CN104284808A - 用于将车辆照明与车辆周围环境自动适配的方法、照明设备以及带有照明的车辆 - Google Patents

用于将车辆照明与车辆周围环境自动适配的方法、照明设备以及带有照明的车辆 Download PDF

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Abstract

根据用于将车辆照明(110)与车辆(10)周围环境自动适配的方法，测定出所照明的车辆周围环境的图像(30)。确认：在车辆周围环境中是否存在交通牌(20)。在确定出交通牌的位置之后，这样地改变由车辆(10)的照明装置(110)朝所测定的交通牌(20)位置方向发射的光，从而减少所发射的光在交通牌(20)上的反射。

Description

用于将车辆照明与车辆周围环境自动适配的方法、照明设备以及带有照明的车辆
技术领域
本发明涉及一种用于将车辆照明与车辆周围环境自动适配的方法(尤其是如果在车辆周围环境中存在交通牌的话)，以及一种用于车辆的照明设备，其适用于对交通牌照明。
背景技术
在夜间行车时，车辆的照明设备对驾驶员在安全性和驾驶舒适性方面有着特别的意义。远光辅助系统(FLA)已经能够实现选择地和适配地照亮行车道。然而目前已知的远光辅助系统没有提供保护驾驶员不遭受由于光在交通牌上强烈反射而引起的不舒服的和危险的炫目之功能。尤其在利用远光夜间行车时，自有光在交通牌上的反射会引起强烈的炫目并且由此引起对驾驶员非常危险的视力干扰。
在由于车辆的自有光在交通牌上反射引起炫目的情况下，驾驶员当时仅仅能够通过(手动方式)改变光，例如通过转换到近光来减少或限制炫目。目前已知的远光辅助系统没有提供使驾驶员减少该工作步骤的功能。换而言之，远光辅助系统是提供例如在自有车辆周围环境中是否存在迎面而来的车辆或者在前面行驶的车辆或者自有车辆是否处于照明点中的信息。这些由远光辅助系统提供的信息仅仅能够实现对于具有迎面而来的或者在前面行驶的车辆的四周场景或者在照明点中自动地解除远光。
由于光在交通牌上反射引起的驾驶员炫目使驾驶员不仅仅感觉不舒服。光炫目也表现为在夜间行车时增大的危险潜在，其中，事故潜在本来就由于有限的视力、小路或光滑性已经特别高了。由于在交通牌上的远光反射引起的驾驶员炫目可能会引起危险状况下的迟钝的或错误的反应。将远光手动转换到近光是时间较长的，这引起了炫目实际上持续较长时间。另一方面，过长时间地解除远光同样引起增大的风险，因为对行车道的照亮在该时间段期间不再是最优的。
发明内容
值得期望的是，提出一种用于将车辆照明与车辆周围环境自动适配的方法，通过该方法能够避免或者至少尽可能减少车辆的自有光在交通牌上的反射。此外，还存在对车辆的照明设备的需求，通过该照明设备能够实现避免或者至少尽可能减少车辆的自有光在交通牌上的反射。
用于将车辆照明与车辆周围环境自动适配的方法的实施方式在权利要求1中提出。用于减少自有光在交通牌上反射的车辆照明设备在权利要求10中提出。
用于控制车辆照明的方法的实施方式包括以下步骤：
-借助车辆的照明装置照明车辆周围环境，
-测定车辆周围环境的图像，
-确认在车辆周围环境中是否存在交通牌，
-当确认交通牌存在于车辆周围环境中时，通过分析处理所述图像来测定所述交通牌在车辆周围环境中的位置，
-如果确认在车辆周围环境中存在交通牌，则这样地改变由车辆的照明装置朝所述交通牌在车辆周围环境中所测定的位置方向发射的光：减少所发射的光在交通牌上的反射。
根据提出的方法，在黑暗中行驶时，如果此时出现自有的车辆光由于交通牌的强烈反射，照亮便自动通过(远)光辅助装置如此适配，使得减少反射并且由此使驾驶员不再被显著地炫目。这样便可实现较高的行驶舒适性和较高的安全性。由具有非常高的反射度的交通牌将前照灯光引回到驾驶员的眼睛引起的增大的驾驶员炫目能够通过有针对性地、可能局部地减少前照灯亮度得以减少。
根据一个可能的实施方式，为此可以拍摄车辆的照明的周围环境的图像。在所拍摄的图像中能够定位占优势的辐射源并且将其在反射方面进行分类。除此之外(并列地)或者附加地，可以使用交通牌识别。这种交通牌识别例如可以由目前已经常见的基于照相机的行驶辅助系统来提供。这样的基于照相机的行驶辅助系统通常同时具有多个功能。除了用于自动激活/解除远光并且适配地控制光分布的光识别之外常常也存在交通牌的识别。该交通牌识别例如用于给驾驶员显示当前有效的车速限制。
借助这样的交通牌识别，例如可以检测以下主要特性：牌子种类、牌子大小、反射度、牌子型式和交通牌基于车辆坐标系的位置。牌子型式和牌子关于车辆坐标系的位置例如可以通过装入车辆中的照相机来识别。通过图像中的亮度值能够在环境亮度已知和车辆前照灯光亮度已知的情况下也确定出反射度。利用这些信息能够有针对性地这样控制车辆前照灯：准确地在环境周围场景中存在交通牌的位置处有针对性地减少自有的车辆照明的亮度。
车辆的照明装置、尤其车辆前照灯能够这样控制：在其他周围环境中并且在马路上保持得到前照灯的完全亮度，从而不引起驾驶员的视力限制。相反地，处于马路边缘上的交通牌现在以前照灯的小亮度进行照射。由照明装置朝交通牌方向发射的光由此有针对性地改变或者在其亮度方面减少。由此，交通牌对于驾驶员来说看起来不再那么明亮并且由于交通牌引起的炫目得以显著降低，然而其余四周场景仍以完全的光强度得到照亮。
用于车辆的照明设备的相应的实施方式包括：照明装置，用于发射用以照明车辆周围环境的光；拍摄装置，用于拍摄车辆周围环境的图像；分析处理装置，用于确认在车辆周围环境中是否存在交通牌；以及控制装置，用于控制车辆的照明装置。分析处理装置构造为用于通过分析处理所述图像来测定所述交通牌在车辆周围环境中的位置。所述控制装置构造为用于这样控制所述照明装置：改变由所述照明装置朝所述交通牌方向发射的光，借此减少所发射的光在所述交通牌上的反射。
通过这种方法和与之相配的照明设备，能够增大夜间行驶和晚上行驶的舒适性。此外，还增大了行驶安全性并且降低了事故风险，因为照明设备的控制转换比人工控制转换更为快速并且更为有效。尤其是，进行更快速地重复转换照明到完全亮度上并且由此最优地使用远光。在与相应的前照灯系统、例如阵列前照灯的组合中，照明设备的制造成本相对较低并且没有显著的重量增大出现。
附图说明
以下借助示出本发明的实施例的附图详细解释本发明。附图示出：
图1减少反射的远光辅助装置的实现可能性的信号流设计图，
图2A用于将车辆照明与车辆周围环境自动适配的方法的第一实施方式，
图2B用于将车辆的照明设备与车辆周围环境适配的车辆照明设备的第一实施方式，
图3A用于将车辆照明与车辆周围环境自动适配的方法的第二实施方式，
图3B用于将车辆的照明设备与车辆周围环境适配的车辆照明设备的第二实施方式，
图4A用于将车辆照明与车辆周围环境自动适配的方法的第三实施方式，
图4B用于将车辆的照明设备与车辆周围环境适配的车辆照明设备的第三实施方式，
图5车辆照明装置的实施方式。
具体实施方式
图1示出了用于将车辆照明与车辆周围环境自动适配的方法的实现可能性，所述方法例如能够借助减少反射的远光辅助装置来实现。
在步骤A中，例如能够检测或分析驾驶员视域内的当前主要的光状态。步骤A包括分步骤A1和A2。在分步骤A1中对光状态进行检测。为此，例如能够借助照相机或传感器检测驾驶员视域内的图像。在分步骤A2中对所拍摄的图像中的光状态在存在于图像中的反射方面进行分析处理。
取代或附加于方法步骤A，可以实施方法步骤B，在该方法步骤中提供关于车辆周围环境的照亮区域中的交通牌的位置和类型的信息并且将其用于后续方法流程。关于驾驶员当前视域内的交通牌的位置和类型的信息，可以由不同的信息源来提供。为此，例如可以调用(例如数字地图的)地图资料(离线的)、互联网数据库(Google等等)或者车辆中已经存在的交通标志识别。
在或者是通过检测和分析处理光状态(方法步骤A)或者是通过使用已经存在的关于交通牌的位置和类型的信息(方法步骤B)测定出了车辆的照亮的前照灯区域内的交通牌的位置和类型之后，在方法步骤C中确定对四周场景的一种改进的照明。如下优化照明：有针对性地减少交通牌上的反射。为此，必须改变车辆的照明装置朝交通牌方向的光的发射。
这一点例如可以通过这种方式实现，其中，在LED前照灯中朝交通牌方向发射出光线的各单独的LED在其亮度方面减少。在方法步骤D中，对用于控制前照灯系统的相应控制信号进行计算。通过适当地控制前照灯系统，能够在方法步骤E中有针对性地影响朝交通牌方向的光的发射，从而抑制或者至少明显减少交通牌上的反射。
前照灯调节可以实施为控制或者实施为适配性调整。在前照灯调整的情况下，在第一次调节前照灯之后重复上述的方法步骤并且由此可能还要再次校准前照灯。
图2A示出了用于将车辆照明与车辆周围环境自动适配的方法的第一实施方式1。在此涉及的是照明调整，而没有明确的交通牌信息。图2B在具有交通牌20的周围环境中示出了车辆10。该车辆包括应用于实施所述方法的照明设备的实施方式100a。
照明设备100a包括照明装置110，用于发射用以照明车辆10的周围环境的光。照明装置110例如可以构造为用于照明车辆10的前部区域内的场景的前照灯。根据图2A中示出的方法流程，首先在方法步骤11中测定出车辆周围环境场景的图像30。为此，照明设备100a具有用于拍摄车辆周围环境的图像的拍摄装置120。该拍摄装置120例如可以构造为传感器和/或照相机。
在方法步骤12中，将占优势的辐射源在图像30中定位。占优势的辐射源被定位在辐射源的相应光强度比在图像中其他部位上更高的那些部位上。照明设备包括光强度测定装置150，用于测定图像30中的光强度。此外，还设置有分析处理装置130，其构造为用于将占优势的辐射源定位在图像30中这样的部位上，如果在那里相应的光强度比在图像30中其他部位上更高的话。
在方法步骤13中，将定位在图像30中的占优势的辐射源在由照明装置110发射的光的反射方面进行分类。该分类根据所拍摄的图像中的辐射源的相应光强度来进行，从而能够识别出由车辆周围环境中或多或少反射的物体导致的占优势的辐射源。分析处理装置130构造为用于将定位在图像30中的占优势的辐射源在由照明装置110发射的光的反射方面进行分类。借助该分类，便能够由分析处理装置130确认占优势的辐射源是否由自有光在交通牌上的反射所导致以及进而确认在车辆周围环境中是否存在交通牌。分析处理装置能够通过分析处理所拍摄的图像还测定出车辆周围环境中的交通牌20的位置。
根据一种可能的实施方式，分析处理装置能够在所拍摄的图像中测定这样的区域，在所述区域上存在光亮效应，所述光亮效应由反射所导致和/或其亮度处于确定的光强度值或者说灰度值以上。根据另一可能的实施方式，能够由分析处理装置在所拍摄的图像中借助图像处理辩识出交通牌的牌子形状和/或牌子型式和/或还有反射度。
作为选择，照明设备100a可以具有远光辅助装置160。远光辅助装置160例如可以提供关于迎面而来的照明的车辆或者前面行驶的照明的车辆的信息。远光辅助装置160的信息能够可选地在方法步骤16中进行分析处理并且在将辐射源分类的情况下在方法步骤13中加以考虑。分析处理装置130可以构造为用于将定位图像30的占优势的辐射源根据由远光辅助装置160提供的信息进行分类。
如果交通牌的存在和其在所拍摄的图像中的位置由分析处理装置130测定出来，则在方法步骤14中能够确定如何改变可由照明装置110发射的光。光的改变尤其通过使光的亮度减少或者说变暗淡来进行。在此，由照明装置110发射的光这样改变：减少所发射的光在驾驶员的视域内的交通牌20上的反射。在此，在方法步骤14中尤其是确定使照明装置110的可变暗淡的照明区域，从而由照明装置110朝交通牌方向发射的光在其亮度方面得以减少，而车辆周围环境中其余区域仍由照明装置以高的光强度保持照亮。具有相应控制信号的前照灯系统的控制在方法步骤15中通过控制装置140进行。
在图3A中示出了用于将车辆照明与车辆周围环境自动适配的方法的第二实施方式2，用于减少交通牌上的光反射。图3B示出了用于车辆的照明设备的与之相配的实施方式100b。图2A中所说明的照明调整在没有明确的交通牌信息的情况下进行，而图3A示出了基于明确的交通牌信息的照明调整。在图2A、2B和3A、3B中相对应的方法步骤或者照明设备的装置配有相同的附图标记。以下仅仅讨论与图2A中示出的方法和图2B中示出的照明设备的实施方式的区别。
在用于将车辆照明与车辆周围环境自动适配的方法的实施方式2中，为了确定可变暗淡的照亮区域(方法步骤14)，除了由辐射源在反射方面的分类构成的信息(方法步骤13)，在现在附加的方法步骤17中提供用于在拍摄的四周场景内存在的交通牌的交通牌信息。交通牌信息例如包括关于交通牌的存在和/或位置和/或牌子种类和/或牌子大小和/或交通牌的反射度的信息。交通牌信息例如可以由(例如数字地图的)地图资料、由数据库(互联网数据库、Google等等)或者通过基于照相机的交通标志识别来提供。
在基于照相机的交通牌识别的情况下，照明设备100b可以(如借助图3B图解说明的那样)具有用于提供交通牌信息的交通标志识别装置170。这种交通牌识别例如可以通过基于照相机的识别来进行。为此可以采用基于照相机的行驶辅助系统。
借助交通标志识别装置170能够确认在车辆的照亮的周围环境中是否存在交通标志。其他交通牌信息、例如关于交通牌的位置和/或牌子种类和/或交通牌的反射度的信息可以由交通标志识别装置170来提供。借助将占优势的辐射源在反射方面进行分类并且借助交通牌信息，便能够在方法步骤14中确定照明装置110的在其亮度方面可减少的或者说可变暗淡的照亮区域，从而能够避免或者至少减少自有光在交通牌上的反射。
图4A示出了用于将车辆照明与车辆周围环境自动适配的方法3的实施方式。图4B示出了用于车辆的照明设备的与之相配的实施方式。与图2A和3A中示出的调整(Regelung)不同，在图4A中示出基于明确的交通牌的照明控制(Steuerung)。
在方法步骤11中，由传感器和/或照相机测定出车辆周围环境场景的图像30。与图2A和3A中示出的方法不同，不对占优势的辐射源进行定位并且也不对所拍摄的图像中的反射现象进行分析处理。换言之，仅仅进行方法2中已经存在的方法步骤17，在该方法步骤中提供交通牌信息、尤其关于交通牌的存在以及位置和/或牌子种类和/或牌子大小和/或交通牌的反射度的信息。交通牌信息例如可以通过基于照相机的交通标志识别或者由现有的地图资料或者由数据库来测定。
交通牌信息可以在后继的方法步骤13中用来确定照明装置110的可改变的、尤其可变暗淡的照亮区域。控制装置130根据交通牌信息这样地控制照明装置110：改变交通牌的测定的位置上所发射的光并且尤其是所发射的光的亮度，从而有针对性地避免或者尽可能减少交通牌上的反射。
如果分析处理装置130已经确认在车辆周围环境中存在交通牌，则控制装置140便产生用于改变可由照明装置110朝交通牌方向发射的光的控制信号，从而避免或者至少减少所发射的光在交通牌上的反射。照明装置110例如可以构造为前照灯，尤其构造为LED(发光二级管)前照灯。这种前照灯在图5中示出，其中，各单独的LED在行111和列112中阵列(矩阵)形地布置。
在测定出了哪个LED应该在行-/列配置中发射出具有较小光强度或者说亮度的光线以减少自有光在交通牌20上的反射之后，控制装置140以相应的信号控制照明装置110。对各单独的LED的控制可以有选择地进行。
如果所发射的光的亮度处于阈值以上，仅仅减少亮度。由此，保证照亮始终保持于足够高的水平，从而在四周场景内存在的交通标志还至少以小强度被照明。由此便确保照明设备符合法规标准和安全性标准地工作。
附图标记
10                  车辆
20                  交通牌
30                  拍摄的图像
100a，100b，100c    照明设备的实施方式
110                 照明装置
120                 拍摄装置
130                 分析处理装置
140                 控制装置
150                 光强度测定装置
160                 远光辅助装置
170                 交通标志识别装置

Claims (15)

1.用于将车辆照明与车辆周围环境自动适配的方法，包括：
-借助车辆(10)的照明装置(110)照明车辆周围环境，
-测定车辆周围环境的图像(30)，
-确认在车辆周围环境中是否存在交通牌(20)，
-当确认交通牌(20)存在于车辆周围环境中时，通过分析处理所述图像(30)来测定所述交通牌(20)在车辆周围环境中的位置，
-如果确认在车辆周围环境中存在交通牌(20)，则改变由车辆(10)的照明装置(110)朝所测定的所述交通牌(20)在车辆(10)周围环境中的位置方向发射的光，以致减少所发射的光在所述交通牌上的反射。
2.根据权利要求1所述的方法，包括：
-测定所拍摄的图像(30)中的光强度，
-将占优势的辐射源定位在所述图像(30)中这样的部位上，如果所述辐射源的相应的光强度在所述部位上比在所述图像(30)中其他部位上更高的话，
-将定位在所述图像(30)中的占优势的辐射源在由所述照明装置(110)发射的光的反射方面进行分类。
3.根据权利要求2所述的方法，包括：
-分析处理远光辅助装置(140)的信息，
-将定位在所述图像(30)中的辐射源根据所述远光辅助装置(130)的信息进行分类。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，
实施交通标志识别，以确认在车辆周围环境中是否存在交通牌(20)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，
-如果确认在车辆周围环境中存在交通标志(20)，则提供关于交通牌的交通牌信息，
-其中，所述交通牌信息尤其包括关于交通牌的位置和/或牌子种类和/或牌子大小和/或反射度的信息。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，
其中，对由所述照明装置(110)朝所述交通牌(20)的测定的位置方向发射的光的改变根据所述辐射源的分类和/或根据交通牌识别和/或根据交通牌信息来进行。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，包括：
-测定所述交通牌(20)的定位在所述图像(30)中的部位上的光强度，
-改变由所述照明装置(110)朝所述交通牌(20)的测定的位置方向发射的光，直到所述交通牌(20)的定位在所述图像(30)中的部位上的光强度下降到阈值以下。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，包括：
-测定所述照明装置(110)的这样的区域(111，112)，在该区域中能改变要发射的光，以便减少由所述照明装置(110)发射的光在所述交通牌(20)上的反射，
-改变所述照明装置(110)的测定的区域(111，112)中所发射的光。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，
这样地改变所发射的光，尤其减少所发射的光的亮度：使得所发射的光的强度处于阈值以上。
10.用于车辆的照明设备，包括：
-照明装置(110)，用于发射用以照明车辆周围环境的光，
-拍摄装置(120)，用于拍摄车辆周围环境的图像，
-分析处理装置(130)，用于确认在车辆周围环境中是否存在交通牌(20)，
-其中，所述分析处理装置(130)构造为用于通过分析处理所述图像(30)来测定所述交通牌(20)在车辆周围环境中的位置，
-控制装置(140)，用于控制车辆的照明装置(110)，
-其中，所述控制装置(140)构造为用于这样地控制所述照明装置(110)：改变由所述照明装置(110)朝交通牌(20)方向发射的光，借此减少所发射的光在所述交通牌(20)上的反射。
11.根据权利要求10所述的照明设备，包括：
-光强度测定装置(150)，用于测定在所述图像(30)中的光强度，
-其中，所述分析处理装置(130)构造为用于将占优势的辐射源定位在所述图像(30)中这样的部位上，如果相应的光强度在所述部位上比在所述图像(30)中其他部位上更高的话，
-其中，所述分析处理装置(130)构造为用于将定位在所述图像(30)中的辐射源在由所述照明装置(110)发射的光的反射方面进行分类。
12.根据权利要求11所述的照明设备，包括：
-远光辅助装置(160)，
-其中，所述分析处理装置(130)构造为用于将定位在所述图像(30)中的占优势的辐射源根据由所述远光辅助装置(160)提供的信息进行分类。
13.根据权利要求12所述的照明设备，包括：
-交通标志识别装置(170)，用于检测车辆周围环境中的交通标志，
-其中，所述交通标志识别装置(170)构造为用于确认在车辆周围环境中是否存在交通标志(20)。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的照明设备，
其中，所述分析处理装置(130)构造为用于根据所述辐射源的分类和/或交通标志检测和/或交通牌信息来测定所述照明装置(110)的这样的区域(111，112)，在该区域中能改变并且尤其能减少要发射的光、尤其是要发射的光的亮度，如果所发射的光的亮度处于阈值以上的话。
15.带有照明的机动车，包括根据权利要求11至14中任一项所述的照明设备。
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