CN105539269B - 具有自适应光分布的车辆前灯系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有自适应光分布的车辆前灯系统(12)，该系统(12)将在摄像机图像中被检测到的和在行驶方向上位于车辆(1)前方的对象(3、4、5、6)考虑在内。根据本发明，自适应光分布被控制从而使得被检测为位于车辆前方的物体周围对车辆驾驶员呈现框状区域(3”、4”、5”、6”)，所述框状区域(3”、4”、5”、6”)被前灯系统以一照明强度照亮，该照明强度显著地低于用于对象本身的照明强度且也显著低于框状区域周围的照明强度。

Description

具有自适应光分布的车辆前灯系统

根据专利权利要求1的前序部分，本发明涉及一种具有自适应光分布的车辆前灯系统，该系统将在摄像机图像中被检测到的和在行驶方向上位于车辆的前方的对象考虑在内。这样的车辆前灯系统可以是车辆中的一个、两个或更多的前灯的群组。

这样的车辆前灯系统从DE 10 2012 002 333 A1是已知的。在所述文件中，光分布包含至少一个光束，该光束在车辆的前方的预定的区域中产生类似于光点的限制的照明区域。光分布可以由形成总的光分布的多个不同的光束组成。光束可以通过可枢转的照明模块或者通过如果光源被实施为例如LED阵列则选择性地打开和关闭光源来产生，其中，也可以产生闪光效应。摄像机位于车辆中，利用摄像机图像的图像评估以便检测车道边界和相对于车辆的它的位置和轮廓并将其传送到光分布的光控制单元，所述光控制单元以这样的方式设置光分布：被车辆穿过的车道边界以比视野的其他区域更高的照明强度照亮。

这样的车辆前灯系统也从DE 10 2010 046 517 A1是已知的。照明单元产生通过成像感测单元感测的特定光分布，其中光分布的水平和/或垂直的明/暗边界通过评估车辆的前方的场景的图像来确定，并且与设定点值比较，并且在偏差的情况下，照明单元被自动地调整以便避免令对象和其它道路使用者炫目并通过危险警告灯选择性地照亮障碍物。对象的类型也被确定为，例如车辆、行人、骑自行车的人、动物等。这样的车辆前灯系统也被称为自动照明辅助设备，其根据车辆的前方感测的移动的和非移动的对象来自动地调整主光束。感测的对象可以从光分布提取，特别是用“具有限定的间隔的部分的全光束”。可选择地，各个对象也可以用被称为危险警告灯的部件更强烈地被照亮，目的是避免使人炫目，而关于这会如何发生没有任何更详细的说明。

对于人的眼睛，当在夜间驾驶时检测对象——例如行人是困难的任务，因为在夜间眼睛的对比敏感度比在白天更低，并且因为此外这样的对象经常与它们的周围环境只有亮度的微小差异。将光点引导到除了主光束之外的对象上的自动照明辅助设备通过吸引驾驶员对关键对象的注意力来解决这个问题。然而，准确地检测和识别对象对于驾驶员是困难的，因为低的对比敏感度，以及在适当情况下，在夜间对比度的缺乏。此外，光点的照明强度因为使人炫目的风险而受到法定限制。光点，和特别是闪光效应会被被照亮的人误解，这增加了事故的风险。如果被炫目的动物在穿越道路时停止，则也存在事故的风险。

本发明是基于使车辆驾驶员在夜间感知车辆前方的对象更容易，且使驾驶在夜间更安全的目的。

这个目的是通过具有专利权利要求1中具体说明的特征的车辆前灯系统来实现。

本发明的有利发展在从属专利权利要求中被具体说明。

本发明基于这样的认识：针对在夜景中具有弱光的图像具有低的对比敏感度的人的眼睛趋向于被具有相对强烈的对比度的图像元素吸引。因此，形成相对大的相对对比度强烈的元素的框状区域将驾驶员的感知和注意力引导到关键对象上，如在现有技术中利用光点发生的，但是没有后者的令人炫目的风险，并且此外以这样的方式通过暗框包围的对象可以被驾驶员特别好地感知，如将在下面更详细地说明。

当然，框状区域应该具有尽可能多的相对于其背景的明/暗对比度，即在框状区域中的照明强度应该尽可能低。

因此，本发明需要车辆前灯系统，在该系统中，照明可以实质上局部地关闭。这可以用一种类型的“像素光”来实现，该“像素光”比如为例如通过视频投影仪或被称为投影机的部件产生的，但是这里像素分辨率不必非常高。在车辆中，首先，具有LED阵列和透镜或LED激光阵列的前灯对这来说是可能的，如已经被部分地实施的，但其它类型的 前灯将也是可能的，例如其中光束路径中的遮光板可以被移动的投影前灯，或可以同时被枢转并迅速打开和关闭的仅具有一个光束的激光。

所以框状区域被驾驶员直观地理解为关键对象的指示，所述区域应该呈现为几何基本形状中的框的形式，其最好是矩形，但也可以，例如是椭圆形。

相比于几何基本形状的总尺寸，其线宽相对大。特别地，被框状区域暗化的面积的大小应该是被框状区域包围的面积的大小的数量级，例如不小于它的十分之一。

在一个优选的实施例中，被框状区域暗化的面积的大小最大是被框状区域包围的面积的大小的三分之一，例如约一半大或相等的大小。在这种情况下，相当大的额外的优势出现：驾驶员的眼睛一被引导到对象上，实质上仅来自框内部的光就立即在具有最敏锐视觉的视网膜的部分上，并且眼睛几乎不接收任何造成伤害的光。这使驾驶员感知对象更容易，并且在适当的情况下，识别它为潜在的危险。

对于本发明，对于框针对它的周围环境特别锐利地被描绘是不需要的。某些缺乏焦点——比如将发生，例如，用LED阵列前灯，它的“像素分辨率”接近于框的宽度——是没有伤害的。

此外，框不需要周围是连续的，但也可以，例如是U形或具有其它中断，只要它们不是太大，且框仍然整体地给予框的印象。

不能直接地看着框而是具有视野中横向地更多或更少的人的眼睛根本不会感知这样的缺乏焦点或中断，而是将框感知为明确地对比度强烈的，并且眼睛一朝框看去，甚至未聚焦的或中断的暗框就提高如上所解释的对象的感知。

当然，根据本发明的车辆前灯系统必须与图像感测和能够检测代表潜在危险的对象的对象检测单元合作。如果这个单元也能够区分生物和无生命的对象，例如，基于它们的运动或缺乏运动，则前灯适应也可以被不同地实施如下：

如果对象被检测为人或动物，则以这样的方式选择框状区域的长度 和宽度：生物的身体呈现在被框状区域包围的区域内填充图像，但位于被框状区域暗化的区域内的生物的头部则没有。因此，几乎根本不会使生物炫目且道路上的动物将趋向于继续奔跑而不是停止。

相比之下，如果对象被检测为无生命的对象，则以这样的方式选择框状区域的长度和宽度：无生命的对象可以在其整个表面上被观察，以便它可以被驾驶员更容易地识别。

在一个优选的实施例中，在被框状区域包围的区域内的照明强度与区域外部的相同。这意味着没有额外的光必须被使用，例如光点。

然而，还可以想到的是，照亮框的内部区域比框的周围环境稍微更强烈，类似于光点。在这样的情况下，还享有本发明的优势：驾驶员的注意力到关键对象的引导和驾驶员的感知的提高。

接下来是基于附图的示例性实施例的描述，附图中：

图1示出了在机动车辆的前方具有在道路上或在路边的各种对象的夜景；

图2示出了具有对象的传统光点标记的来自图1的场景；

图3示出了具有对象标记和通过对象周围的暗框的对比度的增加的来自图1的场景；以及

图4示出了仅具有行人和以稍微更现实的说明的来自图3的场景。

在图1中，机动车辆1包含两个照亮车辆的前方的自然场景的传统的车辆前灯2，其中行人3、骑自行车的人4、狗5和箱6位于道路上或在路边。

图2说明了通过具有自适应光分布的车辆前灯12照亮的相应的场景，该车辆前灯12将附加的光点3'、4'、5'和6'引导到生物或无生命的对象上。为此，机动车辆1包含具有一个或多个摄像机、雷达传感器、超声波传感器、激光传感器等的图像感测单元，以及如从现有技术已知的相应的对象检测单元。

图3说明了通过具有自适应光分布的车辆前灯12照亮的相应的场 景，该车辆前灯12包围具有对比度强烈的框3”、4”、5”和6”的生物或无生命的对象，因为它们不照亮框表面，且结果是使它们突出，除了生物的头部，以便避免使人炫目。

为了这个目的，紧包围生物的矩形图像区域的面积的约五分之一还保持不被照亮，其结果是，在这些点上框3”、4”、5”和6”相应地较厚。在两足生物的情况下，上面五分之一被简单地暗化，并且在四足生物的情况下，在从它的运动方向显而易见的一侧上的五分之一暗化。如果生物或无生命的对象正在移动，则框3”、4”、5”和6”以连续方式相应地被追踪。

图4说明了示例性实施例，其中车辆前灯产生——除了用于一般主光束的宽光锥13之外——具有窄光锥14的两个光点，用这两个光点行人3的身体额外地或完全地被照亮，其中在两种情况下，所述身体被暗框3'包围。

参照图4，显而易见的是，没有看到行人3的驾驶员以这种方式比用如图2中的传统光点标记更意识到对比度强烈的行人3。此外，驾驶员一旦直接地看到行人3，所述驾驶员就可以同样地更容易地检测行人3，因为行人3以比在没有这样的框3”的情况下在框3”内更加对比度强烈的方式被感知。

Claims (6)

1.一种具有自适应光分布的车辆前灯系统(12)，所述系统(12)将在摄像机图像中被检测到的和在行驶方向上位于车辆(1)前方的对象(3、4、5、6)考虑在内，

其中

所述自适应光分布被控制从而使得被检测为位于所述车辆前方的物体周围对车辆驾驶员呈现框状区域(3”、4”、5”、6”)，所述框状区域(3”、4”、5”、6”)呈现为具有大线宽的几何的基本形状中的框的形式，所述框状区域(3”、4”、5”、6”)的大线宽形成的框表面被所述前灯系统以一照明强度照亮，所述照明强度低于在所述框状区域内用于所述对象本身的所述照明强度且也低于在所述框状区域外的所述照明强度。

2.根据权利要求1所述的车辆前灯系统(12)，

其中

所述框状区域(3”、4”、5”、6”)的大线宽形成的框表面的所述照明强度小于剩余的所述照明强度的十分之一，且实质上等于零。

3.根据权利要求1或2所述的车辆前灯系统(12)，

其中

被所述框状区域(3”、4”、5”、6”)的大线宽形成的框表面暗化的面积的大小最大是被所述框状区域包围的面积大小的三分之一。

4.根据权利要求1或2所述的车辆前灯系统(12)，

其中

如果所述对象被检测为生物(3、4、5)，则所述框状区域的尺寸被选择以便所述生物的身体呈现在被所述框状区域(3”、4”、5”)包围的所述区域内填充所述图像，但所述生物的头部不呈现，所述头部位于被所述框状区域的大线宽形成的框表面暗化的所述区域内。

5.根据权利要求1或2所述的车辆前灯系统(12)，

其中

如果所述对象被检测为无生命的对象(6)，则所述框状区域(6”)的尺寸被选择以便所述无生命的对象呈现在被所述框状区域包围的所述区域内实质上填充所述图像。

6.根据权利要求1或2所述的车辆前灯系统(12)，

其中

所述照明强度在所述框状区域(3”、4”、5”、6”)的内部和外部是相同的。

Images