CN104470056A - 用于控制道路轮廓的照明的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于控制道路轮廓的照明的方法，其中前大灯具有至少一个发光元件，其中该至少一个发光元件能够单独地控制，以产生单独的光通量，其中由该至少一个发光元件发出的光线具有光分布，其中根据确定的道路轮廓，尤其作为与前大灯的距离的函数，来实现光分布的侧适应。

Description

用于控制道路轮廓的照明的方法
技术领域
本发明涉及一种尤其借助机动车的全适配的前大灯来控制道路轮廓的照明的方法。
背景技术
DE 10 2008 000 091 A1公开了一种用于控制车辆前大灯的照明角度的装置，其中由当前位置和道路信息得出转向半径，并且借助该数据和间距确定照明角度。因此，道路由于前大灯的摆动在转向时只能局部地照亮。
DE 101 12 996 A1公开了一种用于在转向驾驶时调节前大灯角度的方法，其中在达到了转向的顶点之后，前大灯的复位比转向半径的减小更快地进行。
发明内容
本发明的目的是，提供一种尤其借助全适配的前大灯来控制道路轮廓的照明的方法，它尤其能够在转向时更好地照亮道路。
总光分布(下面仅称为光分布)是由单个发光元件的单个光分布重叠产生的。
此目的就方法而言通过以下的特征得以实现。
本发明的实施例涉及一种用于控制道路轮廓的照明的方法，其中前大灯具有至少一个发光元件，其中该至少一个发光元件能够被单独地控制，以产生单独的光通量，其中由该至少一个发光元件发出的光线具有光分布，其中根据确定的道路轮廓，尤其作为与前大灯的距离的函数，来实现光分布的侧适应。
有利的是，其中根据确定的道路轮廓，作为被各发光元件照亮的道路区域与前大灯的距离的函数，来实现光分布的侧适应。
在此尤其有利的是，该光分布借助预先定义的三维的基本光分布来定义，其中光分布借助选出的参数与道路轮廓相匹配，或与自身车辆的预测轨道相匹配，或与道路轮廓及该轨道的适当组合相匹配。在此，根据预先设定的参数使基本光分布与道路轮廓或车辆轨道或这两者在侧向方向上匹配。例如，如果道路或轨道具有一个或多个转向，则该适配的光分布也与这些转向或弯曲匹配，并且具有或者模仿或者接近这种转向或弯曲。从而更好地照亮道路或车道。在此，道路和车道当作同义词来用。
此外还有利的是，在定义光分布时考虑预先规定。在此，光分布只能在预先规定允许的范围内在侧向方向上根据道路轮廓和/或车辆轨道来调节。尤其，这些参数(所述匹配是通过这些参数实现的)能够根据一组规则(其描绘了所述预先规定)限定在数值范围内。该数值范围可例如预先定义或根据其它参数(尤其是至少另一个参数的当前设定的数值)来限定。
尤其有利的是，三维的光分布根据以下参数中的至少一个进行调整：
-侧向的车道轮廓；
-竖向的车道轮廓；
-车道的侧向偏移；
-车道轮廓的角度；
-车道轮廓的弯曲；
-车道轮廓的弯曲变化；
-车道宽度；
-车道的宽度轮廓；和/或
-尤其在3D-环境中的自身车辆的预测轨道。
车道的宽度轮廓在此能够理解为岔路和交叉路口。
此外还有利的是，为不同的距离范围三维地匹配地确定光分布。相应地，道路轮廓能够划分为距离区域，它的亮度能够调节或构造得不同。
还有利的是，在此为不同的竖直角度，确定前大灯和道路之间的距离，因此能够为从各竖直角度中得出的不同距离确定相应匹配的光分布。
此外还有利的是，通过三维的光分布模型的三维参数范围的变形来获得光分布。
按本发明有利的是，产生定义的亮度轮廓，其跟随着探测到的弯曲的道路轮廓。
其它有利的构造方案通过下面的附图描述和从属权利要求进行描述。
附图说明
下面在至少一个实施例的基础上借助附图详细阐述了本发明，其中：
图1示出了具有用于照亮车道的前大灯的机动车的示意图；
图2示出了用于阐述本发明的方块图；
图3示出了从上方到车道上的光分布，其照亮了车道的转向；
图4示出了从车辆驾驶员的视线看到的光分布，其照亮了车道的转向；
图5示出了在常见的运行情况下从车辆驾驶员的视线看到的光分布；
图6示出了从车辆驾驶员的视线看的光分布，其围绕着水平角度偏转；
图7示出了从车辆驾驶员的视线看的光分布，其在转向的区域中朝左偏转；以及
图8示出了从车辆驾驶员的视线看的光分布，其在转向的区域中朝右偏转。
具体实施方式
图1示出了在道路或在道路的车道2上的机动车1，其中该机动车1具有至少一个用于照亮车道2的前大灯3。前大灯在此用于产生光分布4，借助该光分布来照亮车道2和可能位于该相关环境中的区域。
该前大灯在此优选指具有一个发光器件和/或多个发光器件和/或一个遮光板和/或多个遮光元件的前大灯，尤其指具有发光元件的矩阵5和/或具有遮光元件的矩阵的前大灯，其中这些发光元件和/或遮光元件能够单独地控制，以控制发光元件的单独的光通量。
在此，借助预先定义的基本光分布来定义前大灯的三维光分布，其中，由于环境条件或其它有影响的条件，通过适配从基本光分布中产生实际的光分布。为此，适配的光分布在基本光分布的基础上借助选出的参数进行变化。
在此，发光元件5(尤其是发光元件的矩阵6)借助控制单元7进行控制，其中控制单元在相关的参数组的基础上确定或识别基本光分布，并且在变化的参数的基础上从基本光分布中确定适配的光分布。那么这些发光元件在此这样控制，从而产生适配的光分布。
为了确定该条件，控制单元7能够接收传感器10和/或其它装置8或控制单元9的数据或信号。因此，例如能够由加装的摄像机8来接收数据或信号，以确定环境条件。此外，例如能够从未示出的存储器中下载至少一组用于遵守预先规定的规则。这尤其可根据车辆的当前位置来选择。
图2示出了用于阐述根据本发明的方法的方块图20。
该方法在此指用于控制前大灯的光分布的方法，其中前大灯具有至少一个发光元件或多个发光元件，优选具有可单独控制的发光元件的矩阵。由此产生了可单独控制的光通量，以便能够在机动车1前方产生可适配的光分布。
根据本发明，在这些参数的基础上通过预先定义的三维的基本光分布来定义该光分布。在方块21中，在参数组的基础上产生了三维的照明模型，其中通过根据方块22的设计-3D-基本光分布，在根据方块21的照明模型的基础上定义了三维的基本光分布，该基本光分布具有根据方块23的相关参数。
根据本发明，适配的光分布在根据方块23的基本光分布的基础上借助选出的参数进行变化。
为了确定基本光分布，相应地提出了三维的照明模型以照亮待照明的环境(见方块21)，其中按照环境的照明要求来确定基本光分布的参数。
在此采用了以下参数中的至少一个或多个作为基本光分布的参数：
-纵向照明在前大灯前方直至预先定义的距离内的定义的轮廓；
-侧向照明在前大灯前方的定义的轮廓；
-在车辆的前部地带中(尤其例如在车辆的附近范围内)的侧向和/或纵向的照明模型；
-远光灯聚光处(Fernlichtspot)的定义；
-远光灯聚光的方向和特性，这取决于车道轮廓及其有关的位置变化和变形；
-在考虑道路轮廓(尤其例如竖向和/或侧向的轮廓)以及自身车辆的轨道的轮廓，和/或道路轮廓和/或轨道的轮廓的结合的情况下待照亮的车道的轮廓；
-远光灯聚光处和前部地带之间的过渡区域的稳定参数，作为立体角的函数；
-车道的照明和远光灯聚光之间的过渡区域的定义；和/或
-单个或复合的防眩目区域和形状，其用于减少光的强度，并作为立体角、目标距离和前大灯局部强度的函数。
待照亮的环境通过预先定义的环境模型来描述。该环境模型在方块24中以包含相应参数的相关参数组为基础进行描述。环境模型的输入数据包含传感器、控制单元或其它装置的模块(见方块25、26)。在此，方块25作为传感模块代表传感器和控制单元，而方块26作为通迅模块代表控制单元和其它装置(如摄像机、导航装置、雷达装置等)。方块25、26的数据和/或信号被传输到方块24中的环境模型中。
在此有利的是，环境模型考虑以下因素：
-周围空间中的3D-表面，如车道或自身车辆的预测轨道的侧向和竖向轮廓，道路边缘、边缘建筑或边缘植被；
-发出的光线在驾驶员视线方向上反射回来的比例，尤其在考虑到照明角度和视线角度之间的视差以及表面法线和照明角度之间的角差的情况下，尤其取决于材料、颜色、可能出现的配件；
-待防眩目的目标的位置和动态；和/或
-回射器(Retroreflektoren)的位置和动态。
相应地，在确定适配的光分布时考虑环境参数，作为用于描述待照亮环境的参数。
根据本发明，环境模型通过参数描述了环境，这些参数能够借助传感器输入数据和/或通讯输入数据来确定(见方块25、26)。在此，应用环境参数、车辆参数和/或防眩目参数作为参数。
为了采用方块24中的环境模型来确定环境，可采用以下参数作为环境参数：
-道路类型(高速公路、市区道路、市外道路)的存在；
-道路轮廓(相对于车辆、侧向和/或竖向的轮廓)；
-预测的车辆轨道；
-车辆的驾驶动态；
-交通情况；
-危险；
-天气条件；
-视线条件；
-外部照明；
-对比度；
-日光；和/或
-环境亮度。
可采用以下参数作为车辆参数：
-车辆位置；
-车辆方位；
-速度；
-设置的驾驶参数；
-驾驶员外形；和/或
-车辆轨道。
在方块27中，借助防眩目模型来确定光分布应如何防眩目，因为例如已确定了其它不应被眩目的道路使用者或诸如此类的。在此，在方块27中确定了三维的防眩目模型，该模型是以包含防眩目参数的参数组为基础的。该防眩目模型像环境模型一样接收来自方块25和26的数据和/或信号。
可采用以下参数作为防眩目参数：
-其他车辆的位置；
-其他车辆群的位置；
-道路使用者的位置；
-回射器的位置；
-其他车辆的动态；
-其他车辆群的动态；
-道路使用者的动态；和/或
-回射器的动态。
从根据方块27的防眩目模型中，在方块29中定义了待防眩目的区域。在此还定义了该区域的外形。同样从防眩目模型中定义了降低了照明的区域(即照明降低区域)，以降低眩目(见方块28)。
在方块30中，从三维的基本光分布和三维的环境模型中确定适配的基本光分布。在此能够以最佳的方式和/或在考虑预先规定的情况下来确定。为此，可针对各预先规定选出规则组。尤其可以通过相应的规则组预先设定参数的允许的数值范围。
在方块31中，从根据方块30的三维的基本光分布中，以及从根据方块29的待防眩目的区域中，并且从根据方块28的降低了照明的区域中确定出适配的三维的光分布。在此能够以最佳的方式和/或在考虑预先规定的情况下来确定。为此，例如能够针对各自的客户、制造商和/或国家选出规则组。
为了确定适配的光分布，基本光分布与待照亮的环境、防眩目区域和/或照明降低区域相匹配，其中该适配的光分布通过参数的适配从基本光分布中得出。
在此，环境的参数映射至基本光分布的参数和/或变化的变量中，以确定最理想的适应情况的三维的光分布。
额外地或附加地，能够确定符合情况的且与所选的规则组的预先规定相一致的、三维的光分布。因此，该参数的描绘能够取决于所选的规则组。尤其能够通过相应的规则组预先设定参数的允许的数值范围。该规则组在此可指所用的所有参数，尤其是指适配的三维的光分布的参数(见方块31)。
在方块32中，可选地将适配的三维的光分布虚拟地投射到测量平面上。
尤其应考虑的是，例如环境模型的不同参数可能对光分布的至少一个参数具有不同的影响。在这种情况下，例如，一个参数可能要求在特定的立体角中降低亮度，而其它参数可能要求提高亮度。在这种情况下，实现共同的参数变化，其中综合地考虑这两个有关的参数。为此，可以中和或权衡效果，或者不加考虑地保持一个参数的原样，而其它参数则受到充分考虑并且组合起来。在确定共同的参数变化时，单独地对单个影响进行权衡。
此外还需注意的是，例如，在描绘参数时，防眩目模型的每次变化并非都会对光分布的至少一个参数产生影响。尤其由于考虑了预先规定，因此在交通环境中的特定变化不会对光分布产生影响，因为它们已经充分利用了允许的可能性。
根据方块33，各前大灯具有单独的属性，这些属性以其制造和样式为基础。该属性能够对待产生的光分布产生影响，例如，不能或只能在一定程度上示出一定的亮度或光色。在方块34中，由于前大灯的设计，前大灯及其属性对适配光分布产生的影响产生了真实的光分布，因此在方块35中借助其参数产生了真实的适配的光分布。
在此，不同适配的光分布之间的过渡能够在可识别性和设计方面构造得不同，尤其是过渡的速度不同。
本方法还具有的特性是，根据确定的道路轮廓，尤其作为与前大灯的距离的函数，来实现光分布的侧适应。
在此，该光分布借助预先定义的三维的基本光分布来定义，其中光分布基于选出的参数与道路轮廓相匹配，或与自身车辆的预测轨道相匹配，或与道路轮廓及该轨道的适当组合相匹配。三维的光分布根据以下参数中的至少一个进行调整：
-侧向的车道轮廓；
-竖向的车道轮廓；
-车道的侧向偏移；
-车道轮廓的角度；
-车道轮廓的弯曲；
-车道轮廓的弯曲变化；
-车道宽度；
-车道的宽度轮廓；
-尤其在3D-环境中的自身车辆的预测轨道。
有利的是，这些参数能够通过观察装置(例如摄像机、激光扫描仪或类似物体)确定，或者它们能够从行驶动态数据和/或车辆位置和地图资料中确定。
在此尤其有利的是，为不同的距离范围三维地匹配地确定光分布。因此，该光分布还能够作为距离的函数来适配，并且跟随明显变更的轮廓。
在此为不同的竖直角度，确定前大灯和道路之间的距离，因此能够为从各竖直角度中得出的不同距离确定相应匹配的光分布。
因此，作为适配，通过三维的光分布模型的三维参数范围的变形来获得光分布。
因此该适配的光分布允许产生定义的亮度轮廓，该亮度轮廓跟随着探测到的弯曲的道路轮廓。
图3至8分别示出了光分布。
图3基于颜色或灰度视图描述了光分布。各颜色或灰色表示相同亮度的区域。在此示出了在朝左转向驾驶时调节光分布的情况下，相同亮度的区域的弯曲轮廓。
图4基于颜色或灰度视图描述了光分布，其中该视图产生于车辆驾驶员的视线或产生于前大灯自身的视线中。各颜色或灰色表示相同亮度的区域。在此示出了在朝左转向驾驶时调节光分布的情况下，相同亮度的区域的弯曲轮廓。
图5基于线状视图示出了光分布。在此，线51是指相同亮度的线，其中，中心50是最亮的区域，并且朝着外朝区域55或60降低亮度。图5示出了标准光分布，它例如能够用于近光灯、远光灯或高速公路灯。在此示出了左右对称的光分布，其在车辆前方的定义距离中具有最大亮度。
图6基于线状模型示出了适配的光分布，该适配的光分布表示在摆动角度呈水平时的光分布。在此，光分布围绕着中间线的摆动角度从中间位置朝右摆动。
图7和8基于线状模型示出了适配的光分布，该适配的光分布表示在适配朝左或朝右的转向时的光分布。在此，光分布从转向的中间位置朝左或朝右地调整。

Claims (8)

1.一种用于控制道路轮廓的照明的方法，其中前大灯具有至少一个发光元件，该至少一个发光元件为可单独地控制的，以产生单独的光通量，其中由该至少一个发光元件发出的光线具有光分布，其特征在于，其中根据确定的道路轮廓，尤其作为与前大灯的距离的函数，来实现光分布的侧适应。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据确定的道路轮廓，作为被各发光元件照亮的道路区域与前大灯的距离的函数，来实现光分布的侧适应。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，该光分布通过预先定义的三维的基本光分布来定义，其中光分布通过选出的参数与道路轮廓相匹配，或与自身车辆的预测轨道相匹配，或与道路轮廓及该轨道的适当组合相匹配。
4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，三维的光分布根据以下参数中的至少一个进行调整：
-侧向的车道轮廓；
-竖向的车道轮廓；
-车道的侧向偏移；
-车道轮廓的角度；
-车道轮廓的弯曲；
-车道轮廓的弯曲变化；
-车道宽度；
-车道的宽度轮廓；
-尤其在3D-环境中的自身车辆的预测轨道。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的方法，其特征在于，为不同的距离范围三维地匹配地确定光分布。
6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，为不同的竖直角度，确定前大灯和道路之间的距离，并为从各竖直角度中得出的不同距离确定相应匹配的光分布。
7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过三维的光分布模型的三维参数范围的变形来获得光分布。
8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，产生定义的亮度轮廓，其跟随着探测到的弯曲的道路轮廓。
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