Was ist eine Onboard-Kamera?
Eine Onboard-Kamera ist ein Gerät, das in der Regel in ein Fahrzeug eingebaut wird, um während der Fahrt Bilder und Daten zu erfassen.
Es gibt verschiedene Formen und Funktionen von Onboard-Kameras, aber ihre Hauptaufgabe besteht darin, den Fahrer beim sicheren Fahren zu unterstützen und die Situation um das Fahrzeug herum zu beurteilen. Darüber hinaus bieten einige fortschrittliche Modelle auch erweiterte Fahrerassistenzfunktionen wie Hinderniserkennung, Spurhalteassistent und automatische Einparkhilfe.
Onboard-Kameras sind somit ein wesentliches Element zur Verbesserung der Fahrzeugsicherheit und spielen eine Schlüsselrolle bei der Verwirklichung weiterer automatisierter Fahrtechnologien. Für Konstrukteure und Einkäufer in der Automobilindustrie ist die Auswahl und Integration der richtigen Onboard-Kamera ein Schlüsselfaktor bei der Entwicklung der nächsten Fahrzeuggeneration.
Anwendungen von Onboard-Kameras
Aufgrund ihrer Funktionalität und Vielseitigkeit sind Onboard-Kameras zu einem wichtigen Bestandteil moderner Fahrzeuge geworden und werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt.
1. Einparkhilfe
Das Einparken ist einer der sensibelsten Aspekte des Autofahrens und bedeutet für den Fahrer oft Stress. Onboard-Kameras sind ein wichtiges Hilfsmittel für sicheres und gefahrloses Rückwärts- und Parallelparken. Sie bieten Ansichten von hinten und oben und helfen dem Fahrer, den Abstand zwischen dem Fahrzeug und der Umgebung genau zu bestimmen.
2. Unfallaufzeichnung
Onboard-Kameras sind ein zuverlässiges Instrument zur Aufzeichnung von Unfall- oder Kollisionsmomenten. Sie können bei späteren Versicherungsansprüchen oder Polizeiberichten ein sehr wertvolles Beweismittel sein. Die Aufnahmen von Onboard-Kameras sind oft notwendig, um die Ursache und die Verantwortung für einen Unfall zu ermitteln.
3. Fahrtenbücher
Onboard-Kameras sind auch für die Aufzeichnung des täglichen Fahrverhaltens nützlich. Dies kann zur Analyse und Verbesserung der Fahrgewohnheiten oder zum Schutz des Fahrers im Falle eines bestimmten Vorfalls oder Problems genutzt werden.
4. Überwachung im Fahrzeug
Onboard-Kameras werden auch zur Überwachung von Fahrzeugen eingesetzt, um Diebstähle und Einbrüche zu verhindern. Sie werden auch zur Aufzeichnung des Fahrerverhaltens im Taxi- und Lieferdienstgewerbe und zur Überwachung des Fahrgastverhaltens in Szenarien verwendet, in denen Fahrzeuge gemeinsam genutzt werden.
5. als Teil von ADAS (Advanced Driver Assistance Systems)
Schließlich können Onboard-Kameras als Teil eines fortschrittlichen Fahrerassistenzsystems (ADAS) eingesetzt werden. Dazu gehören Funktionen wie Spurverlassenswarnung, Vorwärtskollisionswarnung und Fußgängererkennung. Diese Systeme sind so konzipiert, dass sie die Reaktionszeit des Fahrers ergänzen und Unfälle verhindern.
Funktionsweise der Onboard-Kameras
Es gibt zwei Arten von Onboard-Kamerasystemen: monokulare Kamerasysteme und Stereokamerasysteme.
1. monokulare Kamerasysteme
Monokulare Kamerasysteme berechnen den Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug oder Fußgänger auf der Grundlage der vertikalen Pixelposition der von einer einzigen Kamera erfassten Bildkoordinaten. Monokulare Kameras haben den Vorteil, dass sie kostengünstig und klein sind, haben aber den Nachteil, dass sie eine große Fehlerspanne aufweisen. Die Genauigkeit von monokularen Kameras hat sich jedoch in den letzten Jahren mit der Entwicklung der Bildverarbeitungstechnologie verbessert.
2. Stereokamerasystem
Stereokamerasysteme verwenden zwei Kameras, um Objekte zu erkennen. Wie das menschliche Auge nutzt es das Prinzip der Triangulation, das auf der Parallaxe der Abbildungsposition beruht: Aus dem Abstand zwischen den beiden Kameras, den Brennweiten der Kameras und der Parallaxe wird die Entfernung zum Objekt mit der Triangulationsmethode gemessen und der gesamte Bildschirm kann als dreidimensionales Bild erfasst werden.
Die Entfernungsmessung mit Stereokameras erfolgt mit einem vierstufigen Algorithmus: Vorverarbeitung wie Verzerrungskorrektur und Normalisierung der Bildhelligkeit, Bildtransformation für den Abgleich, Abgleich zur Disparitätsschätzung und Triangulation. Zu den Matching-Algorithmen gehören verschiedene Matching-Methoden, wie die SGM-Methode (Semi Global Matching), die die Disparität in Bereichen ohne Bildmuster schätzt, und die SAD-Methode (Sum of Absolute Difference), die zuverlässige Daten ohne Daten in Bereichen ohne Bildmuster verwendet. Es stehen verschiedene Abgleichsmethoden zur Verfügung, z. B.:
Arten von Onboard-Kameras
Es gibt eine Vielzahl von Onboard-Kameras, je nach Funktion und Anwendung. Die wichtigsten Typen sind folgende:
1. Frontkameras
Sie werden am vorderen Teil des Fahrzeugs angebracht, um die Sicht nach vorn zu verbessern. Sie erkennt Hindernisse, Fahrspuren, Ampeln, Fußgänger usw. auf der Straße und liefert dem Fahrer Informationen; sie funktioniert als Teil des ADAS-Systems und trägt zur Kollisionsvermeidung und zum automatisierten Fahren bei.
2. Rückfahrkamera
Die Rückfahrkamera ist am Heck des Fahrzeugs angebracht und erfasst rückwärtige Bereiche, die im Rückspiegel nur schwer zu erkennen sind. Dies erhöht die Sicherheit beim Einparken erheblich.
3. Seitenansichtskamera
Sie wird an der Seite des Fahrzeugs angebracht und deckt tote Winkel ab. Diese Kamera verbessert die Sicht in toten Winkeln, die beim Fahrspurwechsel oder an Kreuzungen schwer zu erfassen sind.
4. Rundum-Kamerasystem
Mehrere Kameras sind an verschiedenen Stellen des Fahrzeugs installiert, um einen 360°-Blick auf das gesamte Fahrzeug zu ermöglichen. Dies erleichtert das Einparken und Manövrieren auf engem Raum.