DE102015112103A1 - Detection device for detecting fog for a motor vehicle - Google Patents

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Mario Schmitt
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Detektionsvorrichtung zur Nebelerkennung (1) für ein Kraftfahrzeug (5) aufweisend: eine im Frontbereich des Kraftfahrzeugs (5) angeordnete optoelektronische Nebelsensorvorrichtung (3), die ausgebildet ist, einen Raumbereich (4) mit wenigstens einem ersten optischen Sendesignal (6) zu beaufschlagen und aus diesem Raumbereich (4) ein reflektiertes Empfangssignal (7) zu detektieren, und in Abhängigkeit der Stärke des Empfangssignals (7) ein elektrisches Signal zu Erzeugen, wobei die detektierten Empfangssignale mit Lichtintensitäten korrelieren; wenigstens ein weiterer Sensor (2), welcher zur Detektion von Daten über den Fahrzeugbetriebszustand und/oder zur Detektion von Klimadaten der unmittelbaren Kraftfahrzeugumgebung vorgesehen ist; Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Auswerteeinheit unter Berücksichtigung der ermittelten Daten über den Fahrzeugbetriebszustand und/oder der Klimadaten der unmittelbaren Kraftfahrzeugumgebung festlegt, ob das Empfangssignal (7) ein Störsignal oder ein Nutzsignal ist.The invention relates to a detection device for detecting fog (1) for a motor vehicle (5) comprising: an optoelectronic fog sensor device (3) arranged in the front region of the motor vehicle (5), which is designed to have a spatial region (4) with at least one first optical transmission signal (6 ) and to detect a reflected received signal (7) from this spatial region (4) and to generate an electrical signal as a function of the strength of the received signal (7), the detected received signals correlating with light intensities; at least one further sensor (2), which is provided for the detection of data on the vehicle operating condition and / or for the detection of climate data of the immediate automotive environment; The invention is characterized in that an evaluation unit, taking into account the determined data on the vehicle operating state and / or the climate data of the immediate motor vehicle environment determines whether the received signal (7) is an interference signal or a useful signal.

Description

Die Erfindung betrifft eine Detektionsvorrichtung zur Nebelerkennung gemäß dem Oberbegriff des Anspruch 1. The invention relates to a detection device for detecting fog according to the preamble of claim 1.

Optoelektronische Sensoreinrichtungen (Lidar, „Light Detecting and Ranging”), insbesondere laser-basierte Systeme ermöglichen die Erkennung von Objekten in einer Entfernung von über 100m vom Kraftfahrzeug mit einer relativ hohen Messgenauigkeit und sind bereits Stand der Technik. Solche Sensoreinrichtungen finden Anwendung zur Verbesserung des Fahrkomforts und zur Erhöhung der Sicherheit, wie beispielswiese ein Spurwechselassistent, ein Stauassistent, eine Überwachung des Totenwinkels, ein Kreuzungsassistent und eine Precrashsensorik. Abhängig von der jeweiligen Anwendung wird die Sensoreinrichtung in dem Kraftfahrzeug eingebaut.Optoelectronic sensor devices (Lidar, "Light Detecting and Ranging"), in particular laser-based systems allow the detection of objects at a distance of over 100 m from the motor vehicle with a relatively high accuracy and are already state of the art. Such sensor devices are used to improve driving comfort and to increase safety, such as a lane change assistant, a traffic jam assistant, a blind spot monitoring, an intersection assistant and a precrash sensor system. Depending on the particular application, the sensor device is installed in the motor vehicle.

Aus US 5 118 180 A ist ein Verfahren und eine Einrichtung für die Bestimmung der Sichtweite eines Fahrers bei Nebel oder anderen Störeinflüssen bekannt. Dabei ist eine Sende-Empfangseinrichtung im Frontbereich eines Fahrzeugs angeordnet, die als Entfernungsmesser fungiert. Eine Serie von Messstrahlen wird von dem Entfernungsmesser auf unterschiedliche Meßbereiche der Straßenoberfläche gerichtet. Die von der Straßenoberfläche rückgestreute Strahlung wird messtechnisch erfasst. Wenn sich die Witterungsbedingungen, beispielsweise durch Nebel oder andere Störeinflüsse ändern, ändert sich die Charakteristik des zurückgestreuten Signals oder es wird gar kein Streusignal empfangen. Der Fahrer wird durch ein akustisches oder optisches Warnsignal auf eine Gefahrensituation aufmerksam gemacht.Out US 5 118 180 A A method and apparatus for determining the visibility of a driver in the event of fog or other disturbances is known. In this case, a transceiver is arranged in the front region of a vehicle, which acts as a rangefinder. A series of measuring beams is directed by the rangefinder to different measuring areas of the road surface. The backscattered radiation from the road surface is detected metrologically. If the weather conditions change, for example due to fog or other disturbing influences, the characteristic of the backscattered signal will change or no stray signal will be received. The driver is alerted to a dangerous situation by an acoustic or visual warning signal.

Aus US 5 206 698 A ist eine Sensoreinrichtung für die Erfassung atmosphärischer Störungen bekannt. Die Sensoreinrichtungen hat einen Sender für linearpolarisierte Strahlung, einen Empfänger mit einer ersten Empfangseinrichtung, welche die Intensität der rückgestreuten Strahlung aus dem Sendestrahlkegel in dessen Polarisationsebene und senkrecht dazu misst, und mit einer zweiten Empfangseinrichtung, welche die Intensität der rückgestreuten Strahlung aus einem ringförmigen Raumbereich außerhalb des Sendekegels misst und eine Auswerteeinrichtung zur Auswertung der gemessenen Signale, um feststellen zu können, ob in einem zu ermittelnden Abstand eine Nebel-, Schnee- oder Regenwand oder ein festes Sichthindernis vorhanden ist. Die Art des Sichthindernisses, sowie dessen Abstand von der Lidareinrichtung werden in einer Anzeige angezeigt. Die Lidareinrichtung lässt sich als Abstandswarngerät in einem Kraftfahrzeug einsetzen, und, im Zusammenhang mit einer Datenverarbeitungseinrichtung und einem Tachometer, welches die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs misst, dazu verwenden, dass je nach dem aus den gemessenen Daten bestimmten Umgebungsbedingungen eine optimale Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs durch eine Einwirkung auf das Antriebs- und/oder Bremssystem erreicht wird.Out US 5,206,698 A a sensor device for the detection of atmospheric disturbances is known. The sensor device has a transmitter for linearly polarized radiation, a receiver with a first receiving device, which measures the intensity of the backscattered radiation from the transmission beam cone in its plane of polarization and perpendicular thereto, and with a second receiving device, which measures the intensity of the backscattered radiation from an annular space region outside measures the transmission cone and an evaluation device for evaluating the measured signals in order to determine whether a fog, snow or rain wall or a fixed visual obstacle is present in a distance to be determined. The type of visual obstruction, as well as its distance from the lidar device are displayed in an advertisement. The lidar device can be used as a distance warning device in a motor vehicle, and, in connection with a data processing device and a tachometer, which measures the speed of the motor vehicle to use, depending on the environmental conditions determined from the measured data an optimal speed of the motor vehicle by an action on the drive and / or braking system is achieved.

Aus US 5 987 152 A ist ein Verfahren zur Ermittlung der Sichtweite, insbesondere für die Bewegung eines Kraftfahrzeugs bekannt. Bei dem Verfahren werden die von einer optoelektronischen Aufnahmeeinrichtung aufgenommenen Originalbilder in Bildmerkmale transformiert, die Orte von definierten Helligkeitsänderungen in den Originalbildern kennzeichnen. Über eine Entfernungsbestimmung der Bildmerkmale relativ zu der optoelektronischen Aufnahmeeinrichtung und einer anschließenden Filterung der Entfernungswerte wird die aktuelle Sichtweite eines Fahrzeugführers oder eines auf Bildverarbeitung basierenden Sensorsystems ermittelt. Der Vorteil gegenüber herkömmlichen aktiven Verfahren besteht darin, dass ohne aktiven Sender zusätzlich zu Transmissionen in der Atmosphäre der echte Sehobjektkontrast in die Ermittlung der Sichtweite einfließt.Out US 5 987 152 A is a method for determining the visibility, in particular for the movement of a motor vehicle known. In the method, the original images taken by an optoelectronic recording device are transformed into image features that identify locations of defined brightness changes in the original images. Determining the distance of the image features relative to the optoelectronic recording device and a subsequent filtering of the distance values, the current visibility of a vehicle driver or an image processing based sensor system is determined. The advantage over conventional active methods is that without active transmitter in addition to transmissions in the atmosphere, the real Sehobjektkontrast flows into the determination of the visibility.

Die vorstehend beschriebenen Systeme sind jedoch anfällig für eine Detektion von Störsignalen, die fälschlicherweise als Nebel detektiert werden, so dass es zu einer unbegründet ausgelösten Warnmeldung kommen kann. Dieses Problem tritt insbesondere auf, wenn der von der Detektionsvorrichtung zu überwachende und damit beaufschlagte Raumbereich vergleichsweise groß oder nicht abgeschlossen ist. Beispielsweise können Empfangssignale durch die Reflexion an vorausfahrenden Kraftfahrzeugen, an Brücken, in Tunneln, an über der Fahrbahn befindliche Schildern, oder durch über der Fahrbahn befindliche Äste ausgelöst werden und nicht verlässlich von einem durch Nebel ausgelösten Signal unterschieden werden. Auch wird in den vorstehend beschriebenen Systemen nicht verlässlich zwischen einer Sichtweiteneinschränkung durch Regen und einer Sichtweiteneinschränkung durch Nebel unterschieden. Diese verlässliche Unterscheidung ist jedoch beispielsweise für eine automatische Regelung der Nebelschlussleuchte notwendig, da eine fälschlicherweise eingeschaltete Nebelschlussleuchte das nachfolgende Kraftfahrzeug blenden kann und somit das Unfallrisiko möglicherweise erhöht.However, the systems described above are susceptible to detection of spurious signals that are mistakenly detected as fog, so that an unfounded warning message may occur. This problem occurs in particular if the space area to be monitored by the detection device and thus acted upon is comparatively large or incomplete. For example, reception signals can be triggered by the reflection on vehicles in front, on bridges, in tunnels, on signs located above the roadway, or by branches located above the roadway and can not reliably be distinguished from a signal triggered by fog. Also, in the systems described above, it is not reliably discriminated between a visibility restriction by rain and a visibility restriction by fog. However, this reliable distinction is necessary, for example, for an automatic regulation of the rear fog lamp, as a mistakenly switched rear fog lamp can dazzle the following motor vehicle and thus possibly increases the risk of accidents.

Diese Nachteile entdeckend, ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Detektionsvorrichtung zur Nebelerkennung bereitzustellen die einen Nebelzustand zuverlässiger von einem Nicht-Nebelzustand unterscheiden kann.Discovering these disadvantages, it is the object of the present invention to provide a fog detection detection device which can distinguish a fog condition more reliably from a non-fog condition.

Diese Aufgabe wird durch eine Detektionsvorrichtung zur Nebelerkennung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, sowie durch ein Verfahren gemäß dem nebengeordneten Verfahren gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Detektionsvorrichtung zur Nebelerkennung sind jeweils Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung, insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren, charakterisiert und spezifiziert die Erfindung zusätzlich.This object is achieved by a detection device for detecting fog with the features of claim 1, as well as by a method according to the independent method. Advantageous embodiments of the detection device for Fog detection are each the subject of the dependent claims. It should be noted that the features listed individually in the claims can be combined with each other in any technologically meaningful manner and show further embodiments of the invention. The description, in particular in connection with the figures, additionally characterizes and specifies the invention.

Die Erfindung betrifft eine Detektionsvorrichtung zur Nebelerkennung, wobei die Detektionsvorrichtung erfindungsgemäß eine optoelektronische Nebelsensorvorrichtung umfasst, die ausgebildet ist, einen Raumbereich mit wenigstens einem ersten optischen Sendesignal zu beaufschlagen und aus diesem Raumbereich ein reflektiertes Empfangssignal zu detektieren. Somit ist die Nebelsensorvorrichtung als Reflexionslichtschranke, auch offene Lichtschranke genannt, ausgebildet. Die Detektionsvorrichtung zur Nebelerkennung ist bevorzugt im Frontbereich des Kraftfahrzeugs angeordnet und noch bevorzugter ist die Detektionsvorrichtung zur Nebelerkennung hinter der Frontscheibe im Fahrzeuginnenraum angeordnet. The invention relates to a detection device for detecting fog, wherein the detection device according to the invention comprises an optoelectronic fog sensor device which is designed to apply a spatial region to at least a first optical transmission signal and to detect a reflected reception signal from this spatial region. Thus, the fog sensor device as a reflection light barrier, also called open light barrier is formed. The detection device for detecting fog is preferably arranged in the front region of the motor vehicle, and more preferably the detection device for detecting fog is arranged behind the windshield in the vehicle interior.

Ein optisches Sendesignal im Sinne der Erfindung ist beispielsweise ein gepulster oder ein kontinuierlicher LASER-Strahl, bevorzugt ist das optische Sendesignal auch ein gepulstes oder ein kontinuierliches durch eine Leuchtdiode (LED) erzeugtes Licht. Bevorzugt liegt das optische Sendesignal im infraroten Spektralbereich, noch bevorzugter im nahinfraroten Spektralbereich. An optical transmission signal in the sense of the invention is for example a pulsed or a continuous laser beam, preferably the optical transmission signal is also a pulsed or a continuous light generated by a light-emitting diode (LED). The optical transmission signal is preferably in the infrared spectral range, more preferably in the near-infrared spectral range.

Der beaufschlagte Raumbereich wird durch die Anordnung des Senders und des Empfängers bzw. der Anordnung von deren Abstrahl- bzw. Empfangscharakteristik vorgegeben. Der Sender und der Empfänger sind dabei so angeordnet, dass wenigstens eine Teilüberlappung vorhanden ist. Bevorzugt sind die Sende- und Empfangscharakteristik so ausgerichtet, dass der beaufschlagte Raumbereich mit zunehmender Entfernung sich ins Unendliche fortsetzt, weil beispielsweise die Hauptabstrahlrichtung des Senders und die Hauptempfangsrichtung des Senders, auch als deren optische Achsen bezeichnet, parallel zueinander verlaufen oder sich unter einem spitzen Winkel von weniger als 10° schneiden. The applied space area is determined by the arrangement of the transmitter and the receiver or the arrangement of their emission or reception characteristics. The transmitter and the receiver are arranged so that at least a partial overlap is present. Preferably, the transmission and reception characteristics are aligned so that the area of space impinges with increasing distance to infinity, for example, because the main emission of the transmitter and the main receiving direction of the transmitter, also referred to as their optical axes, parallel to each other or at an acute angle cut less than 10 °.

Der beaufschlagte Raumbereich ergibt sich folglich aus der Konjunktion des optischen Empfangsprofils des Empfängers und des optischen Strahlprofils des Senders. Die Verbindungsline zwischen dem geometrischen Mittelpunkt des beaufschlagten Raumbereichs und dem geometrischen Mittelpunkt zwischen Sender und Empfänger gibt die resultierende Detektionsrichtung vor. The applied spatial area is therefore the result of the conjunction of the optical reception profile of the receiver and the optical beam profile of the transmitter. The connecting line between the geometric center of the applied spatial area and the geometric center between transmitter and receiver predetermines the resulting detection direction.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Sender und der Empfänger so ausgerichtet sind, dass deren optische Achsen parallel verlaufen oder sich unter einem spitzen Winkel mit einem Winkelbetrag von weniger als 10°, bevorzugt weniger als 5°, noch bevorzugter weniger als 3° schneiden.It is preferably provided that the transmitter and the receiver are aligned so that their optical axes are parallel or intersect at an acute angle with an angle of less than 10 °, preferably less than 5 °, more preferably less than 3 °.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung sind der Sender und der Empfänger so ausgerichtet, dass deren optische Achsen im Bereich unmittelbar am Sender und Empfänger einen Abstand von weniger als 20cm, bevorzugt weniger als 15cm, noch bevorzugter weniger als 10cm aufweisen. Beispielsweise sind Sender und Empfänger auf einer gemeinsamen Leiterplatte angeordnet. Beispielsweise sind Sender und Empfänger voneinander entfernt, mit einem dazwischen liegenden Luftausströmer oder Rückspiegelfuß angeordnet.According to a preferred embodiment, the transmitter and the receiver are aligned so that their optical axes in the area directly on the transmitter and receiver have a distance of less than 20cm, preferably less than 15cm, more preferably less than 10cm. For example, transmitter and receiver are arranged on a common circuit board. For example, emitter and receiver are spaced apart, with an air vent or rear mirror base in between.

Die Detektionsvorrichtung zur Nebelerkennung ist bevorzugt so angeordnet, dass deren Detektionsrichtung senkrecht zu einer Tangentialebene der Frontscheibe steht, um unerwünschte Reflexionen des optischen Sendesignals beim Durchgang durch die Frontscheibe zu verringern, die ansonsten zu einer zusätzlichen Verminderung des Empfangssignals führen. The detection device for detecting fog is preferably arranged so that its detection direction is perpendicular to a tangential plane of the windscreen to reduce unwanted reflections of the optical transmission signal when passing through the windscreen, which otherwise lead to an additional reduction of the received signal.

Befindet sich in dem beaufschlagten Raumbereich Materie wie beispielsweise Nebel bzw. sehr kleine Wassertropfen, Partikel, Schilder, Tunnelwände, Äste oder ähnliche Objekte wird das durch den Sender eingestrahlte Sendesignal reflektiert. Abhängig von den Reflektionseigenschaften der in dem beaufschlagten Raumbereich befindlichen Materie wird das optische Sendesignal reflektiert. Bei der erfindungsgemäßen Detektion von Nebel wird das durch den optischen Sender eingestrahlte Sendesignal umso stärker reflektiert desto dichter der Nebel ist, d.h. die von dem Empfänger, als Empfangssignal, detektierten Lichtintensitäten werden folglich größer, je dichter der Nebel ist. Erfindungsgemäß wird Abhängig von der Stärke des Empfangssignals ein elektrisches Signal zur weiteren Analyse an die Auswerteeinheit ausgegeben.If matter such as, for example, fog or very small drops of water, particles, signs, tunnel walls, branches or similar objects is present in the area acted upon, the transmitted signal irradiated by the transmitter is reflected. Depending on the reflection properties of the matter in the applied space, the optical transmission signal is reflected. In the detection of fog according to the present invention, the more the fog is transmitted, the more dense the transmission signal radiated by the optical transmitter. the light intensities detected by the receiver, as a received signal, consequently become larger the closer the fog is to the fog. According to the invention, an electrical signal is output to the evaluation unit for further analysis, depending on the strength of the received signal.

Der erfindungsgemäß beaufschlagte Raumbereich befindet sich bevorzugt vor dem Kraftfahrzeug. In dem beaufschlagten Raumbereich können beispielsweise Schilder, Tunnel, Brücken oder über der Fahrbahn befindliche Äste ein Störsignal auslösen. Ein Störsignal im Sinne der Erfindung ist folglich ein über dem Hintergrundrauschen (Baseline) liegendes Empfangssignal, welches nicht auf einem Nebelzustand beruht. Ein Nutzsignal im Sinne der Erfindung ist hingegen ein Empfangssignal, welches auf einem Nebelzustand beruht. Zur Festlegung ob das Empfangssignal ein Nutzsignal oder ein Störsignal ist, werden die detektierten Empfangssignale unter Berücksichtigung der Daten über den Fahrzeugbetriebszustand und/oder unter Berücksichtigung der Klimadaten der unmittelbaren Kraftfahrzeugumgebung möglichst sofort also in Echtzeit, beispielsweise in weniger als einiger Dekaden Millisekunden in einer Auswerteeinheit analysiert und bewertet. The space area acted on according to the invention is preferably located in front of the motor vehicle. Signs, tunnels, bridges or branches located above the roadway, for example, can trigger an interference signal in the area of the space acted upon. An interference signal in the sense of the invention is consequently a reception signal lying above the background noise (baseline), which is not based on a fog condition. A useful signal in the sense of the invention, however, is a received signal, which is based on a fog state. To determine whether the received signal is a useful signal or an interference signal, the detected received signals, taking into account the data on the Vehicle operating state and / or taking into account the climate data of the immediate motor vehicle environment as soon as possible in real time, for example, analyzed and evaluated in less than a few decades milliseconds in an evaluation.

In einer Ausgestaltung erfolgt die Festlegung des Empfangssignals auf ein Nutzsignal anhand eines Schwellwertes: Liegt das Empfangssignal oberhalb einer vorgegebenen Schwelle zur Nebeldetektion, wird ein Nebelzustand detektiert und beispielsweise ein Warnsignal an den Kraftfahrzeugführer ausgegeben und/oder die Fahrzeugelektronik nutzt das Detektionsergebnis um basierend darauf die Fahrzeugaußenbeleuchtung zu steuern.In one embodiment, the reception signal is set to a useful signal based on a threshold value: If the received signal is above a predetermined threshold for fog detection, a fog condition is detected and, for example, a warning signal issued to the motor vehicle driver and / or the vehicle electronics uses the detection result based on the vehicle exterior lighting to control.

Erfindungsgemäß wird die Schwelle zur Nebeldetektion entsprechend der jeweiligen Daten über den Fahrzeugbetriebszustand und/oder der jeweiligen Klimadaten der unmittelbaren Kraftfahrzeugumgebung angepasst. Die Festlegung der Schwelle zur Nebeldetektion erfolgt dabei bevorzugt dynamisch, d.h. die Schwelle zur Nebeldetektion wird beispielsweise entsprechend der permanent neu gewonnenen Daten ständig aktualisiert und angepasst. According to the invention, the threshold for fog detection is adapted according to the respective data on the vehicle operating state and / or the respective climate data of the immediate motor vehicle environment. The determination of the threshold for nebular detection preferably takes place dynamically, i. For example, the threshold for fog detection is constantly updated and adjusted in accordance with the data that is constantly being acquired.

Bevorzugt können die Daten über den Fahrzeugbetriebszustand beispielsweise die Geschwindigkeit, die Wischgeschwindigkeit des Scheibenwischers, die Uhrzeit, die Jahreszeit, die Verwendung der Scheinwerfer, die Verwendung der Nebelschlussleuchte, mittels GPS übermittelte geographische Koordinaten mit den in den Karten des Navigationsgeräts befindliche Informationen über beispielsweise Gewässer oder Tunnel korreliert werden, umfassen. Preferably, the data about the vehicle operating state, for example, the speed, the wiper speed of the windshield wiper, the time, the season, the use of the headlights, the use of the rear fog light, transmitted via GPS geographic coordinates with the information contained in the maps of the navigation device, for example, water or Tunnel correlate include.

Bevorzugt können die Klimadaten der unmittelbaren Kraftfahrzeugumgebung beispielsweise die Temperatur, die Luftfeuchtigkeit, den Luftdruck, die Regenmenge oder die Helligkeit umfassen. Bevorzugt werden die Klimadaten der unmittelbaren Kraftfahrzeugnähe in Relation zu der Uhrzeit, der Jahreszeit sowie zu den geographischen Koordinaten gesetzt. The climate data of the immediate automotive environment may preferably include, for example, the temperature, the atmospheric humidity, the air pressure, the amount of rain or the brightness. Preferably, the climate data of the immediate vicinity of the motor vehicle is set in relation to the time of day, the season and the geographic coordinates.

Bei beispielsweise starkem Regen wird das auf der Fahrbahn befindliche Wasser als Gischt durch voranfahrende Kraftfahrzeuge aufgewirbelt. Diese Gischt besteht aus sehr kleinen Wassertropfen und ergibt ein Empfangssignal welches dem Empfangssignal eines Nebelzustandes entsprechen könnte. Bevorzugt wird unter Verwendung eines weiteren Sensors, beispielsweise eines Regensensors permanent die Regenmenge bestimmt und entsprechend der Regenmenge der Schwellwert zur Nebeldetektion angepasst. D.h. bei einer sehr großen Regenmenge wird der Schwellwert hoch gesetzt und bei einer geringen Regenmenge wird der Schwellwert herabgesetzt. Durch diese Anpassung des Schwellwertes wird die Sensitivität der optoelektronischen Nebelsensorvorrichtung entsprechend der detektierten Regenmenge angepasst und somit eine fälschliche Nebeldetektion von Gischt vermieden.For example, in heavy rain, the water on the road is whirled up as spray by leading vehicles. This spray consists of very small drops of water and gives a received signal which could correspond to the received signal of a fog condition. Preferably, using a further sensor, for example a rain sensor, the amount of rain is determined permanently and adjusted according to the amount of rain, the threshold for fog detection. That if the amount of rain is very large, the threshold is set high, and if the amount of rain is small, the threshold is lowered. As a result of this adaptation of the threshold value, the sensitivity of the optoelectronic fog sensor device is adapted in accordance with the amount of rain detected and thus a false fog detection of spray is avoided.

Der beaufschlagte Raumbereich liegt bevorzugt oberhalb des für Straßen vorgegebenen Lichtraumprofils, so dass sich eventuell voranfahrende Kraftfahrzeuge unterhalb des beaufschlagten Raumbereichs befinden. Zudem schneidet die resultierende Detektionsrichtung die Fahrbahnebene, bevorzugt in einem Winkelbereich von bevorzugt 30°–90°, noch bevorzugter in einem Winkelbereich von 30°–80° und meist bevorzugt in einem Winkelbereich von 30°–60°. Wobei der Winkelbereich bevorzugt so zu wählen ist, dass der beaufschlagte Raumbereich möglichst weit vor dem Kraftfahrzeug liegt, wobei die resultierende Detektionsrichtung jedoch möglichst keinen Schnittpunkt mit einem vorausfahrenden Kraftfahrzeug aufweist. Eine Nebeldetektion in einem so vorgegebenen Raumbereich ermöglicht es den Nebel vor dem Fahrzeug zu detektieren, ohne ein Störsignal von vorrausfahrenden Kraftfahrzeugen zu erhalten. Der Kraftfahrzeugführer kann folglich frühzeitig gewarnt werden und das Fahrverhalten entsprechend anpassen, beispielsweise kann die Geschwindigkeit reduziert werden.The impacted area of space is preferably above the specified clearance for the road, so that possibly leading vehicles are below the applied space. In addition, the resulting detection direction intersects the roadway plane, preferably in an angular range of preferably 30 ° -90 °, more preferably in an angular range of 30 ° -80 ° and most preferably in an angular range of 30 ° -60 °. Whereby the angle range is preferably to be selected such that the applied space area lies as far as possible in front of the motor vehicle, wherein the resulting detection direction, however, has as far as possible no intersection with a vehicle traveling in front. A fog detection in such a predetermined space area allows the fog to be detected in front of the vehicle without receiving an interference signal from preceding vehicles. The motor vehicle driver can therefore be warned early and adjust the driving behavior accordingly, for example, the speed can be reduced.

Die Daten über den Fahrzeugbetriebszustand werden in einer weiteren Ausgestaltung bevorzugt über den, ohnehin im Kraftfahrzeug, verfügbaren Daten-Bus gewonnen und an die Auswerteeinheit weitergegeben, d.h. es können auch von der Detektionsvorrichtung zur Nebelerkennung unabhängige Sensoren in die Auswerteeinheit eingebunden werden. In a further refinement, the data about the vehicle operating state are preferably obtained via the data bus, which is already available in the motor vehicle, and forwarded to the evaluation unit, i. it is also possible to integrate sensors independent of the detection device for detecting fog into the evaluation unit.

Bevorzugt ist die Auswerteeinheit in der optoelektronische Nebelsensorvorrichtung integriert. The evaluation unit is preferably integrated in the optoelectronic fog sensor device.

Die erfindungsgemäße Detektionsvorrichtung zur Nebelerkennung umfasst ferner eine Möglichkeit zu Speicherung der detektierten Empfangssignale und auch der gemessenen Daten über den Fahrzeugbetriebszustand und/oder der Klimadaten der unmittelbaren Kraftfahrzeugumgebung. Die Daten werden beispielsweise jeweils mit den entsprechenden geographischen Koordinaten und der Zeit gespeichert, so dass sowohl der zeitlichen Verlauf als auch der Verlauf der Daten entlang der Strecke abrufbar ist. Die gespeicherten Daten können beispielsweise so hinterlegt sein, dass die Daten bei erneutem Abfahren der gleichen Strecke wieder verfügbar sind.The detection device according to the invention for detecting fog further includes a possibility for storing the detected received signals and also the measured data on the vehicle operating state and / or the climate data of the immediate automotive environment. The data are stored, for example, in each case with the corresponding geographical coordinates and the time, so that both the time course and the course of the data along the route can be called up. The stored data can for example be deposited so that the data is available again when the same route is traveled again.

Bevorzugt wird der zeitliche und/oder räumliche Verlauf des Empfangssignals für eine zusätzlich Unterscheidung zwischen einem Nebelzustand und einem Nicht-Nebelzustand verwendet. Dazu wird der zeitliche und/oder räumliche Verlauf in der Auswerteeinheit charakterisiert. Beispielsweise ist ein langsam ansteigender zeitlicher und/oder räumlicher Verlauf des Empfangssignals charakteristisch für einen Nebelzustand und ein stufenförmiger Anstieg charakteristisch für einen Tunnel. Ein stufenförmiger zeitlicher und/oder räumlicher Verlauf ist ein Verlauf in welchem das detektierte Signal innerhalb einer vorgegebenen Strecke oder Zeitspanne von einem niedrigeren Niveau auf ein höheres Niveau bzw. von einem höheren Niveau auf ein niedrigeres Niveau springt. Das Signal steht dabei exemplarisch für das Empfangssignal bzw. für entsprechende Daten über den Fahrzeugbetriebszustand bzw. für entsprechende Klimadaten der unmittelbaren Kraftfahrzeugumgebung. Bevorzugt ist die vorgegebene Strecke weniger als 10m, noch bevorzugter weniger als 8m lang und die bevorzugte Zeit entspricht der Zeit in welcher die bevorzugte Strecke bei der aktuellen Geschwindigkeit zurückgelegt wird. So läge die vorgegebene Zeitspanne beispielsweise bei einer Geschwindigkeit von 72 km/h bevorzugt bei 500ms und noch bevorzugter bei 400ms. Preferably, the temporal and / or spatial course of the received signal is used for an additional distinction between a fog state and a non-fog state. For this purpose, the temporal and / or spatial course in the evaluation unit is characterized. For example, a slowly increasing temporal and / or spatial Characteristic of the received signal characteristic of a fog state and a step-like rise characteristic of a tunnel. A stepwise temporal and / or spatial course is a course in which the detected signal jumps from a lower level to a higher level or from a higher level to a lower level within a predetermined distance or time span. The signal stands by way of example for the received signal or for corresponding data on the vehicle operating state or for corresponding climate data of the immediate automotive environment. Preferably, the predetermined distance is less than 10m, more preferably less than 8m, and the preferred time is the time in which the preferred distance is traveled at the current speed. For example, at a speed of 72 km / h, the predetermined time would be 500 ms and more preferably 400 ms.

Beispielsweise ist der zeitliche und/oder räumliche Verlauf des von einem Tunnel reflektierten Empfangssignals stufenförmig. Das detektierte Empfangssignal liegt im Falle einer Tunneldetektion aber mit großer Wahrscheinlichkeit oberhalb der Schwelle zur Nebeldetektion. Bei alleiniger Berücksichtigung der Stärke des Empfangssignals würde somit fälschlicherweise ein Nebelzustand detektiert werden. Ein stufenförmiger Verlauf des Empfangssignals ist jedoch nicht charakteristisch für einen Nebelzustand, somit wird ein Nebelzustand im Falle eines stufenförmigen Anstiegs des Empfangssignals durch die Auswerteeinheit ausgeschlossen. For example, the temporal and / or spatial course of the received signal reflected by a tunnel is step-shaped. The detected received signal is in the case of a tunnel detection but with high probability above the threshold for fog detection. If only the strength of the received signal is taken into account, a mist condition would thus be erroneously detected. However, a step-shaped course of the received signal is not characteristic of a fog state, thus a fog state is excluded in the case of a step-like rise of the received signal by the evaluation unit.

Bevorzugt wird ein Tunnel über die Änderung des Helligkeitswertes detektiert und so eine fälschliche Detektion eines Nebelzustandes vermieden. Fällt der Helligkeitswert über einen vorgegebenen Zeitspanne bzw. über eine vorgegebene Strecke unter eine Schwelle von bevorzugt 20%, noch bevorzugter 15% und meist bevorzugt von 10% des zuvor gemessen Helligkeitswertes, so wird ein Tunnel detektiert. Die Auswerteeinheit schaltet dann in einen Tunnelmodus “Auto fährt gerade durch einen Tunnel“ und die Nebelmessung pausiert. Die Tunnelerkennung mittels eines Helligkeitssensors findet insbesondere am Tag Anwendung. Preferably, a tunnel is detected via the change of the brightness value and thus a false detection of a fog state is avoided. If the brightness value falls below a threshold of preferably 20%, more preferably 15% and most preferably 10% of the previously measured brightness value over a predetermined period of time or over a predetermined distance, a tunnel is detected. The evaluation unit then switches to a tunnel mode "Car is driving through a tunnel" and the fog measurement is paused. The tunnel detection by means of a brightness sensor is used in particular on the day.

Der Tunnelmodus wird verlassen, wenn es plötzlich, d.h. stufenförmig wieder hell wird, d.h. der Helligkeitswert übersteigt eine vorgegebene Zeitspanne bzw. über eine vorgegebene Strecke einen vorgegebenen Schwellwert. Bevorzugt liegt der Schwellwert zwischen 40% und 60% noch bevorzugter zwischen 45% und 55% und meistbevorzugt bei 50% des vor der Tunneldetektion detektierten Helligkeitswertes. The tunnel mode is exited when it suddenly, i. gradually becomes bright again, i. the brightness value exceeds a predetermined time span or over a predetermined distance a predetermined threshold value. Preferably, the threshold is between 40% and 60%, more preferably between 45% and 55%, and most preferably 50% of the brightness value detected prior to tunnel detection.

Bevorzugt wird die im Tunnelmodus zurückgelegte Entfernung, beispielsweise durch einen Zähler, bevorzugt über das, ohnehin im Kraftfahrzeug, verfügbare Daten-Bus bestimmt. Wird eine vorher festgelegte Entfernung überschritten, so wird der Tunnelmodus wieder abgeschaltet und somit vermieden, dass die Nebelsensorvorrichtung fälschlicherweise pausiert. Preferably, the distance covered in the tunnel mode is determined, for example, by a counter, preferably via the data bus available in the motor vehicle anyway. If a predetermined distance is exceeded, the tunnel mode is switched off again, thus avoiding that the fog sensor device falsely pauses.

Bevorzugt wird ein erkannter Tunnel beispielsweise mit den geographischen Koordinaten und der Entfernung in einer Datenbank im Kraftfahrzeug und/oder Online hinterlegt. Diese Daten können bei wiederholtem Abfahren der Strecke verwendet werden, d.h. die aktuellen Daten werden mit den bereits gespeicherten Daten abgeglichen und so wird die Wahrscheinlichkeit einer fehlerhaften Tunnelerkennung durch wiederholtes Abfahren der Strecke zusätzlich verringert.Preferably, a recognized tunnel is deposited, for example, with the geographical coordinates and the distance in a database in the motor vehicle and / or online. These data can be used when the route is repeatedly traveled, i. the current data is compared with the already stored data and thus the probability of a faulty tunnel detection by repeatedly traversing the route is further reduced.

Zudem können weitere Daten zur Plausibilitätsanalyse herangezogen werden, beispielsweise können Online verfügbare Daten über die Region, wie der zeitliche Verlauf der Temperatur der letzten Tage mit der aktuellen und/oder der prognostizierten Temperatur abgeglichen werden. So kann beispielsweise bei starken Temperaturschwankungen schon vor der Detektion von Nebel eine Nebelwahrscheinlichkeit prognostiziert werden. Beispielsweise kann der zeitliche Temperaturverlauf für die zu passierenden Orte entsprechend der Eingabe im Navigationssystem zu Beginn der Fahrt heruntergeladen werden. Dies kann beispielsweise durch ein mit der Auswerteeinheit automatisch verbundenes zusätzliches Gerät wie beispielsweise einem Smartphone oder einer Smartwatch erfolgen oder durch eine im Kraftfahrzeug vorgesehene Internetverbindung. Zusätzlich können in der Auswerteeinheit besonders nebelgefährdete Strecken hinterlegt sein die mit der durch das Navigationssystem vorgeschlagenen Strecke abgeglichen wird, bzw. mit den aktuellen geographischen Koordinaten. Wird für die von dem Navigationssystem vorgegebene Strecke eine erhöhte Nebelwahrscheinlichkeit festgestellt, erfolgt bereits vor der Nebeldetektion eine Warnmeldung. Die Warnmeldung kann visuell und/oder akustisch und/oder haptisch erfolgen. Darüber hinaus können auch während der Fahrt Online verfügbare Daten heruntergeladen werden und/oder Daten von an der Strecke aufgestellten Nebelwarnanlagen verwendet werden. Die von dem Kraftfahrzeug während der Fahrt aufgenommenen Klimadaten können beispielsweise zusammen mit den geographischen Koordinaten in einer im Kraftfahrzeug hinterlegten Datenbank gesammelt werden und so zu einer verbesserten Prognose über die Wahrscheinlichkeit der Nebelentstehung entlang der Strecke führen. Zudem können beispielsweise die Koordinaten an denen tatsächlich Nebel detektiert worden ist und die dazugehörigen Daten, wie beispielsweise der Temperaturverlauf die Luftfeuchte, die Helligkeit usw. gespeichert und in einer Datenbank im Kraftfahrzeug hinterlegt werden. Diese Datenbank kann bei Zustimmung des Kraftfahrzeugführers auch Online gestellt werden und gegebenenfalls auch von anderen Verkehrsteilnehmern verwendet werden. Die im Kraftfahrzeug und/oder die Online hinterlegten Daten werden mit den Koordinaten des Fahrzeugs abgeglichen und können bei der Nebeldetektion bzw. bei der Warnung bei einer erhöhten Nebelwahrscheinlichkeit verwendet werden.In addition, further data can be used for the plausibility analysis, for example online available data about the region, such as the temporal course of the temperature of the last days with the current and / or the predicted temperature can be adjusted. For example, in the case of strong temperature fluctuations, a fog probability can be predicted even before the detection of fog. For example, the temporal temperature profile for the places to be passed can be downloaded in accordance with the input in the navigation system at the beginning of the journey. This can be done, for example, by an additional device automatically connected to the evaluation unit, such as a smartphone or a smartwatch, or by an Internet connection provided in the motor vehicle. In addition, particularly vulnerable routes can be deposited in the evaluation unit which is compared with the proposed by the navigation system route, or with the current geographical coordinates. If an increased fog probability is detected for the route predefined by the navigation system, a warning message already occurs before the fog detection. The warning message can be visual and / or audible and / or haptic. In addition, data available on-line during the journey can be downloaded and / or data from mist-warning systems set up on the route can be used. The climate data recorded by the motor vehicle while driving can, for example, be collected together with the geographical coordinates in a database stored in the motor vehicle and thus lead to an improved prognosis for the probability of mist formation along the route. In addition, for example, the coordinates at which fog has actually been detected and the associated data, such as the temperature profile of the Humidity, brightness, etc. stored and stored in a database in the vehicle. This database can also be put online with the approval of the motor vehicle driver and possibly also be used by other road users. The data stored in the motor vehicle and / or the online data are compared with the coordinates of the vehicle and can be used in the fog detection or warning at an increased fog probability.

Bevorzugt wird der zeitliche und/oder räumliche Verlauf des Empfangssignals analysiert und es wird anhand der Daten über den Fahrzeugbetriebszustand und/oder der Klimadaten der unmittelbaren Kraftfahrzeugumgebung die Schwelle zur Nebeldetektion angepasst wird. Zusätzlich können während der Analyse eine im Kraftfahrzeug hinterlegte Datenbank und/oder eine Online zur Verfügung gestellten Datenbank zur Vorhersage einer Nebelwahrscheinlichkeit bzw. zum Abgleich mit den aktuellen Messdaten verwendet werden.The temporal and / or spatial course of the received signal is preferably analyzed and the threshold for the fog detection is adapted on the basis of the data on the vehicle operating state and / or the climate data of the immediate motor vehicle environment. In addition, a database stored in the motor vehicle and / or a database made available online can be used during the analysis to predict a fog probability or to compare it with the current measured data.

Erfindungsgemäß umfasst das Verfahren zur Nebelerkennung für ein Kraftfahrzeug das Beaufschlagen eines Raumbereichs mit wenigstens einem ersten optischen Sendesignal und das detektieren eines reflektierten Empfangssignals aus dem beaufschlagten Raumbereich, durch eine im Frontbereich des Kraftfahrzeugs angeordnete optoelektronische Nebelsensorvorrichtung. In einem zeitlich parallelen Verfahrensschritt werden, über wenigstens einen weiteren Sensor, Daten über den Fahrzeugbetriebszustand und/oder Klimadaten der unmittelbaren Kraftfahrzeugumgebung detektiert. Basierend auf der Stärke des Empfangssignals wird ein elektrisches Signal erzeugt und an die Auswerteeinheit weitergegeben. According to the invention, the method for detecting fog for a motor vehicle comprises applying a spatial region having at least one first optical transmission signal and detecting a reflected reception signal from the applied spatial region by an optoelectronic fog sensor device arranged in the front region of the motor vehicle. In a temporally parallel method step, data on the vehicle operating state and / or climate data of the immediate automotive environment are detected via at least one further sensor. Based on the strength of the received signal, an electrical signal is generated and passed on to the evaluation unit.

Bevorzugt werden in der Auswerteeinheit das Empfangssignal und/oder die Daten über den Fahrzeugbetriebszustand und/oder der Klimadaten der unmittelbaren Kraftfahrzeugumgebung ausgewertet.The received signal and / or the data about the vehicle operating state and / or the climate data of the immediate motor vehicle environment are preferably evaluated in the evaluation unit.

Basierend auf der Auswertung erfolgt unter Berücksichtigung der ermittelten Daten über den Fahrzeugbetriebszustand und/oder der Klimadaten der unmittelbaren Kraftfahrzeugumgebung eine Festlegung ob das Empfangssignal ein Störsignal oder ein Nutzsignal ist.Based on the evaluation takes place taking into account the determined data on the vehicle operating condition and / or the climate data of the immediate automotive environment, a determination whether the received signal is an interference signal or a useful signal.

Bevorzugt erfolgt die Festlegung ob das Empfangssignal ein Störsignal oder ein Nutzsignal ist, anhand einer Schwelle zur Nebeldetektion, wobei die Schwelle zur Nebeldetektion anhand der ermittelten Daten über den Fahrzeugbetriebszustand und/oder der Klimadaten der unmittelbaren Kraftfahrzeugumgebung, bevorzugt kontinuierlich, angepasst wird. Preferably, the determination whether the received signal is an interference signal or a useful signal, based on a threshold for fog detection, the threshold for fog detection on the basis of the determined data on the vehicle operating condition and / or the climate data of the immediate automotive environment, preferably continuously adjusted.

Bevorzugt werden in der bereitgestellten Auswerteeinheit die detektierten Empfangssignale und/oder die ermittelten Daten über den Fahrzeugbetriebszustand und/oder der Klimadaten der unmittelbaren Kraftfahrzeugumgebung gespeichert. In der Auswerteeinheit wird dann bevorzugt der zeitliche und/oder räumliche Verlauf des Empfangssignals und/oder der zeitliche und/oder räumliche Verlauf der ermittelten Daten über den Fahrzeugbetriebszustand und/oder der Klimadaten der unmittelbaren Kraftfahrzeugumgebung ausgewertet. Der zeitliche und/oder räumliche Verlauf des Empfangssignals und/oder der räumliche Verlauf der ermittelten Daten über den Fahrzeugbetriebszustand und/oder der Klimadaten der unmittelbaren Kraftfahrzeugumgebung wird dann im weiteren Verfahren für eine Festlegung, ob das Empfangssignal ein Nutzsignal oder ein Störsignal ist, verwendet.The detected receiving signals and / or the determined data about the vehicle operating state and / or the climate data of the immediate motor vehicle environment are preferably stored in the provided evaluation unit. In the evaluation unit, the temporal and / or spatial course of the received signal and / or the temporal and / or spatial course of the determined data on the vehicle operating state and / or the climate data of the immediate motor vehicle environment are then preferably evaluated. The temporal and / or spatial course of the received signal and / or the spatial course of the determined data on the vehicle operating condition and / or the climatic data of the immediate automotive environment is then used in the further process for determining whether the received signal is a useful signal or an interference signal.

Bevorzugt wird in dem Verfahren zur Nebelerkennung aus einem Nutzsignal eine Sichtweite. Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispiels der Erfindung, die im Folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert wird. Diese Zeichnungen zeigen schematisch:In the method for detecting fog, it is preferred to obtain a sighting range from a useful signal. Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of a non-limiting embodiment of the invention, which will be explained in more detail below with reference to the figures. These drawings show schematically:

1: eine Detektionsvorrichtung zur Nebelerkennung angeordnet im Frontbereich eines Kraftfahrzeugs; 1 a detection device for mist detection arranged in the front region of a motor vehicle;

2: jeweils eine 2D Darstellung des optischen Strahlprofils einer optoelektronische Nebelsensorvorrichtung; 2 in each case a 2D representation of the optical beam profile of an opto-electronic fog sensor device;

3: einen charakteristischen zeitlichen Verlauf eines Empfangssignals und eines Helligkeitssignals im Falle einer Tunneldetektion in einem Nicht-Nebelzustand; 3 a characteristic timing of a received signal and a luminance signal in the case of tunnel detection in a non-fog state;

4: einen charakteristischen zeitlichen Verlauf eines Empfangssignals und eines Helligkeitssignals im Falle eines Nebelzustandes. 4 a characteristic time profile of a received signal and a brightness signal in the case of a fog state.

In den unterschiedlichen Figuren sind hinsichtlich ihrer Funktion gleichwertige Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, so dass diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.In the different figures, equivalent parts are always provided with the same reference numerals with respect to their function, so that these are usually described only once.

1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Anordnung einer Detektionsvorrichtung zur Nebelerkennung 1 im Frontbereich eines Kraftfahrzeuges 5, wobei die optoelektronische Nebelsensorvorrichtung 3 hinter der Frontscheibe im Kraftfahrzeuginnenraum angeordnet ist. Die optische Achse 8 der optoelektronischen Nebelsensorvorrichtung 3 schneidet die Fahrbahn 9 in einem Winkel 10 von etwa 45°. Aufgrund dieser Winkeleinstellung liegt die optische Achse 8 der in einer Höhe von 1m angebrachten optoelektronischen Nebelsensorvorrichtung 3, bei einer Motorhaubenlänge von 1,5m bereits an der vorderen Stoßstange bei einer Höhe von etwa 2,5m. Somit wird sichergestellt, dass die optische Achse 8 der optoelektronischen Nebelsensorvorrichtung 3 keinen Schnittpunkt mit einem vorausfahrenden Kraftfahrzeug 14 aufweist. Gleichzeitig liegt der beaufschlagte Raumbereich 4 der optoelektronischen Nebelsensorvorrichtung 3 noch relativ weit vor dem Kraftfahrzeug 5 bei einer relativ niedrigen Höhe in Bezug auf die Fahrbahn 9. Schematisch ist ein weiterer Sensor 2 auf dem Dach des Kraftfahrzeugs 5 angeordnet, wobei der weitere Sensor 2 an jeder für die Erfassung der jeweiligen Daten sinnvollen Stelle an dem Kraftfahrzeug 5 angebracht sein kann. Durch die Daten des weiteren Sensors 2 wird die Schwelle zur Nebeldetektion entsprechend angepasst. Wenn ein Nebelzustand detektiert wird, kann abhängig von der Sichtweite sowohl eine Warnmeldung an den Kraftfahrzeugführer als auch eine automatische Regelung der Nebelleuchte 15 erfolgen. 1 schematically shows an inventive arrangement of a detection device for detecting fog 1 in the front area of a motor vehicle 5 wherein the opto-electronic fog sensor device 3 is arranged behind the windscreen in the vehicle interior. The optical axis 8th the optoelectronic fog sensor device 3 cuts the road 9 at an angle 10 from about 45 °. Due to this angle setting is the optical axis 8th at a height of 1m mounted optoelectronic fog sensor device 3 , with a bonnet length of 1.5m already on the front bumper at a height of about 2.5m. This ensures that the optical axis 8th the optoelectronic fog sensor device 3 no intersection with a preceding vehicle 14 having. At the same time, the applied room area lies 4 the optoelectronic fog sensor device 3 still relatively far in front of the motor vehicle 5 at a relatively low height in relation to the roadway 9 , Schematically, another sensor 2 on the roof of the motor vehicle 5 arranged, with the other sensor 2 at each point on the motor vehicle which makes sense for the acquisition of the respective data 5 can be appropriate. Through the data of the other sensor 2 the threshold for the fog detection is adapted accordingly. When a fog condition is detected, depending on the visibility, both a warning message to the motor vehicle driver and an automatic control of the fog lamp 15 respectively.

2a und 2b zeigen eine Aufsicht auf das optischen Strahlprofils 6, 7 des Senders 11 und des Empfängers 12. Der Sender 11 und der Empfänger 12 sind jeweils so angeordnet, dass sich ihre optischen Achsen schneiden. Der Schnittwinkel der beiden optischen Achsen gibt, bei gleichem optischem Strahlprofil die Größe des von der optoelektronischen Nebelsensorvorrichtung 3 beaufschlagten Raumbereichs 4 vor. Der beaufschlagte Raumbereich 4 ergibt sich aus der Konjunktion des optischen Strahlprofils des Senders 6 mit dem optischen Strahlprofil des Empfängers 7. Die Verbindungslinie zwischen dem geometrischen Mittelpunkt des beaufschlagten Raumbereichs 4 und dem geometrischen Mittelpunkt zwischen Sender 11 und Empfänger 12 gibt die resultierende Detektionsrichtung 8 der optoelektronischen Nebelsensorvorrichtung 3 vor. 2a and 2 B show a view of the optical beam profile 6 . 7 the transmitter 11 and the recipient 12 , The transmitter 11 and the receiver 12 are each arranged so that their optical axes intersect. The intersection angle of the two optical axes gives, with the same optical beam profile, the size of the optoelectronic fog sensor device 3 acted space area 4 in front. The impacted space area 4 results from the conjunction of the optical beam profile of the transmitter 6 with the optical beam profile of the receiver 7 , The connecting line between the geometric center of the applied spatial area 4 and the geometric center between transmitters 11 and receiver 12 gives the resulting detection direction 8th the optoelectronic fog sensor device 3 in front.

Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung eigenen sich prinzipiell sowohl für die in 2a gezeigte Ausrichtung der optischen Achsen als auch für die in 2b gezeigte Ausrichtung, da in beiden Fällen eine Plausibilitätsüberprüfung der Nebeldetektion trotz ausgedehntem beaufschlagtem Raumbereich erfolgt. Da aber mit wachsendem Raumbereich aber das Risiko der Fehldetektion steigt, stellen sich erfindungsgemäßen Vorteile insbesondere bei solchen Ausrichtungen der optischen Achsen ein, bei denen der beaufschlagte Raumbereich groß ist, beispielsweise in einer Entfernung von der Nebelsensorvorrichtung endet, die mehr als 2,5 m, bevorzugt mehr als 3m noch bevorzugter mehr als 5m beträgt. Insbesondere wird der erfindungsgemäße Vorteil dann erreicht, wenn sich die optischen Achsen sich im Unendlichen oder annähernd im Unendlichen schneiden, wie es in 2b veranschaulicht ist. Eine solche Nebelsensorvorrichtung gemäß der in 2b gezeigten Auslegung kenn vergleichsweise kostengünstig realisiert werden.The inventive method and the device according to the invention are in principle suitable both for in 2a shown alignment of the optical axes as well as for in 2 B Orientation shown, since in both cases, a plausibility check of the fog detection takes place despite extensive applied Raumbereich. However, since the risk of misdetection increases with increasing spatial area, advantages according to the invention arise, in particular in those optical axis alignments in which the applied spatial area is large, for example at a distance from the fog sensor device that exceeds 2.5 m, preferably more than 3m, more preferably more than 5m. In particular, the advantage according to the invention is achieved when the optical axes intersect at infinity or approximately at infinity, as shown in FIG 2 B is illustrated. Such a fog sensor device according to the in 2 B shown design can be realized comparatively inexpensive.

In 3 ist ein Kraftfahrzeug 5 zu sehen, welches mit einer erfindungsgemäßen Detektionsvorrichtung zur Nebelerkennung 1 im Frontbereich des Kraftfahrzeugs 5 ausgestattet ist. Ein vorausfahrendes Kraftfahrzeug 14 liegt unterhalb des beaufschlagten Raumbereichs 4 und wird deshalb nicht als Störsignal detektiert. Der beaufschlagte Raumbereich 4 liegt jedoch oberhalb des für Straßen vorgegebenen Lichtraumprofils, somit wird der vor dem Kraftfahrzeug 5 befindliche Tunne 13 als Störsignal detektiert. 3a zeigt einen charakteristischen stufenförmigen zeitlichen Verlauf eines Empfangssignals 7, welches mit einer optoelektronischen Nebelsensorvorrichtung 3 eines, mit einer konstanten Geschwindigkeit auf einen Tunnel 13 zufahrenden Kraftfahrzeugs 5 detektiert wurde. Durch dieses charakteristische stufenförmige Signal lässt sich bereits ein Nebelzustand ausschließen. Anhand der von der optoelektronischen Nebelsensorvorrichtung unabhängig gewonnen Helligkeitswerten der Umgebung, detektiert durch einen Helligkeitssensor kann das Ergebnis der Analyse des zeitlichen Verlaufs eines Empfangssignals 7 überprüft werden. Der zeitliche Verlauf des Helligkeitswertes zeigt einen zeitlichen versetzten inversen Verlauf des zeitlichen Verlaufs des Empfangssignals 7. Somit lässt sich das, auf dem detektierten Empfangssignal beruhende Ergebnis durch eine unabhängige Messmethode bestätigen. Insbesondere am Tag werden über die Analyse der Helligkeitswerte Tunnel 13 erkannt und das Kraftfahrzeug 5 wird in einen Tunnelmodus geschaltet. In dem Tunnelmodus pausiert die Messung zur Nebelerkennung.In 3 is a motor vehicle 5 to see which with a detection device according to the invention for detecting fog 1 in the front area of the motor vehicle 5 Is provided. A preceding vehicle 14 lies below the applied room area 4 and is therefore not detected as an interference signal. The impacted space area 4 However, it is above the specified for roads clearance gauge, so is the front of the vehicle 5 located tunnel 13 detected as interference signal. 3a shows a characteristic stepwise timing of a received signal 7 , which is equipped with an opto-electronic fog sensor device 3 one, at a constant speed on a tunnel 13 approaching motor vehicle 5 was detected. By means of this characteristic stepped signal, it is already possible to exclude a mist condition. On the basis of the brightness values of the environment independently obtained by the optoelectronic fog sensor device, detected by a brightness sensor, the result of the analysis of the time profile of a received signal can be obtained 7 be checked. The temporal course of the brightness value shows a temporally offset inverse course of the time profile of the received signal 7 , Thus, the result based on the detected received signal can be confirmed by an independent measuring method. Especially during the day, the analysis of the brightness values becomes tunnels 13 recognized and the motor vehicle 5 is switched to a tunnel mode. In tunnel mode, the measurement pauses for fog detection.

In 4 ist ein Kraftfahrzeug 5 zu sehen, welches mit einer erfindungsgemäßen Detektionsvorrichtung zur Nebelerkennung 1 im Frontbereich des Kraftfahrzeugs 5 ausgestattet ist. Ein vorausfahrendes Kraftfahrzeug 14 liegt unterhalb des beaufschlagten Raumbereichs 4 und wird deshalb nicht als Störsignal detektiert. Der Nebel 16 ist hier über drei nach oben gerichtete Pfeile dargestellt, wobei die Pfeilhöhe für die Dichte des Nebels 16 steht. 4a zeigt einen charakteristischen monoton steigenden zeitlichen Verlauf eines mit einer optoelektronischen Nebelsensorvorrichtung 3 detektierten Empfangssignals 7, eines mit konstanter Geschwindigkeit auf den Nebel 16 zufahrenden Kraftfahrzeugs 5. Liegt das Empfangssignal 7 über der, entsprechend der Daten des weiteren Sensors 2 angepassten Schwelle, so wird ein Nebelzustand detektiert. Zusätzlich kann auch der in 4b dargestellte charakteristische zeitliche Verlauf der Helligkeitswerte zur Unterscheidung zwischen einem Nebelzustand und einen Nicht-Nebelzustand verwendet werden.In 4 is a motor vehicle 5 to see which with a detection device according to the invention for detecting fog 1 in the front area of the motor vehicle 5 Is provided. A preceding vehicle 14 lies below the applied room area 4 and is therefore not detected as an interference signal. The fog 16 is shown here by three arrows pointing upwards, the arrow being the density of the nebula 16 stands. 4a shows a characteristic monotonically increasing time course of a with an optoelectronic fog sensor device 3 detected received signal 7 , one at a constant speed on the fog 16 approaching motor vehicle 5 , Is the received signal 7 above, according to the data of the other sensor 2 adjusted threshold, a fog condition is detected. In addition, the in 4b shown characteristic temporal course of the brightness values are used to distinguish between a fog state and a non-fog state.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 5118180 A [0003] US 5118180 A [0003]
  • US 5206698 A [0004] US 5206698 A [0004]
  • US 5987152 A [0005] US 5987152 A [0005]

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Detektionsvorrichtung zur Nebelerkennung (1) für ein Kraftfahrzeug (5) aufweisend: eine im Frontbereich des Kraftfahrzeugs (5) angeordnete optoelektronische Nebelsensorvorrichtung (3), die ausgebildet ist, einen Raumbereich (4) mit wenigstens einem ersten optischen Sendesignal (6) zu beaufschlagen und aus diesem Raumbereich (4) ein reflektiertes Empfangssignal (7) zu detektieren, und in Abhängigkeit der Stärke des Empfangssignals (7) ein elektrisches Signal zu Erzeugen, wobei die detektierten Empfangssignale mit Lichtintensitäten korrelieren; wenigstens ein weiterer Sensor (2), welcher zur Detektion von Daten über den Fahrzeugbetriebszustand und/oder zur Detektion von Klimadaten der unmittelbaren Kraftfahrzeugumgebung vorgesehen ist; dadurch gekennzeichnet, dass eine Auswerteeinheit unter Berücksichtigung der ermittelten Daten über den Fahrzeugbetriebszustand und/oder der Klimadaten der unmittelbaren Kraftfahrzeugumgebung festlegt, ob das Empfangssignal (7) ein Störsignal oder ein Nutzsignal ist.Detection device for fog detection ( 1 ) for a motor vehicle ( 5 ) comprising: one in the front region of the motor vehicle ( 5 ) arranged opto-electronic fog sensor device ( 3 ), which is formed, a space area ( 4 ) with at least one first optical transmission signal ( 6 ) and from this area ( 4 ) a reflected received signal ( 7 ), and depending on the strength of the received signal ( 7 ) generating an electrical signal, the detected received signals correlating with light intensities; at least one more sensor ( 2 ), which is provided for the detection of data on the vehicle operating condition and / or for the detection of climate data of the immediate automotive environment; characterized in that an evaluation unit determines, taking into account the determined data on the vehicle operating state and / or the climate data of the immediate motor vehicle environment, whether the received signal ( 7 ) is an interference signal or a useful signal. Detektionsvorrichtung zur Nebelerkennung (1) nach Anspruch 1, in welcher ein Empfangssignal (7) als Nutzsignal festgelegt wird, wenn das Empfangssignal (7) eine Schwelle zur Nebeldetektion überschreitet, wobei die Schwelle zur Nebeldetektion entsprechend der ermittelten Daten über den Fahrzeugbetriebszustand und/oder der Klimadaten der unmittelbaren Kraftfahrzeugumgebung angepasst wird.Detection device for fog detection ( 1 ) according to claim 1, in which a received signal ( 7 ) is determined as a useful signal when the received signal ( 7 ) exceeds a threshold for fog detection, wherein the threshold for fog detection is adjusted according to the determined data on the vehicle operating condition and / or the climate data of the immediate automotive environment. Detektionsvorrichtung zur Nebelerkennung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche wobei der zeitliche und/oder räumliche Verlauf des Empfangssignals (7) zur Festlegung ob das Empfangssignal ein Nutzsignal oder ein Störsignal ist verwendet wird. Detection device for fog detection ( 1 ) according to one of the preceding claims wherein the temporal and / or spatial course of the received signal ( 7 ) for determining whether the received signal is a useful signal or an interference signal is used. Detektionsvorrichtung zur Nebelerkennung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, in der sich der beaufschlagte Raumbereich (4) oberhalb des für Straßen vorgegebenen Luftraumprofils befindet und die resultierende Detektionsrichtung (8) der optoelektronischen Nebelsensorvorrichtung (3) die Fahrbahnebene (9) in einem Winkelbereich (10) von bevorzugt 30°–90°, noch bevorzugter in einem Winkelbereich von 30°–80° und meist bevorzugt in einem Winkelbereich von 30°–60° liegt.Detection device for fog detection ( 1 ) according to one of the preceding claims, in which the applied space ( 4 ) is above the airspace profile prescribed for roads and the resulting detection direction ( 8th ) of the optoelectronic fog sensor device ( 3 ) the road level ( 9 ) in an angular range ( 10 ) of preferably 30 ° -90 °, more preferably in an angular range of 30 ° -80 ° and most preferably in an angular range of 30 ° -60 °. Detektionsvorrichtung zur Nebelerkennung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in welcher die Daten über den Fahrzeugbetriebszustand und/oder die Klimadaten der unmittelbaren Kraftfahrzeugumgebung durch einen Daten-Bus ermittelt werden.Detection device for fog detection ( 1 ) according to one of the preceding claims, in which the data on the vehicle operating state and / or the climate data of the immediate automotive environment are determined by a data bus. Detektionsvorrichtung zur Nebelerkennung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in welcher die Auswerteeinheit in die optoelektronischen Nebelsensorvorrichtung (3) integriert ist.Detection device for fog detection ( 1 ) according to one of the preceding claims, in which the evaluation unit is incorporated into the optoelectronic fog sensor device ( 3 ) is integrated. Detektionsvorrichtung zur Nebelerkennung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Sender (11) und der Empfänger (12) so ausgerichtet sind, dass deren optische Achsen parallel verlaufen oder sich unter einem spitzen Winkel mit einem Winkelbetrag von weniger als 10°, bevorzugt weniger als 5°, noch bevorzugter weniger als 3° schneiden.Detection device for fog detection ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the transmitter ( 11 ) and the recipient ( 12 ) are aligned so that their optical axes are parallel or intersect at an acute angle with an angle of less than 10 °, preferably less than 5 °, more preferably less than 3 °. Detektionsvorrichtung zur Nebelerkennung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Sender (11) und der Empfänger (12) so ausgerichtet sind, dass deren optische Achsen im Bereich unmittelbar am Sender und Empfänger einen Abstand von weniger als 10cm, bevorzugt weniger als 5cm, noch bevorzugter weniger als 3cm aufweisen.Detection device for fog detection ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the transmitter ( 11 ) and the recipient ( 12 ) are aligned so that their optical axes in the area directly on the transmitter and receiver have a distance of less than 10cm, preferably less than 5cm, more preferably less than 3cm. Detektionsvorrichtung zur Nebelerkennung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, in welcher der Sender (11) innerhalb der Integrationszeit des Empfängers (12) ein Sendesignal ausgibt und die Integrationszeit des Empfängers abhängig von der Geschwindigkeit ist. Detection device for fog detection ( 1 ) according to one of the preceding claims, in which the transmitter ( 11 ) within the integration time of the recipient ( 12 ) outputs a transmission signal and the integration time of the receiver is dependent on the speed. Verfahren zur Nebelerkennung für ein Kraftfahrzeug (5), welches die folgenden Verfahrensschritte aufweist: – Beaufschlagen eines Raumbereichs (4) mit wenigstens einem ersten optischen Sendesignal (6), durch eine im Frontbereich des Kraftfahrzeugs angeordnete optoelektronische Nebelsensorvorrichtung (3), aufweisend einen Sender (11) und einen Empfänger (12); – Detektion eines reflektierten Empfangssignals (7) aus dem beaufschlagten Raumbereich (4) durch die im Frontbereich des Kraftfahrzeugs angeordnete optoelektronische Nebelsensorvorrichtung (3); – Erzeugung eines elektrischen Signals basierend auf der Stärke des Empfangssignals (7); – Messung von Daten über den Fahrzeugbetriebszustand und/oder Messung von Klimadaten der unmittelbaren Kraftfahrzeugumgebung mit wenigstens einem weiteren Sensor (2); – eine nachfolgende Auswertung der Empfangssignale unter Berücksichtigung der Daten über den Fahrzeugbetriebszustand und/oder der Klimadaten der unmittelbaren Kraftfahrzeugumgebung in einer Auswerteeinheit; – nachfolgende Festlegung durch die Auswerteinheit, ob das Empfangssignal (7) entweder ein Störsignal oder ein Nutzsignal ist; – optional wird im Fall eines Nutzsignals ein Warnsignal ausgegeben.Method for detecting fog for a motor vehicle ( 5 ), which comprises the following method steps: - applying a spatial area ( 4 ) with at least one first optical transmission signal ( 6 ), by an arranged in the front region of the motor vehicle opto-electronic fog sensor device ( 3 ), comprising a transmitter ( 11 ) and a receiver ( 12 ); - Detection of a reflected received signal ( 7 ) from the applied space area ( 4 ) by the arranged in the front region of the motor vehicle opto-electronic fog sensor device ( 3 ); Generation of an electrical signal based on the strength of the received signal ( 7 ); Measurement of data on the vehicle operating state and / or measurement of climate data of the immediate automotive environment with at least one further sensor ( 2 ); A subsequent evaluation of the received signals taking into account the data about the vehicle operating state and / or the climate data of the immediate automotive environment in an evaluation unit; - subsequent determination by the evaluation unit, whether the received signal ( 7 ) is either an interfering signal or a useful signal; - Optionally, in the case of a useful signal, a warning signal is output. Verfahren zur Nebelerkennung für ein Kraftfahrzeug (5) nach Anspruch 10 in welchem die Festlegung, ob das Empfangssignal (7) entweder ein Störsignal oder ein Nutzsignal ist anhand einer Schwelle zur Nebeldetektion erfolgt, wobei die Schwelle zur Nebeldetektion anhand der ermittelten Daten über den Fahrzeugbetriebszustand und/oder der Klimadaten der unmittelbaren Kraftfahrzeugumgebung angepasst wird.Method for detecting fog for a motor vehicle ( 5 ) according to claim 10, in which the determination as to whether the received signal ( 7 ) either an interference signal or a useful signal is based a threshold for Nebeldetektion takes place, wherein the threshold for Nebeldetektion is adjusted based on the determined data on the vehicle operating condition and / or the climate data of the immediate automotive environment. Verfahren zur Nebelerkennung für ein Kraftfahrzeug (5) nach einem der vorherigen Verfahrensansprüche 10 oder 11, wobei die Empfangssignale gespeichert werden und der zeitliche und/oder räumliche Verlauf des Empfangssignals (7) ausgewertet wird und der zeitliche und/oder räumliche Verlauf des Empfangssignals (7) für die Festlegung zwischen einem Nutzsignal und einem Störsignal verwendet wird.Method for detecting fog for a motor vehicle ( 5 ) according to one of the preceding method claims 10 or 11, wherein the received signals are stored and the temporal and / or spatial course of the received signal ( 7 ) is evaluated and the temporal and / or spatial course of the received signal ( 7 ) is used for the determination between a useful signal and a noise signal. Verfahren zur Nebelerkennung für ein Kraftfahrzeug (5) nach einem der vorherigen Verfahrensansprüche 10 bis 12, wobei der Sender (11) und der Empfänger (12) der Nebelsensorvorrichtung (3) so ausgerichtet sind, dass deren optische Achsen parallel verlaufen oder sich unter einem spitzen Winkel mit einem Winkelbetrag von weniger als 10°, bevorzugt weniger als 5°, noch bevorzugter weniger als 3° schneiden.Method for detecting fog for a motor vehicle ( 5 ) according to one of the preceding method claims 10 to 12, wherein the transmitter ( 11 ) and the recipient ( 12 ) of the fog sensor device ( 3 ) are aligned so that their optical axes are parallel or intersect at an acute angle with an angle of less than 10 °, preferably less than 5 °, more preferably less than 3 °.
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