校准的装置。

背景技术：

1、车辆的内部摄像头可实现多种功能，从监控车辆驾驶员的注意力到识别车辆中另外的乘员和物体。然而，内部摄像头的有效性在很大程度上取决于其在变化的光线条件下提供精确且可靠的图像信息的能力。在本文意义上，车辆尤其是机动车、如乘用车或载重汽车。

2、de102022001562a1公开了一种用于动态校准摄像头的方法。在该方法中，使用布置在车辆内部空间中的标准化物体、材料和构件形状作为动态校准的参考以执行白平衡。

3、从de102022119259a1中已知一种方法，其中，对车辆内部摄像头执行白平衡和颜色校正。在该方法中使用车辆内部空间的座舱特征，这些座舱特征起到预定义色卡的功能，例如车辆座椅的座椅套的颜色。

4、de102018220597a1公开了一种用于车辆的光学传感器的自校准的方法。该方法使用车辆内部或车辆外部的预定校准点。这些校准点应尽可能对于乘员不可见。例如校准点是红外标记。

技术实现思路

1、本发明的任务是提供一种用于对车辆的内部摄像头执行颜色校准的方法和装置，其相对于已知的现有技术得到改进。

2、该任务通过一种具有权利要求1的特征的方法以及一种具有独立装置权利要求的特征的装置来解决。有利的扩展方案在从属权利要求中给出。

3、在所提出的用于对车辆的内部摄像头执行颜色校准的方法中，由内部摄像头检测至少一个图像。所述图像包括布置在车辆内部空间中的至少一个参考元件的成像。所述参考元件主动发射具有已知颜色的光或者被布置在车辆内部空间中的至少一个光源用具有已知颜色的光照射。由内部摄像头生成相应于所述图像的图像数据。由处理单元接收并处理图像数据，以确定与参考元件相关的颜色信息。此外，由处理单元在考虑已知颜色和所确定的颜色信息的情况下执行内部摄像头的颜色校准。

4、通过所提出的方法确保由内部摄像头拍摄的图像具有高色彩保真度和色彩精度，且与车辆内部空间中变化的光线条件无关。因此，内部摄像头可以独立于外部影响（如变换的日光或人工照明）精确地检测图像信息。为了能够实现比目前已知更精确的更准确的颜色校准，所提出的方法使用由车辆自身光源产生的、具有已知颜色的光。该车辆自身光源可以是参考元件本身，例如布置在车辆内部空间中且位于内部摄像头的检测区域内的led元件。如果发射具有已知颜色的光的光源不在内部摄像头的检测区域中，则可以将车辆内部空间的被光源照射的元件、尤其是表面用作参考元件。例如光源是车顶内衬的间接照明。光源本身在由摄像头检测的图像中不可见，但被照射的车顶内衬可见，在这种实施方式中被照射的车顶内衬形成参考元件。虽然材料例如可能褪色并由此改变其颜色，但由参考元件或光源发出的光的颜色即使在较长时间内也不会改变。因此，使用具有已知颜色的光作为参考相比于使用非自发光材料（例如布置在车辆内部空间中的色卡）是有利的。

5、在该方法中，可以使用两个或更多个参考元件。每个参考元件分别主动发射具有已知颜色的光或者被布置在车辆内部空间中的至少一个光源用具有已知颜色的光照射。具有已知颜色的光优选包括来自光学波长范围的光。

6、在一种实施方式中，参考元件布置在车辆内部空间内部的对于坐在车辆座椅中的车辆乘员不可见的位置处。优选地，参考元件布置在车辆内部空间内部的对于坐在驾驶员座椅中的车辆驾驶员不可见的位置处。例如参考元件可以布置在方向盘的背向车辆驾驶员的一侧。由于内部摄像头对准车辆的乘员，因此对于乘员不可见的位置对于内部摄像头而言往往又是非常可见的。此外，通过这种布置降低了参考元件被乘员遮挡的风险。因此，该方法可以特别可靠地执行。此外，如此布置的参考元件不会破坏车辆内部空间的整体美学印象，这使得这种布置对车辆制造商特别有吸引力。

7、在另一种实施方式中，参考元件是车辆内部空间的照明元件，其主动发射具有已知颜色的光。参考元件例如可以是布置在侧门中、中控台上或车顶内衬中的光源。这类光源在现代车辆中通常已经原厂安装并且具有已知的颜色特性。因此，这些光源可以特别简单地用作参考元件，而无需为此在车辆内部空间中进行复杂的改装。因此该方法可被特别简单地执行。

8、在另一种实施方式中，参考元件是车辆的显示元件，其主动发射具有已知颜色的光。显示元件例如可以是组合仪表、组合仪表的组成部分（例如速度表或转速表）、信息娱乐显示器、布置在中控台的区域中的中央信息显示器、在驾驶舱的区域中的警告灯或在车辆内部空间中的另外的显示器。显示元件通常也已经原厂安装并且具有已知的颜色特性。正如照明元件一样，这些显示元件因此可以特别简单地用作参考元件，从而该方法可被特别简单地执行。

9、在另一种实施方式中，参考元件是车辆的显示器。该显示器可以显示参考图案，以主动发射具有已知颜色的光。图像包括参考图案的成像。尤其是，处理单元操控显示器以显示参考图案。由显示器显示的参考图案包括至少一个具有已知颜色的元素，使得显示器发射具有已知颜色的光。例如，显示器可以显示一个已知颜色的矩形作为参考图案。

10、在另一种实施方式中，使用内部摄像头检测乘员图像，该乘员图像包括至少一个车辆乘员的成像。由内部摄像头生成相应于乘员图像的乘员图像数据。由处理单元基于乘员图像数据确定车辆乘员的视线当前是否朝向参考元件。参考元件仅在确定车辆乘员的视线当前未朝向参考元件时才主动发射已知颜色的光。优选地，确定包括车辆的车辆驾驶员的成像的乘员图像。因此，在这种实施方式中确定车辆驾驶员的视线当前是否朝向参考元件。在该实施方式中，仅在车辆乘员当前未看向参考元件时才将参考元件用于内部摄像头的颜色校准。因此避免了车辆乘员因内部摄像头的颜色校准而分心并提高了交通安全性。优选地，在当前实施方式中参考元件是车辆的显示元件。例如仅在车辆驾驶员未看向显示器时，处理单元才操控车辆的显示器以显示参考图案。显示元件通常在车辆的驾驶舱中承担重要功能，例如其向车辆驾驶员显示重要信息。由于仅在车辆乘员当前未看向参考元件时才将显示元件用于内部摄像头的颜色校准，因此进一步减少了分心。此外，不会向车辆乘员隐瞒重要信息。

11、在另一种实施方式中，参考元件被内部光源用具有已知颜色的光照射。参考元件可以具有参考图案，该参考图案包括至少一个具有另外的已知颜色的元素。内部摄像头的颜色校准可以在额外考虑所述另外的已知颜色的情况下执行。参考元件尤其是车辆内部空间的表面，例如车顶内衬或座椅表面。参考图案优选是被染成所述另外的已知颜色的表面。光源例如是车辆内部空间的直接或间接照明，其发射可预定颜色的光。此类光源和具有参考图案的表面在大多数车辆中已经原厂安装。因此，该方法不需要在车辆内部空间中进行改变并且因此可被特别简单地执行。

12、在另一种实施方式中，使用内部摄像头或另外的光学传感器确定位于车辆外部的至少一个外部光源的光色。内部摄像头的颜色校准可以在额外考虑外部光源的光色的情况下执行。外部光源（例如人工光源、如路灯或作为自然光源的太阳）可能使参考元件的颜色印象失真。通过在内部摄像头的颜色校准中考虑外部光源的光色，颜色校准可以更精确地进行。例如从已知颜色中减去外部光源的光色，以便能够更精确地执行内部摄像头的颜色校准。

13、在另一种实施方式中，作为颜色校准，执行内部摄像头的白平衡和/或颜色校正。内部摄像头的精确白平衡和细致的颜色校正对于最小化由车辆内部空间中不同照明条件而引起的在内部摄像头拍摄的图像中的颜色失真至关重要。这些措施确保了准确的颜色再现并且改进了例如基于图像的驾驶员辅助系统的可靠性，以及向乘员或其他人员提供内部摄像头的图像的功能的质量（例如视频电话）。

14、本发明还涉及一种用于对车辆的内部摄像头执行颜色校准的装置。该装置包括至少一个布置在车辆内部空间中的参考元件。所述参考元件主动发射具有已知颜色的光。替代地，所述参考元件被布置在车辆内部空间中的至少一个光源用具有已知颜色的光照射。该装置还包括内部摄像头，该内部摄像头布置和构造用于检测包括参考元件的成像的至少一个图像并生成相应于图像的图像数据。此外，该装置包括处理单元，该处理单元构造用于接收并处理图像数据。处理单元还构造用于基于图像数据确定与参考元件相关的颜色信息并在考虑已知颜色和所确定的颜色信息的情况下执行内部摄像头的颜色校准。

15、该装置尤其是可以包括两个或更多个参考元件，所述参考元件分别主动发射具有已知颜色的光或者被布置在车辆内部空间中的至少一个光源用具有已知颜色的光照射。该装置具有与所要求保护的方法相同的优点。尤其是可以用针对该方法的从属权利要求的特征来扩展该装置。此外，可以用在本文中结合该装置描述的特征来扩展上述方法。