CN102947130A - 用于对车辆大灯的光锥的照明距离测试值进行可信度检验的方法和控制设备 - Google Patents

用于对车辆大灯的光锥的照明距离测试值进行可信度检验的方法和控制设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于对车辆的至少一个大灯(260)的光锥的照明距离测试值进行可信度检验的方法。所述方法包括：读取至少一个由所述光锥照明的行车道标记上的一个点的反射强度的步骤；基于所读取的反射强度和所述点与所述车辆的所确定的距离建立所述行车道标记的反射强度模型(240)的步骤，其中所述反射强度模型(240)构造用于给所述车辆前方的行车道标记上的不同位置分配不同的反射强度；确定照明距离可信度值的步骤，其中根据所述反射强度模型(240)实现相应于反射强度阈值的反射强度；以及比较所述照明距离可信度值与所述照明距离测试值的步骤，以便对所述照明距离测试值进行可信度检验，尤其是当所述照明距离可信度值位于所述照明距离测试值周围的容差范围内时对所述照明距离测试值进行可信度检验。

Description

用于对车辆大灯的光锥的照明距离测试值进行可信度检验的方法和控制设备
技术领域
本发明涉及根据独立权利要求的用于对光锥的照明距离测试值进行可信度检验的方法、用于调节滑动照明距离系统的方法、控制设备以及计算机程序产品。
背景技术
基于单目视频摄像机或立体视频摄像机的、用于探测例如白色和/或黄色的行车道标记的系统在当今是批量的。其作用原理基于：探测行车道路面和标记之间的对比度差别并且由此产生线的信息。这种系统例如在DE10311240A1和DE 102005033641A1中公开。
发明内容
在所述背景下，本发明提出根据独立权利要求的用于对车辆的至少一个大灯的光锥的照明距离测试值进行可信度检验的方法、用于调节车辆的滑动照明距离系统的方法、使用所述方法的控制设备以及相应的计算机程序产品。有利的构型由相应的从属权利要求和随后描述得出。
本发明实现一种用于对车辆的至少一个大灯的光锥的照明距离测试值进行可信度检验的方法，其中所述方法包括下列步骤：读取至少一个由光锥照明的行车道标记上的一个点的反射强度；基于所读取的反射强度和所述点与车辆的所确定的距离建立所述行车道标记的反射强度模型，其中所述反射强度模型构造用于给车辆前方的行车道标记上的不同位置分配不同的反射强度；确定照明距离可信度值，其中根据反射强度模型实现行车道标记上的相应于反射强度阈值的反射强度；以及比较照明距离可信度值与照明距离测试值，以便对照明距离测试值进行可信度检验，尤其是当照明距离可信度值位于照明距离测试值周围的容差范围内时对照明距离测试值进行可信度检验。
本发明还实现一种用于对车辆的至少一个大灯的光锥的照明距离测试值进行可信度检验的装置，其中所述方法包括下列步骤：用于读取至少一个由光锥照明的行车道标记上的一个点的反射强度的单元；用于基于所读取的反射强度和所述点与车辆的所确定的距离建立所述行车道标记的反射强度模型的单元，其中反射强度模型构造用于给车辆前方的行车道标记上的不同位置分配不同的反射强度；用于确定照明距离可信度值的单元，其中根据反射强度模型实现相应于反射强度阈值的反射强度；用于比较照明距离可信度值与照明距离测试值的单元，以便对照明距离测试值进行可信度检验，尤其是当照明距离可信度值位于照明距离测试值周围的容差范围内时对照明距离测试值进行可信度检验。
借助在这里介绍的方法例如可以检验：在夜间的道路上其他交通参与者是否由于自身车辆的大灯炫目。例如可以通过照明距离测试值与另一值的比较进行可信度检验，以便检验：是否基于照明距离测试值例如如此调节至少一个大灯的光锥，使得一方面不使在前行驶的车辆和/或相向行驶的车辆炫目而另一方面车辆周围环境的尽可能大的部分由所述光锥照明。照明距离测试值例如可以通过车辆的滑动照明距离系统确定并且作为车辆的距离(单位：米)给出。因此，照明距离测试值表示由与在这里描述的用于可信度检验的系统无关的系统测量或提供的距离值。照明距离测试值例如可以表示在前行驶的车辆的距离，其由距离测量系统例如借助在前行驶的车辆的所识别的尾灯确定。例如可以借助于专门的算法实施可信度检验。照明距离测试值例如可以代表光锥的端棱并且例如可以通过车辆大灯的倾斜进行改变。光锥例如可以由车辆的两个前大灯形成并且照明位于车辆前方的道路以及车辆周围环境的一部分。例如可以光学地通过车辆的摄像机或传感器进行检测。反射强度例如可以描述大灯的光以怎样的强度反射到检测单元上并且例如可以用勒克斯给出。行车道标记上的反射点例如可以通过石英晶颗粒或者作为行车道标记的组成部分的其他元素引起。行车道标记可以涉及道路的边缘处和/或中心处的白色的或黄色的实线或虚线，其确定车辆的行车道。
因此，反射强度例如可以理解为在借助大灯照明行车道标记的确定位置之后借助光学探测器——例如摄像机检测或读取的光强度。反射强度模型可以是数学模型，其借助于多个点的内插来反映给由光锥检测的行车道标记上的每个点分配相应的反射强度和车辆的相应距离的图。所述图例如可以具有二阶或更高阶的抛物线的形状。特别地，反射强度模型可以代表函数族中的具体函数，其在使用所读取的点的反射强度的情况下确定。因此，可以通过反射模型给车辆前方的行车道标记上的不同位置分配不同的反射强度。不同位置可以通过行车道标记上的不同的点代表，这些不同的点分别具有另外的、即不同的车辆距离。照明距离可信度值可以根据反射强度模型确定并且如照明距离测试值那样以车辆的距离(单位：米)表示。在此，照明距离可信度值例如同样代表一个距离值，其相应于车辆前方的一个距离，在所述距离处光强度根据反射模型相应于反射阈值。反射强度阈值可以代表确定的照明强度值或光强度值并且例如通过在车辆中使用的大灯类型预给定，并且可以在数学上例如通过穿过反射强度模型的图的截平面或直线反映。在此，例如截平面与所述图的交点可以相应于反射强度阈值。例如可以借助于合适的算法进行比较的步骤。照明距离测试值周围的容差范围可以代表所述照明距离测试值周围具有可配置的和/或可参数化的边界的范围。
本发明尤其基于行车道标记上的光反射的强度的探测，所述行车道标记例如由车辆的前大灯照射。如果将所述线强度测量与数学反射模型相组合，则可以确定从车辆照明直到光锥末端的距离。
本发明的另一方面是使用所述信息以对滑动照明距离的当前调节质量进行可信度检验(GLW调节质量)。
根据在这里介绍的方法尤其可以改善所调节的灯光的照明可靠性。在GLW功能(GLW：滑动照明距离)中重要的是确保在任何情况下都不使其他交通参与者——例如在前行驶的车辆由于照明而炫目。因此常规的GLW系统设计得非常保守。使用在这里说明的方法可以显著更可靠地设计GLW系统，这可以导致显著更好的照明特性。因此，本发明的方法的另一方面在于，通过第二独立特征——线反射对照明距离进行可信度检验并且由此验证照明距离。
根据一种实施方式，可以基于位于光锥中的物体的检测确定照明距离测试值。所述物体例如可以涉及在前行驶的车辆或相向行驶的车辆。例如可以基于在前行驶的或相向行驶的车辆的保险杠或尾灯的识别来确定照明距离测试值。例如可以借助于车辆的摄像机进行所述检测。
此外可以在读取的步骤中读取行车道标记上的点的反射强度，在所述点处反射强度在行车道标记上的所有点中是最大的。由此给出如下优点：可以更稳健地设计基于反射强度模型的求值以对照明距离测试值进行可信度检验。
此外可以在读取的步骤中读取位于由光锥照明的多个行车道标记中的最长行车道标记上的一个点的反射强度。使用最长行车道标记提供如下优点：基于反射强度模型，具有更细化的增量的反射强度值的更大带宽可供使用，从而可以精确得多地定义照明距离可信度值并且可以相应地如此精确地实施照明距离测试值的可信度检验，使得可以探测即使最小的偏差。
根据一种实施方式，在确定的步骤中可以使用反射强度阈值，所述反射强度阈值取决于在车辆中使用的大灯类型。因此在这里建议的方法有利地可用于多方面，因为所述方法可以容易地匹配于各种各样的常用的大灯类型。此外在具体的车辆中实现本方法时大灯类型是已知的。
此外本发明实现一种用于调节车辆的滑动照明距离系统的方法，其中所述方法具有下列步骤：根据以上权利要求中任一项所述的步骤，以便获得经可信度检验的照明距离测试值；以及基于经可信度检验的照明距离测试值调节滑动照明距离系统。
滑动照明距离系统——简称GLW系统例如可以是车辆的智能灯光辅助装置，其可以用于如此调节车辆大灯的照明距离，使得所述照明距离可以无级地匹配于通过在前行驶的和/或相向行驶的车辆决定的交通状况。这例如可以通过如下方式发生：所述系统求得并且提供照明距离测试值，所述照明距离测试值例如基于其他车辆的保险杠和/或尾灯或大灯的识别。在使用照明距离测试值的情况下例如可以如此调节车辆大灯的倾斜度，从而使在前行驶的和/或相向行驶的车辆的乘客不炫目。例如可以借助调节回路在使用合适的算法的情况下进行所述调节。可以在使用车辆的相同或不同的组件——例如摄像机和/或控制设备的情况下实施以上描述的用于对照明距离测试值进行可信度检验的方法和GLW系统的调节。
此外本发明实现一种控制设备，所述控制设备被构造用于实施或者转化根据本发明的方法的步骤。所述控制设备尤其可以具有被构造用于实施所述方法的各个步骤的装置。通过本发明的形式为控制设备的实施变型也可以快速且有效地解决本发明所基于的任务。
控制设备或装置在此可以理解为一种电设备，其处理传感器信号并且据此输出控制信号。所述控制设备可以具有接口，所述接口可以硬件方式和/或软件方式地构造。在硬件方式的构造中，所述接口例如可以是所谓的系统ASIC的一部分，其包括控制设备的各种各样的功能。然而，接口也可以使独立的集成电路或者至少部分由离散的组件组成。在软件方式的构造中所述接口可以是软件模块，其例如在微控制器上与其他软件模块共存。
具有程序代码的计算机程序产品也是有利的，其存储在机器可读的载体——如半导体存储器、硬盘存储器或光学存储器上，用于当在控制设备或装置上执行所述程序时实施根据以上描述的实施方式之一的方法。
附图说明
根据附图示例性地进一步解释本发明。附图示出：
图1：根据本发明的一个实施例用于对照明距离测试值进行可信度检验的方法的流程图；
图2：根据本发明的一个实施例用于对GLW系统的照明距离测试值进行可信度检验的系统的组件的示图；
图3：显示中的车道标记的反射的示图；
图4：根据本发明的一个实施例在坐标系中的反射强度模型的示图；
图5：根据本发明的一个实施例借助另一坐标系的根据所建立的反射强度模型以及大灯在行车道上的照明距离的光强度变化曲线的示图。
具体实施方式
相同或者相似的元件可以在附图中通过相同或者相似的参考标记表示，其中省略重复的说明。此外，附图、附图说明以及权利要求以组合形式包含很多特征。在此，本领域技术人员清楚，所述特征也可以单独考虑，或者它们可以组合成在此未明确描述的其他组合。此外，在下面的说明中在使用不同的尺度和尺寸的情况下阐述本发明，其中本发明不应理解为限于这些尺度和尺寸。此外，根据本发明的方法步骤可以重复以及以与所描述的顺序不同的顺序实施。如果一个实施例包括第一特征/步骤和第二特征/步骤之间的“和/或”连接，则这可以如此解读：所述实施例根据一种实施方式既具有第一特征/第一步骤也具有第二特征/第二步骤而根据另一种实施方式或者仅具有第一特征/步骤或者仅具有第二特征/步骤。
图1示出用于基于车道标记的反射强度对车辆大灯的光锥的光锥照明距离或者照明距离测试值进行可信度检验的方法100的流程图。在此，所述照明距离测试值例如可以已经借助车辆的GLW系统求得。在读取的步骤110中，检测或者读取由车辆的一个或两个大灯照明的行车道标记上的一个点的反射强度。例如，进行反射的行车道标记可以由车辆的摄像机拍摄。随后所述点的反射强度值可以通过合适的算法由摄像机图像求得并且例如以勒克斯(Lux)给出。随后可以在读取的步骤之后的建立步骤120中使用所述点的反射强度值和所述点与车辆的所测量的距离，以便在所述步骤120中建立行车道标记的整个被照明区域的数学反射强度模型。反射强度模型可以构造用于例如给行车道标记的被照明的区域上的每一个点分配一个与车辆的相应距离。在建立的步骤120之后的确定步骤130中使用所述反射强度模型，以便基于行车道标记上的相应于反射强度阈值的反射强度来确定照明距离可信度值。在此，反射强度阈值可以是预给定的或可变的。在确定的步骤130之后的比较步骤140中，最后比较照明距离可信度值与照明距离测试值，以便对所述照明距离测试值进行可信度检验。特别地，当照明距离可信度值位于照明距离测试值周围的容差范围内时，可以对照明距离测试值进行可信度检验。例如可以验证：光锥一方面达到车辆前方的不远处，由此可能使其他交通参与者炫目，另一方面光锥照明车辆前方的不过小的区域，由此车辆的驾驶员的视域不必要地受限。
图2示出根据本发明的一个实施例用于对GLW系统的照明距离测试值进行可信度检验的系统的组件的示图。这种系统例如可以在车辆中在夜间行驶期间使用。示出了视频摄像机210、线识别模块220、大灯识别模块230、反射强度模型240、GLW调节器250以及一个或多个大灯260。根据图2中的示图，视频摄像机210将所检测的关于车辆周围环境的信息通过合适的接口传输给线识别模块220以及大灯识别模块230。所述信息例如可以涉及一个或多个由车辆的大灯照明的行车道标记和/或相向行驶的车辆的大灯。在线识别模块220中尤其在例如所述(或者所识别的最长的)行车道标记上的一个点的反射强度方面如此处理关于行车道标记的信息，使得所述信息可以用于建立反射强度模型240。在大灯识别模块230中例如关于其他车辆的距离分析处理关于所检测的其他车辆大灯的信息并且通过合适的接口向GLW调节器250输出所述信息。GLW调节器250基于所接收的信息例如确定照明距离测试值，通过所述照明距离测试值例如如此调节所述一个或多个大灯260的倾斜度，使得另一交通参与者不炫目。借助反射强度模型240求得的用于照明距离测试值的可信度值例如通过另一合适的接口传输给GLW调节器250并且在那里与照明距离测试值比较，使得例如基于比较的结果保持或匹配大灯倾斜度。
根据在图2中示出的实施例的系统由所测量的行车道标记的反射强度和用于GLW调节质量或者照明距离测试值的GLW可信度检验的组合组成。如上所述，在图2中示出的系统由以上描述的组件组成。视频摄像机210拍摄车辆前方的周围环境的图像。用于线识别220的算法探测各个线。用于大灯识别230的第二算法探测其他车辆的前灯和/或尾灯。基于前灯和/或尾灯，GLW调节器250调节大灯光锥例如直至在前行驶的车辆的下边缘以下。线识别220和GLW功能250可以在同一个或者在分开的摄像机或者控制设备上运行。
基于线识别220建立的线强度模型或者具有阶n的反射强度模型240可以具有例如抛物线(n＝2)的形式并且根据下面的公式(1)确定：
I(x)＝-(x-x0)n+Imax    (1)
在此：
x＝车辆的纵向距离(坐标系原点位于车辆中)
I＝(一个或多个)行车道标记的线反射的强度
Imax＝线或最长线上的最大强度
x0＝在线上测量到最大强度的距离
n＝模型阶数，其中仅偶数n＝2、4、6、8…有意义
抛物线模型的假设相应于大灯光锥的照明的近似并且还可以在阶数n方面变化。
图3示出从一个视频图像中识别到的线300的示图。线300例如可以涉及道路上的车道标记的反射。行车道标记300的反射强度可以在所述行车道标记的长度上变化，尤其取决于行车道标记300上的一个确定的点与车辆的距离。
从在图3中示出的图像中根据基于模型的照明距离确定提取所有在所述图像中出现的线或者行车道标记300的反射强度。基于图像中的最长的线来确定反射强度模型。在从车辆到线300的末端的距离上测量反射的强度，即灰度值的强度。为了实现所测量的照明距离的高稳健性，仅仅求得线300上的强度的最大值。可以使用反映大灯的发光特性的各种不同的数学模型。
图4根据本发明的一个实施例在坐标系中示出根据前面阐述的公式(1)的用于反射强度模型240的抛物线状曲线变化的示图。在坐标系中示出了抛物线形式的函数图400以及截平面Is 420。横轴表示车辆的纵向距离x，例如单位是米。纵轴表示反射强度I。在这里作为单位例如可以使用勒克斯。在图4中示出的坐标系中，在横轴上绘制了-0.5至2的值，在纵轴上绘制了-1.5至1的值。函数图400反映行车道标记上的光强度或者反射强度I根据车辆的距离x的变化。抛物线400(即函数图)在x0 430处的顶点标出被照明的行车道标记上的最大反射强度Imax。截平面Is平行于横轴并且在纵轴上大约0.6的值的高度上与图400相交。通过测量Imax和x0以及选择n来确定在这里示出的反射强度模型。在此假定n取值2。截平面Is420与函数图400的交点标出反射强度阈值410。通过所述交点可以求得大灯发光达到的纵向距离x。获得基于模型的线照明距离。截平面Is例如可以是根据在车辆中使用的大灯类型变化的并且在其他位置与函数400相交。交点410的位置相应变化，结果线照明距离变化。
图5根据本发明的一个实施例借助另一坐标系示出光强度变化曲线510以及车辆530的大灯260在行车道上的照明距离520。在图5中在上方示出的子图的横轴再次表示车辆的纵向距离x，纵轴再次表示反射强度I。坐标系反映截平面Is以及光强度变化曲线函数510，所述光强度曲线曲线函数510代表根据已经结合图2和4阐述的反射强度模型240的光强度变化曲线或者反射强度变化曲线。此外，在图5中在下方示图中示出了轿车或者车辆530、线或者行车道标记540和代表车辆530的大灯260的照明距离520的直线。在x0处，垂线与函数510和照明距离520相交并且表示行车道标记540上的点Imax。另一垂线标出函数510上的反射强度阈值410，在所述反射强度阈值处截平面Is与函数510相交并且从所述反射强度阈值起反射强度I随着相对于车辆530的距离的增加而急剧趋向零。因此，所述另一垂线与横轴的交点定义基于模型的线照明距离的照明距离可信度值x1。所述照明距离可信度值x1必要时可以在GLW调节(例如在GLW调节器550)中用于GLW调节质量或者GLW线照明函数的可信度检验。通过将所调节的照明距离520与基于模型的线照明距离进行比较可以进行简单的可信度检验。这样能够修正GLW物体照明距离中的测量错误。如果不存在任何物体信息，则可以替代地使用线信息。
当今灯光功能的一种有意义的扩展是装配附加的可调节的前大灯，其仅仅照明位于前方的线。在一种这样的系统中，基于模型的线照明距离520用作当前的线照明的实际量并且用在独立的GLW线调节器中。所述附加大灯可以具有较小的横向辐射角，因为其仅仅对准自己车道的行车道标记而不必照明侧面区域。
根据在这里介绍的方法能够借助车道标记上的反射求得最优的照明距离。因此，所述方法与存在具有可能未知的反射特性的任意物体以及具有不同反射特性的不同行车道地基无关。行车道标记特别适合借助数学反射模型定义地确定照明距离。因此，根据本发明填补借助反射测量获得关于照明有效距离的思想和例如通过算法的具体实现变型方案(其例如也可以借助软件在控制设备中实现)之间的空隙。
在这里介绍的方法以及相应的控制设备可以用在将来的大灯调节系统中。

Claims (9)

1.用于对车辆(530)的至少一个大灯(260)的光锥的照明距离测试值进行可信度检验的方法(100)，其中，所述方法包括下列步骤：
读取(110)至少一个由所述光锥照明的行车道标记(300；540)上的一个点的反射强度(I)；
基于所检测的反射强度和所述点与所述车辆的所确定的距离(x)建立(120)所述行车道标记的反射强度模型(240)，其中，所述反射强度模型构造用于给所述车辆前方的行车道标记上的不同位置分配不同的反射强度；
确定(130)照明距离可信度值(x1)，其中，根据所述反射强度模型实现相应于反射强度阈值(410)的反射强度；以及
比较(140)所述照明距离可信度值与所述照明距离测试值，以便对所述照明距离测试值进行可信度检验，尤其是当所述照明距离可信度值位于所述照明距离测试值周围的容差范围内时对所述照明距离测试值进行可信度检验。
2.根据权利要求1所述的方法(100)，其特征在于，基于位于所述光锥中的物体的检测确定所述照明距离测试值。
3.根据以上权利要求中任一项所述的方法(100)，其特征在于，在所述读取的步骤(110)中检测所述行车道标记(300；540)上的所述点(x0)处的反射强度(Imax)，在所述点处所述反射强度在所述行车道标记上的所有点中是最大的。
4.根据以上权利要求中任一项所述的方法(100)，其特征在于，在所述读取的步骤(110)中检测位于多个由所述光锥照明的行车道标记(300；540)中的最长的行车道标记上的点的反射强度(I，Imax)。
5.根据以上权利要求中任一项所述的方法(100)，其特征在于，在所述确定的步骤(130)中使用反射强度阈值(410)，所述反射强度阈值(410)取决于在所述车辆(530)中使用的大灯类型。
6.用于调节车辆(530)的滑动照明距离系统(250)的方法，其中，所述方法具有下列步骤：
根据以上权利要求中任一项所述的步骤(110，120，130，140)，用于获得经可信度检验的照明距离测试值；以及
基于经可信度检验的照明距离测试值调节所述滑动照明距离系统。
7.用于对车辆(530)的至少一个大灯(260)的光锥的照明距离测试值进行可信度检验的装置(550)，其中，所述装置(550)具有下列特征：
用于检测(110)至少一个由所述光锥照明的行车道标记(300；540)上的一个点的反射强度(I)的单元；
用于基于所检测的反射强度和所述点与所述车辆的所确定的距离(x)建立(120)所述行车道标记的反射强度模型(240)的单元，其中，所述反射强度模型构造用于给所述车辆前方的行车道标记上的不同位置分配不同的反射强度；
用于确定(130)照明距离可信度值(x1)的单元，其中，根据所述反射强度模型实现相应于反射强度阈值(410)的反射强度；和
用于比较(140)所述照明距离可信度值与所述照明距离测试值的单元，以便对所述照明距离测试值进行可信度检验，尤其是当所述照明距离可信度值位于所述照明距离测试值周围的容差范围内时对所述照明距离测试值进行可信度检验。
8.控制设备(550)，所述控制设备被构造用于实施根据权利要求1至7中任一项所述的方法(100)的步骤。
9.具有程序代码的计算机程序产品，用于当在控制设备(550)上执行所述程序时，实施根据权利要求1至7中任一项所述的方法(100)。
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