CN105358374A - 动态的视域照亮 - Google Patents

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Abstract

一种用于产生自适应的光分布的方法，光分布可在通过车辆驾驶员(3)操纵的车辆(2)中由至少一个车辆大灯(SW1,SW2)产生，其中，至少一个车辆大灯(SW1,SW2)具有至少一个自适应的照明器件(BM1,BM2)，在其中至少一个摄像机(5)探测车辆驾驶员的视线方向(BR)，至少一个运算单元(6)评估如此获得的信息并且基于此产生控制信号以及将控制信号传输给带有至少一个自适应的照明器件(BM1,BM2)的至少一个车辆大灯(SW1,SW2)，并且其中，根据控制信号控制至少一个自适应的照明器件(BM1,BM2)以有针对性地照亮位于车辆驾驶员(3)的视线方向(BR)中的区域(BR1)。

Description

动态的视域照亮
技术领域
本发明涉及一种用于产生自适应的光分布的方法，光分布在可通过车辆驾驶员操纵的车辆中由至少一个车辆大灯产生，其中，至少一个车辆大灯具有至少一个自适应的照明器件。
此外，本发明涉及一种照明系统以及带有用于产生自适应的光分布的该照明系统的机动车，光分布在通过车辆驾驶员操纵的车辆中由至少一个车辆大灯产生，其中，至少一个车辆大灯具有至少一个自适应的照明器件。
背景技术
已经由现有技术已知用于产生自适应的光分布的自适应的照明器件的机动车。因此，文献EP1506893A2示出了一种机动车，在其中可操控的发光装置与用于环境探测的装置如此共同作用，使得位于环境中的物体可单独地进行照明。措辞环境在此针对车辆环境。不可运动的或可运动的物体（例如道路标牌元素、行人、骑自行车的人或动物）可被探测到且单独地进行照明。在此，用于环境探测的装置不依赖于车辆驾驶员起作用。因此，可行的是，车辆驾驶员在不平衡的区域中猜测物体，然而可操控的发光装置照明其他的物体，从而车辆驾驶员在其猜测中仍然不确定。在这种情况下，车辆驾驶员通常尝试保持视线方向，以识别猜测的物体或可排除其存在性。在这种情况下，车辆驾驶员的注意力受到约束，由此一方面不可排除与未被照亮的物体(例如藏在灌木中的动物)相撞的危险，而且另一方面显著提高与其他物体相撞的危险。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种用于产生自适应的光分布的方法，在其中探测关于车辆驾驶员的信息并且在选择待照亮的区域时考虑该信息。在本发明的第一方面中，该目的利用开头提及类型的方法实现，在其中，根据本发明，至少一个摄像机探测车辆驾驶员的视线方向，至少一个运算单元评估如此获得的信息并且基于此产生控制信号以及将控制信号传输给带有至少一个自适应的照明器件的至少一个车辆大灯，并且其中，根据控制信号控制至少一个自适应的照明器件以有针对性地照亮位于车辆驾驶员的视线方向中的区域。涉及视线方向的信息优选由摄像机独立地输送给运算单元。备选于此，运算单元还可自主调阅信息。通过根据本发明的方法，可探测、评估关于车辆驾驶员的信息，并且可有意义地将该信息并入到有针对性地照亮物体和/或区域中。由此可决定性地改善车辆驾驶员的感知并且因此提高交通安全性。
作为摄像机，可设置适合于探测光学信号的任意的监测装置。为此目的，例如可修改由现有技术已知的疲劳识别系统，其配备有至少一个摄像机并且借助于光学监测车辆驾驶员（尤其眼睛）来识别疲劳现象。因此，根据本发明的方法可以特别低的花费执行以及可利用现有的硬件实现，并且可与其他的车辆辅助系统以简单的方式相组合。还可设置两个或多个摄像机，它们一起探测视线方向。措辞“控制”在该文献的范围中不仅可理解成控制行为，而且可理解为调节行为。因此，措辞“控制”不可限制性地(在控制和调节技术的意义中)来理解。同样，表达“信息”不可限制性地来解释，而是还可包括更多信息。此外，涉及视线方向的信息可针对其他目的进行评估和使用。因此，受眼睛控制的操作同样可由在车辆中存在的元件(例如收音机、导航系统、空调设备等的操作元件)实现。通过根据本发明的方法产生的“自适应的光分布”引起动态的视域照亮，其可动态地跟随车辆驾驶员的视线方向。
在根据本发明的方法的一种有利的实施方式中设置成，自适应的光分布通过至少一个照明器件的光像的水平的和/或垂直的分段产生。该分段例如可在激光大灯中通过反射和取向光线的镜子的取向实现，或者在矩阵大灯或像素大灯中通过激活各个光源(其配属于光像的各个部分)实现。
按照根据本发明的方法的一种改进方案，自适应的光分布由各具有至少一个自适应的照明器件的两个车辆大灯的光像组成。车辆大灯例如可为前照灯。在此特别有利的是，在车辆大灯中已经存在的自适应的照明器件附加地通过运算单元操控以有针对性地照亮处在车辆驾驶员的视线方向中的区域。因此，可考虑设置在车辆大灯中的唯一的自适应的照明器件以产生传统的以及自适应的光分布。这种变体特别经济有效。在此，自适应的光分布通过组合(即叠加或叠合)相应通过车辆大灯产生的光像出现。在一种备选的变体中，还可仅仅一个车辆大灯配备有自适应的照明器件。
为了实现特别有利地设计自适应的光分布，在根据本发明的方法的特别有效的变体中设置成，自适应的光分布由相应具有恰好一个自适应的照明器件的两个车辆大灯的光像组合。因此，自适应的光分布借助于相应具有自适应的照明器件的两个前照灯特别成本有利和有效。
特别有针对性地照亮处在车辆驾驶员的视线方向中的区域可通过根据本发明的方法的一种改进方案实现，在其中自适应的光分布通过彼此独立控制的至少两个自适应的照明器件产生。因此，各个自适应的照明器件可不同地取向，以便例如补偿其位置不同和特别明显地照亮期望的区域。特别明显地受限的照亮特别具有重大意义，如果存在其他的交通参与者被自适应的光分布炫目的危险。此外，独立控制两个自适应的照明器件还在自适应的照明器件失灵时进一步允许通过留下的自适应的照明器件产生自适应的光分布。控制在此可或者通过共同的运算单元或通过两个独立的运算单元实现，由此附加地提高冗余。
按照根据本发明的方法的一种有利的实施方式可设置成，车辆环境由至少一个摄像机探测，并且至少一个运算单元评估如此获得的信息且识别在车辆环境中的交通参与者以及根据限定的标准进行选择，其中，至少抑制有针对性地照亮所选择的交通参与者。车辆环境的探测在此优选通过附加的摄像机实现，其例如可与用于评估涉及车辆环境的信息的附加的运算单元相连接。处在车辆环境中的交通参与者可借助于已知的图像处理算法识别。交通参与者的选择可如此实现，即，例如识别迎面而来的交通参与者和为其遮光。为此，例如识别的交通参与者的运动和/或交通参与者的位置(例如在相对于车辆的行驶方向左边的图像区域或借助于摄像机探测的车辆环境的左边的图像半部中)可考虑为标准。
在此，有利的是，可实施根据划分成等级的优先次序的各个光功能。因此，可设置成，至少一个自适应的照明器件呈现多个功能(例如近光功能、远光功能和自适应的光分布功能)。因此，基本光分布(例如近光和远光以及无炫目的远光)可通过向回调暗(Rückdimmen)例如光分布的各个部分实现。通过至少一个自适应的照明器件产生的和在车辆驾驶员的视线方向上发光的光锥可优选引回到唯一的光源的其他功能上。为了可预防不同的光功能的冲突，待照亮和待遮光的区域的划分成等级的优先级(所谓的优先权)是有利的。在此，最高点优先权可为近光功能。第二高级的优先权例如可为无炫目的远光功能，在其中可有针对性地为其他的交通参与者遮光。有针对性地照亮处在车辆驾驶员的视线方向中的区域可布置成在其优先权方面低于无炫目的远光的优先权。由此可避免由于照亮处在车辆驾驶员的视线方向中的区域而使迎面交通目眩。
因此，可为有利的是，产生近光分布得到最高的优先级，跟着是远光分布和视线方向控制。尤其可设置成，借助于至少一个摄像机探测在车辆之前的曲线状的道路走向并且解除有针对性地照亮处在车辆驾驶员的视线方向中的区域(简称：视线方向控制)，以预防车辆驾驶员的精神不集中并且使车辆驾驶员保持集中在弯道走向上。这种解除可取决于车辆的行驶速度和/或弯道半径。这种切断尤其可设置成针对超过30km/h(或50km/h或100km/h)的速度和/或弯道半径小于100m。还可考虑行驶速度和和弯道半径的商作为解除视线方向控制的指标。解除例如可在商大于3(km/h)/m时实现(相应于在弯道半径为10m时行驶速度为30km/h)。同样，通过以下方式将可测量或简单算出的横向加速度可用作解除视线方向控制的指标，即，行驶速度的平方除以弯道半径的商形成。解除视线方向控制可在横向加速度超过0.1g/0.2g或0.5g(g代表重力加速度–大约9.81m/s2)时进行。
为了防止车辆驾驶员目眩，可设置成，车辆环境由至少一个摄像机探测，并且至少一个运算单元评估如此获得的信息以及识别出与车辆环境中的反射光的物体、尤其路牌，并且根据反射光的物体的反射特性调节反射光的物体的有针对性的照亮的强度。如果车辆驾驶员看到反射光的物体上，则该物体借助于视线方向控制部照见并且测量朝车辆驾驶员向回反射的光量、光流和/或光强度。如果光量、光流和/或光强度超过可限定的极限值，则可降低有针对性的照亮的强度。
可为特别有利的是，车辆环境由至少一个摄像机探测并且至少一个运算单元评估借助于摄像机获得的信息并且根据限定的标准对处于辆环境中的物体、尤其运动的物体在其交通关联性方面进行验证，其中，比较相应的物体的位置与车辆驾驶员的视线方向以及根据物体验证以及与视线方向比较的结果引入至少一个光学技术上的措施以控制车辆驾驶员的注意力。这种光学技术上的措施例如可通过擦光功能(Wischlichtfunktion)得到，在其中使光锥朝相应的物体转向。这优选通过自适应的照明器件实现。作为其他的光学技术上的措施，例如可通过重复接通和断开(例如脉冲式地)指向到相应的物体上的光锥实现。
在本发明的第二方面中，上面提出的目的利用开头提及类型的用于产生自适应的光分布的照明系统实现，在其中根据本发明至少一个摄像机设立成探测车辆驾驶员的视线方向，其中，至少一个自适应的照明器件可通过至少一个运算单元控制以有针对性地照亮处在车辆驾驶员的视线方向中的区域。在此，运算单元得到至少一个摄像机的涉及视线方向的信息(如上面说明的那样)。根据本发明的照明系统允许将信息关于车辆驾驶员(或与车辆驾驶员的相互作用)包括到可预定的光分布中，光分布可通过至少一个运算单元预定。
在根据本发明的照明系统的一种特别简单的构造方案中，至少一个照明器件具有水平的和/或垂直的分段。分段可例如在激光大灯中通过反射和取向光束/激光光束的取向的镜子实现或在矩阵大灯或像素大灯中通过激活各光源(其因此产生光像的各个部分)实现。因此可以简单的方式动用现存的大灯或照明系统。
在根据本发明的照明系统的一种成本有利的设计方案中，车辆、尤其至少一个车辆大灯具有恰好一个自适应的照明器件。车辆大灯例如可为前照灯。在此，特别有利的是，在车辆大灯中已经存在的自适应的照明器件通过运算单元操控以有针对性地照亮处在车辆驾驶员的视线方向中的区域。因此，唯一的设置在车辆大灯中的自适应的照明器件不仅可考虑来产生传统的光分布，而且可考虑来产生自适应的光分布。这边变体特别经济有效。备选于此，除了自适应的照明器件之外，还可设置其他的静态的或自适应的照明器件，其可承担其他的照明功能。同样可标记和继续照明运算单元识别出的物体，即使车辆驾驶员的视线从物体移开。此外，根据本发明的照明系统也能实现同时照明多个物体。
为了避免迎面而来的交通参与者的目炫，可以根据本发明的照明系统的有利的实施方式设置成，至少一个摄像机设立成探测车辆环境，其中，至少一个运算单元设立成评估如此获得的信息以及识别处在车辆环境中的交通参与者，其中，识别交通参与者根据限定的标准选择并且可抑制有针对性地照亮所选择的交通参与者。
在此，可为有利的是，至少一个摄像机设立成探测在车辆之前的曲线状的道路走向。
可为特别有利的是，至少一个摄像机设立成探测车辆环境，其中，至少一个运算单元设立成评估如此获得的信息以及识别处在车辆环境中的物体，尤其路牌，并且可根据反射光的物体的反射特性调节反射光的物体的有针对性的照亮的强度。强度的调节已经在开始时进行了讨论。
可为特别有利的是，至少一个摄像机设立成探测车辆环境，其中，至少一个运算单元设立成评估如此获得的信息以及识别和验证处在车辆环境中的物体，尤其运动的物体，其中，运算单元设立成比较相应的物体的位置与车辆驾驶员的视线方向，并且根据物体验证以及与视线方向比较的结果有针对性地操控至少一个自适应的照明器件。
在本发明的第三步骤中，机动车具有至少一个根据本发明的照明系统。优选地，机动车具有配备由根据本发明的照明系统的两个前照灯。
附图说明
下面借助示例性的、非限制性的在附图中说明的实施方式进一步阐述本发明连同其他的设计方案和优点。其中：
图1示出了根据本发明的照明系统的示意图，以及
图2示出了根据本发明的方法的示意图。
具体实施方式
在图1中可以第一实施方式看出根据本发明的照明系统1的示意图。在其中示出了配备有两个车辆大灯SW1和SW2的车辆2、优选机动车的前部区段的俯视图，车辆大灯构造为前照灯。在车辆2中有车辆驾驶员3，车辆驾驶员的视线方向BR通过从其头部朝观察的物体4延伸的虚线显示出，物体例如在很大程度上填满位于视线方向BR中的区域BR1。尤其将车辆驾驶员3的生理上的主观察方向理解为视线方向BR。车辆驾驶员3的视线方向BR通过摄像机5(或多个摄像机)探测，其优选监测车辆驾驶员3的脸部区域并且尤其探测车辆驾驶员的眼睛的状态、更确切地说探测眼睛的固定。适合于此的摄像机5和相关的软件和硬件构件从现有技术中充分已知并且通常与表达“眼球跟踪”相关联。同样，头部运动(其通常不可等同于视线方向BR)可通过摄像机5探测并且在随后进行评估(例如以识别疲劳现象)。
摄像机5与运算单元6相连接，运算单元获得、评估摄像机5的涉及视线方向的信息并且基于此产生控制信号，控制信号被传递给布置在车辆大灯SW1或SW2中的自适应的照明器件BM1或BM2。自适应的照明器件BM1或BM2设立成，评估控制信号并且有针对性地照亮在自适应的照明器件的光像(光像)中的各个区域或为其遮光（ausblenden），由此可有针对性地照亮物体4。因此，带有分段的光像的照明器件特别好地适合作为自适应的照明器件BM1或BM2。在所示出的实施方式中，车辆大灯SW1或SW2具有恰好一个自适应的照明器件BM1或BM2。位于视线方向BR中的区域BR1在所示出的示例中通过两个照明器件BM1或BM2照亮。相应的照明器件BM1或BM2的为此照亮的部分的水平的组成部分通过辅助线HL1或HL2表示出来，其通过限制相关的自适应的照明器件的相应部分或特性的空间尺寸确定并且通过在水平方向上限制处在视线方向BR中的区域BR1来表示。区域BR1的垂直的限制以类似的方式通过垂直分段实现。
图2示出了根据本发明的例如用在照明系统1中的方法的示意图。其中，在第一步骤中，通过摄像机5探测车辆驾驶员3的视线方向BR。将信息输送给至少一个运算单元6，其评估信息并且基于此产生控制信号以及将控制信号发送给自适应的照明器件BM1或BM2。自适应的照明器件BM1或BM2通过以下方式转化控制信号，即，其有针对性地照亮处在车辆驾驶员3的视线方向BR中的区域BR1。有针对性地照亮区域BR1通常附加于可由自适应的照明器件BM1或BM2承担的其他的光功能。因此，自适应的照明器件同样可设立成产生近光分布或远光分布。还可执行用于自动识别和照亮位于车辆环境中的物体和/或有针对性地照亮其他交通参与者或为其遮光的功能。在此，可设置划分成等级的分部。例如为迎面而来的交通参与者遮光可在有针对性地照亮处在车辆驾驶员3的视线方向BR中的区域BR1之前具有优先权，从而对于这种情况，即在其中车辆驾驶员3朝迎面而来的交通参与者的方向上看去，抑制区域BR1的照亮。在此，车辆环境的探测优选通过附加的摄像机实现，其例如可与用于评估涉及车辆环境的信息的附加的运算单元相连接。处在车辆环境中的交通参与者可借助于已知的图像处理算法识别。交通参与者的选择可如此实现，即，例如识别迎面而来的交通参与者且为其遮光。可为此，例如将识别出的交通参与者的运动和/或交通参与者的位置(例如在相对于车辆2的行驶方向上左边的图像区域或借助于摄像机探测的车辆环境的左边的图像半部中)考虑为标准。
所说明的照明系统1的技术构造自然可以任意对于本领域技术人员来说容易想到的方式进行改动。因此，运算单元6例如可形成摄像机5的集成的组成部分。同样，运算单元6可配属于大灯SW1或SW2。此外，根据本发明的方法可简单地通过以下方式修改或改变，即，例如存储视线方向BR的时间上的走向并且还照明处在视线方向BR上的物体，即使视线方向BR之后从物体移开。

Claims (18)

1.一种用于产生自适应的光分布的方法，所述光分布在可通过车辆驾驶员(3)操纵的车辆(2)中由至少一个车辆大灯(SW1,SW2)产生，其中，所述至少一个车辆大灯(SW1,SW2)具有至少一个自适应的照明器件(BM1,BM2)，其特征在于，
-至少一个摄像机(5)探测车辆驾驶员的视线方向(BR)，
-至少一个运算单元(6)评估如此获得的信息并且基于此产生控制信号，以及
-将控制信号传输给具有至少一个自适应的照明器件(BM1,BM2)的至少一个车辆大灯(SW1,SW2)，
并且其中，根据所述控制信号控制所述至少一个自适应的照明器件(BM1,BM2)以有针对性地照亮处在车辆驾驶员(3)的视线方向(BR)中的区域(BR1)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述自适应的光分布通过所述至少一个照明器件(BM1,BM2)的光像的水平的和/或垂直的分段产生。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述自适应的光分布由两个车辆大灯(SW1,SW2)的光像组成，该车辆大灯各具有至少一个自适应的照明器件(BM1,BM2)。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述自适应的光分布由两个车辆大灯(SW1,SW2)的光像组成，该车辆大灯相应具有恰好一个自适应的照明器件(BM1,BM2)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述自适应的光分布通过彼此独立地控制的至少两个自适应的照明器件(BM1,BM2)产生。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，车辆环境由至少一个摄像机(5)探测，并且所述至少一个运算单元(6)评估如此获得的信息以及识别处在车辆环境中的交通参与者，并且根据限定的标准对交通参与者进行选择，其中，至少抑制有针对性地照亮所选择的交通参与者。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，借助于所述至少一个摄像机(5)探测在所述车辆(2)之前的曲线状的道路走向。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，车辆环境由至少一个摄像机(5)探测，并且所述至少一个运算单元(6)评估如此获得的信息以及识别处于车辆环境中的反射光的物体，尤其路牌，并且根据反射光的物体的反射特性调节反射光的物体的有针对性的照亮的强度。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，车辆环境由至少一个摄像机(5)探测，并且所述至少一个运算单元(6)评估借助于所述摄像机(5)获得的信息以及借助限定的标准对处于车辆环境中的物体、尤其运动的物体在其交通关联方面进行验证，其中，比较相应的物体位置与车辆驾驶员(3)的视线方向，并且根据物体验证以及与视线方向比较的结果，引入用于控制车辆驾驶员的注意力的至少一个光学技术措施。
10.一种用于产生自适应的光分布的照明系统(1)，所述光分布在通过车辆驾驶员(3)操纵的车辆(2)中由至少一个车辆大灯(SW1,SW2)产生，其中，所述至少一个车辆大灯(SW1,SW2)具有至少一个自适应的照明器件(BM1,BM2)，其特征在于，
设立有至少一个摄像机(5)以探测车辆驾驶员的视线方向(BR)，其中，所述至少一个自适应的照明器件(BM1,BM2)可通过用于有针对性地照亮处在车辆驾驶员(3)的视线方向(BR)中的区域(BR1)的至少一个运算单元(6)控制。
11.根据权利要求10所述的照明系统(1)，其特征在于，所述至少一个照明器件(BM1,BM2)具有水平的和/或垂直的分段。
12.根据权利要求10或11所述的照明系统(1)，其特征在于，所述车辆(2)、尤其所述至少一个车辆大灯(SW1,SW2)具有恰好一个自适应的照明器件(BM1,BM2)。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的照明系统(1)，其特征在于，至少一个摄像机(5)设立成探测车辆环境，其中，所述至少一个运算单元(6)设立成评估如此获得的信息以及识别处于车辆环境中的交通参与者，其中，识别的交通参与者根据限定的标准选择并且可抑制有针对性地照亮所选择的交通参与者。
14.根据权利要求13所述的照明系统(1)，其特征在于，至少一个摄像机(5)设立成探测在所述车辆(2)之前的曲线状的道路走向。
15.根据权利要求10至14中任一项所述的照明系统(1)，其特征在于，至少一个摄像机(5)设立成探测车辆环境，其中，所述至少一个运算单元(6)设立成评估如此获得的信息以及并且识别处在车辆环境中的物体、尤其路牌，并且可根据反射光的物体的反射特性调节反射光的物体的有针对性的照亮强度。
16.根据权利要求10至15中任一项所述的照明系统(1)，其特征在于，至少一个摄像机(5)设立成探测车辆环境，其中，所述至少一个运算单元(6)设立成评估如此获得的信息以及识别和验证处在车辆环境中的物体，尤其运动的物体，其中，所述运算单元设立成比较相应的物体的位置与车辆驾驶员(3)的视线方向并且根据物体验证以及与视线方向比较的结果有针对性地操控所述至少一个自适应的照明器件(BM1,BM2)。
17.一种机动车，具有根据上述权利要求中任一项所述的至少一个照明系统(1)。
18.根据权利要求17所述的机动车，其特征在于，所述机动车具有配备有照明系统(1)两个前照灯。
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