CN107074149B - 用于检查机动车的功能性的方法以及机动车 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于检查具有前照灯(12)的机动车(10)的功能性的方法，所述前照灯包括用于产生光的激光器(14)，由此能激励转换器(16)来输出经转换的光，所述光由前照灯(12)射出以用于在机动车(10)的环境区域中的面(20)上产生可预定的光分布(18)，其中可预定的光分布(18)通过前照灯(12)的控制设备(22)设定。本发明的任务在于，检查转换器(16)的状态。通过控制设备(22)设定测试图案(26、30)作为光分布(18)。借助于机动车(10)的光学检测设备(24)检测面(20)上的测试图案(26、30)。通过机动车(10)的分析设备(28)把检测到的测试图案(26、30)与预定的基准图案相比较。此外，本发明还涉及一种机动车(10)，所述机动车设计用于执行这种方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于检查机动车的功能性的方法。此外，本发明还涉及一种机动车。
背景技术
机动车的前照灯可以使用激光器作为光源。借助于该激光器可以激励一转换器以用于输出经转换的光。这种转换器例如可以包括Ce:YAG形成的晶体元件，钇-铝-石榴石的特殊形式。该激光器通常用于，在特别窄的波长范围内产生具有特别高的光强的光。相反，在激励时转换器输出在另一个、特别是宽的波长范围内的光，也就是说其转换由激光器产生的光。因此尤其可以产生具有例如5500开耳芬温度的白光，所有交通参与者都觉得这种白光特别舒服。
由转换器输出的光由前照灯射出以在机动车的环境区域中的一个面上产生可预定的光分布。在此，可预定的光分布可通过前照灯的控制设备设定，例如借助于可回转的微镜或者镜阵列，该镜阵列也称为数字微镜器件。机动车也可以包括光学检测设备，借助于该光学检测设备例如可以检测其他交通参与者。例如基于这些其他检测到的交通参与者可调节光分布，从而优选通过该光分布不使这些交通参与者眩目。
一般来说，具有作为光源的激光器的机动车的前照灯的转换器会由于机械力作用和老化过程损坏，从而损害了前照灯以及进而机动车的功能性。由于该损坏尤其会造成对其他交通参与者的眼睛刺激以及眩目。
由US2003/0183784A1已知了一种用于红外线传感器的具有激光器和转换器的测向系统。在正确的定向时，在此转换器被激励用于在确定的图案中照明，从而可识别出红外线传感器定向正确。
发明内容
因此，本发明的任务在于，提出一种用于检查机动车的功能性的方法。此外，本发明的任务在于，实现一种机动车，借助于所述机动车可执行这种方法。
根据本发明，该任务通过一种用于检查机动车的前照灯的功能性的方法和机动车完成，在该方法中，前照灯借助于激光器产生光，由此能激励转换器来输出经转换的光，所述经转换的光由前照灯射出以用于在机动车的环境区域中的面上产生可预定的光分布，其中可预定的光分布由前照灯的控制设备设定，所述方法包括如下步骤：通过控制设备设定测试图案作为光分布；借助于机动车的光学检测设备检测在面上的测试图案；通过机动车的分析设备把检测到的测试图案与至少一个预定的基准图案相比较，其中，基准图案可以能模仿通过不受损的或受损的前照灯产生的测试图像，并且为了检测转换器的老化和/或裂缝，通过分析设备根据如下特征中的至少一个特征将测试图案与基准图案相比较：亮度、颜色。
为此，机动车具有前照灯，所述前照灯射出由转换器输出的光以用于在机动车的环境区域中的一个面上产生可预定的光分布。在此可预定的光分布可通过前照灯的控制设备设定，例如借助于可回转的微镜或者镜阵列，该镜阵列也称为数字微镜器件(DMD)。机动车也可以包括光学检测设备，借助于该光学检测设备例如可以检测其他交通参与者。例如能够根据所检测到的这些其他交通参与者来调节光分布，使得这些交通参与者优选不被该光分布眩目。
根据本发明的用于检查机动车的功能性的方法的特征在于如下步骤：-通过控制设备设定测试图案作为光分布；
-借助于光学检测设备检测在面上的测试图案；
-通过机动车的分析设备把检测到的测试图案与预定的基准图案相比较。
因此，可以把前照灯的实际的光分布与预期的光分布相比较，以便能够因此确定转换器的损坏。
在最简单的情况下，测试图案可以包括光分布的接通和关闭；较复杂的测试图案可以分别具有确定的明暗界限、不同的颜色和梯度、不同的亮度，面上的不同的位置、一定的亮度的区域的形状。基准图案可以复制/模仿通过不受损的前照灯产生的光分布的测试图像。可选地，基准图案备选地也可以模仿具有受损的转换器的前照灯的光分布，从而通过比较也能直接识别出具体的故障源或者缺陷。对具有多个转换器的前照灯来说，损坏也可以被对应至相应的转换器。
光学检测设备通常已经安装在具有可调节光分布的前照灯的机动车中，从而不需要额外的检测设备。因此，可以通过所述方法特别简单且价廉地检查机动车的功能性，尤其是通过机动车本身而不需要其他的外部装置。
此外，还可以通过其他安置在前照灯中或机动车中的传感器区分转换器的损坏和/或故障与前照灯的其他构件的损坏和/或故障。例如，可以借助于光电二极管通过光度监测来检测激光器的故障，控制设备可以通过电压监测被监控，并且/或者可以借助于温度传感器来检测前照灯可能发生的过热。
在本发明的另一个有利的设计方案中规定了，借助于分析设备根据如下特征中的至少一个特征将测试图案与基准图案相比较：明暗界限、位置、亮度、形状和颜色。因此，也可以检查光分布的梯度、局部或光谱位移和几何形状扭曲变形。根据明暗界限尤其可以识别转换器的损坏的区域。根据光分布的位置可以检测前照灯中转换器的不期望的局部移位，这种不期望的局部移位同样视作损坏。根据亮度可以检测尤其是形式为转换器变暗的老化，根据该形状尤其可以确定机械故障像转换器的折断的侧部的位置。根据颜色可以特别好地检测老化过程，该老化过程伴随着转换器的变色和/或所期望的光线转换的改变。如此还能够检测到转换器晶体中的裂缝。
对本方法来说特别有利的是，由机动车本身通过设定、检测另一个光分布并存储为基准图案来产生基准图案。由此尤其可以检查对称性。此外，例如可以比较机动车的第一前照灯和第二前照灯，以便因此特别简单地检查功能性。此外随后还可以产生至少另一个的故障特有的测试图案，以便能够把故障源对应于转换器的特定的区域。此外，可以减小由于环境区域的表面对机动车的功能性的检查结果的影响(偏置补偿)。
尤其有利的是，为测试图案设定一预定的持续时间，该持续时间短于人视觉上能察觉该测试图案的持续时间。这种持续时间例如短于或等于1/20秒，尤其短于或等于1/30、1/40、1/50、1/60、1/70、1/80、1/90或者1/100秒。由此实现了，在行驶期间在不干扰驾驶员和/或其它交通参与者的情况下执行机动车的该功能性。即在行驶期间可以进行对机动车的功能性的所谓的在线检查。从而例如能够在1分钟至300分钟的范围内以重复频率进行规律的检查，从而能够特别及时地检测转换器的故障。
此外有利的是，为测试图案设定一持续时间，该持续时间取决于之前将检测到的测试图案与基准图案相比较的比较结果。因此例如可以使为测试图案所设定的持续时间与之前对机动车的功能性的检查有关。由此实现了，如果在之前的检查中检测到故障，则利用更大的和/或其它的测试图案重新执行检查。该更大的和/或其它的测试图案可以例如是前面已经描述过的较复杂的测试图案中的一个。因此实现了检查结果的特别简单且准确的验证。借助于以较长的持续时间显示的测试图案，也可以识别出小的缺陷和故障源并且/或者位置准确地将其对应于转换器的区域。
在所述方法的另一个特别有利的实施方案中，借助于检测设备和/或另一个传感器设备识别通过光分布照亮的面的特征，尤其是几何形状和/或反射特点，以及基于该识别出的特征把测试图案和基准图案比较。由此可以阻止由于面的特征导致的测试结果失真。例如，可以滤除道路中的不平坦性或者灌木丛导致的扭曲变形。对本发明来说，可使用现有技术中的图像识别算法。备选地，也可以已经基于由光分布照亮的面的特征如此调整测试图案的光分布，使得所述特征被考虑在内并且不影响或者仅极小地影响投影的测试图案。可选地或附加地还可以规定，仅当面例如足够平整时且进而错误的检查结果的可能性特别小时，才设定测试图案。
机动车中存在的雷达或者超声波传感器可以例如作为另外的传感器设备。例如也可以与GPS坐标相关联，以便一直几乎在相同地点执行检查。由此例如可以认为所述被照亮的面一直几乎具有相同的特征。这例如可以是机动车所有者的房屋前面的街道。也可以与导航仪的行车路线图相关联。由此始终可以在行驶开始之前和/或在到达时进行检查。此外备选地，还可以在一检查墙前面执行所述方法，以便避免所照亮的面的特征对检查结果的影响。
在本发明的特别有利的设计方案中规定了，基于测试图案与基准图案的比较结果对前照灯进行校准。该校准可以是前照灯相对于机动车的轴的定向。然而特别有利的是，在由控制设备检查功能性之后如此设定光分布，使得测试图案和基准图案相互的偏差仅很小，以便校准前照灯。从而可以至少部分地补偿前照灯的损坏以及尤其是转换器的损坏，直至实现前照灯的维修或更换。由此尤其可以特别好地避免了由于前照灯的损坏造成的对其他交通参与者的眼睛刺激和眩目。
此外有利的是，如果在比较时测试图案与基准图案偏差了预定的阈值，由分析设备输出故障报告。在此尤其可以把测试图案和基准图案的确定的特征、例如光分布的形状和颜色、明暗界限、位置、亮度与阈值比较。故障报告可以通过光学或声学信号输出至机动车的驾驶员，备选地或附加地，该故障报告可以存储在机动车的存储器中，以便能够为日后的维护目的再次读取该故障报告。在此故障报告可以包含关于推测的损坏和/或检测到的功能故障的其他信息。当然例如也可以把故障报告无线地传输至工厂或者维修设备。
上述结合根据本发明的方法描述的特点和设计方案也同样适用于机动车，该机动车设计用于执行这种方法。
在机动车的另一个有利的设计方案中规定了，光学检测设备包括摄像机和/或红外线摄像机。摄像机或红外线摄像机尤其成本有利，且通常已经安置在具有可调的光分布的机动车中。这种光学检测设备尤其也可以供其他机动车系统(例如驾驶员辅助系统的)使用。在此，摄像机尤其实现了在一波长范围内检测测试图案，如也通过人眼检测到的那样。红外线摄像机的优点在于，能够检测不能被人眼检测到的光谱或波长范围的部分。因此尤其可以提早地检测转换器的老化过程。
附图说明
由如下对优选实施例的说明以及结合附图得到本发明的其他优点、特征和细节。附图示出：
图1以示意性俯视图示出具有前照灯的机动车，该前照灯产生第一光分布；以及
图2以另一个俯视图示出和图1中一样的机动车，其中前照灯产生第二光分布。
具体实施方式
下文中解释的实施例涉及本发明的优选实施方案。然而，该实施例中，实施方案的所述组件是本发明的相应的单个的、视作彼此独立的特征，所述特征也相应地彼此独立地改进本发明并进而也可以单个地或者以与示出的组合不同的其他组合视作本发明的组成部分。此外，所述实施方案也可以通过其他已经描述的本发明的特征补充。
图1和图2在示意性的俯视图中示出了具有两个前照灯12的机动车10。在此，前照灯12包括用于产生光的激光器14，由此能够激励转换器16来输出经转换的光。该由转换器16输出的光从前照灯12射出以用于在机动车10的环境区域中的一个面20上产生可预定的光分布18。在此，面20例如是道路，然而也可以是机动车10之前的检查墙。
可预定的光分布18通过前照灯12的控制设备22设定。在示出的情况下，两个前照灯12与共同的控制设备22连接，该控制设备例如控制了每个前照灯12中可调节的微镜。借助于微镜如此把光从前照灯12射出，使得光分布18例如按行地形成在面20上。在此，控制设备22也可以基于通过光学检测设备24检测到的另外的交通参与者设定光分布18。
用于检查具有前照灯12的机动车10的功能性的方法的特征在于如下步骤：
-通过控制设备22设定测试图案26作为光分布18。为此在图1中示出的例子中，光分布18的例如五个直线形区域在面20上、即在道路上例如未被照亮或者被低亮度地照亮。
-借助于机动车10的光学检测设备24检测在面20上的测试图案26。
-通过机动车10的分析设备28把检测到的测试图案26与预定的基准图案比较。
例如，如果转换器16由于机械力作用和/或老化过程损坏，则产生的测试图案26在与基准图案的比较时与该基准图案偏差。相应地可以由分析设备28输出故障报告。例如，图1示出了由未受损的前照灯12射出的测试图案26，而图2中光分布18的测试图案30由于损坏的转换器16产生。
在从机动车10看来在行驶方向上的右后方，与图1相比，图2的光分布18的部分区域32具有突出变形的较宽的、未被照亮的部分区域32，而不是直线形区域。这例如可以推断出转换器16折断或者转换器16具有裂缝。从机动车10沿行驶方向观察在光分布18的左侧面上，另一个部分区域34同样具有变化。此处光分布18例如被照的较不明亮或者具有另一种颜色。这样例如可以推断出转换器16的老化，由此该转换器例如已经变色和/或不再能够如此良好地为进行照明而被激光器14激励。测试图案26、30或者光分布18的相应的部分区域32、34可以直接地分配给转换器16的部分区域。因此也可以确定损坏的物理位置，即例如转换器16的裂缝和/或变色。
基准图案可以固定地存储在分析设备28中。其可以或者对应于通过未受损的转换器16所产生的测试图案26，然而也可以对应于通过受损的转换器16所产生的测试图案30。也可以设置多个不同的基准图案，所述基准图案与测试图案26、30比较。
基准图案也可以由机动车10本身通过设定、检测和存储另一个光分布18的方式来产生。由此可以特别好地减小环境因素对机动车10的功能性的检查结果的影响。因此还可以，例如使机动车10的两个前照灯12彼此比较。因此，尤其可以简单地通过如下方式产生基准图案，即例如首先通过机动车10的左侧前照灯12产生图案并随后通过机动车10的右侧前照灯12产生图案。接着仅仍需要使这两个图案彼此比较。在此利用了，通过两个前照灯12可以产生对称的光分布。
即每个测试图案26、30也可以同时作为基准图案用于机动车10的功能性的进一步检查。即图1也可以如此理解，即在此在光分布18中示出了基准图案。图2于是示出了测试图案30，该测试图案与设计为测试图案26的基准图案—像在图1中示出的那样—比较。由于转换器16的损坏，测试图案30与基准图案，即测试图案26有偏差。设计为测试图案26的基准图案在此可以由机动车10本身设定、检测和存储。然而也可以在制造机动车10时已经存储在机动车10的存储器中。
在检查时，优选为测试图案26和/或30设定一预定的持续时间且因此照亮了面20，该持续时间短于人视觉上能察觉该测试图案26和/或30的持续时间。因此在机动车10的行驶期间可以对机动车10的前照灯12进行周期性地在线检查，同时这对驾驶员或其它交通参与者来说不可见或者不造成干扰。由此可以在整个利用中监控机动车10和其前照灯12的功能性。
如果在检查时通过光学检测设备24检测到与基准图案有偏差的部分区域，例如部分区域32或34，则可以在进一步检查中为测试图案26和/或30设定一持续时间，该持续时间取决于之前的检查的结果。例如，在检测到功能故障时，使特别复杂的测试图案在面20上照射特别长的持续时间。因此，可以特别好地对之前的检查进行可信度测试。因此同样可以在比较时再次特别准确地检查偏差以及尤其是确定转换器16的损坏的地点。在此如果机动车10的驾驶员能够觉察到测试图案，则也并非是缺点，因为据此能够同时向驾驶员给出故障报告。
尤其有意义的是，借助于检测设备24和/或另一个传感器设备36检测面20的特征以及基于该特征将测试图案26、30与基准图案相比较。由此可以防止检查结果受外部影响，例如由于例如潮湿的车道导致光分布18反射，和/或由于例如不平坦的车道或者道路上的物体导致测试图案26、30扭曲变形。由此用于检查机动车10的功能性的方法特别稳妥可靠。
如果光学检测设备24包括摄像机，则尤其可以探测也被人眼探测到的光的波长的光谱。借助于包括红外线摄像机的光学检测设备24还可以检查光的其他光谱范围或波长范围，以便尤其及早地检测老化现象。例如，另外的传感器设备36可以包括雷达或者超声波传感器。借助于这种另外的传感器设备36可以特别好地检测面20的特征，特别是其几何形状。这种另外的传感器设备36尤其已经通常安置在具有驾驶员辅助系统的机动车中。相应地能够仅以小的费用或者根本不花费额外的费用将该另外的传感器设备36用于本方法。
附加地，测试图案26、30与基准图案的比较可以用于前照灯的校准。尤其可以通过控制设备22如此设定光分布18，使得测试图案26、30与基准图案的偏差特别少。由此，可以至少部分地补偿转换器16的损坏。例如尤其可以使转换器16的受损的部分区域(通过用于检查功能性的方法确定了该部分区域的位置)不再被激光器14激励以用于照明，和/或不再使经由这些区域射出的光从前照灯12射出以用于产生光分布18。
此外，可以在光分布18的特定特征方面规定阈值，从阈值起才由分析设备28输出故障报告。如果偏差小于阈值，则例如检查的结果处于置信水平之下且不能可靠判定是否存在功能故障。
通过根据本发明的方法可以通过产生形式为测试图像的测试图案26、30极其准确地分析发光的、尤其是荧光的转换器16的状态。在道路上的通过产生测试图像得出的测试图案26、30与转换器16的状态有关。如果该转换器损坏，则测试图案26、30与基准图案有偏差。如果该偏差超过限定的阈值，则前照灯12和/或激光器14可以关掉且输出故障报告。在此，可以采用机动车10已经设置的检测设备24。除了监控，还可以通过测试图案26、30校准前照灯12。为实现这点，可以选择具有与按行构造的光分布18相适应的分辨率的光学检测设备24。因此可以检测测试图案26、30中的所有偏差并且还特别好地把该偏差与转换器16的部分区域相对应。
在机动车10的行驶运行中，应如此迅速地构造测试图案26、30，使得其不能被人眼识别。备选地或附加地，也可以在机动车10的起动时执行非常具体的检查。如果在先前的检查中检测到了潜在的故障，则也可以进行该具体的检查。
如果使用了不仅能识别灰度值、而且也分析光分布18的颜色的光学检测设备24，则可以特别准确地分析潜在的故障源。正是由前照灯12射出的光的颜色会在转换器16损坏时改变。必要时，可以仅在确定的边缘条件下进行所述检查，例如在不具有迎面车流的公路上。
总而言之通过所述示例示出了如何通过本发明实现对动态的前照灯系统的故障识别。
Claims (13)
1.一种用于检查机动车(10)的前照灯的功能性的方法，其中前照灯(12)借助于激光器(14)产生光，由此能激励转换器(16)来输出经转换的光，所述经转换的光由前照灯(12)射出以用于在机动车(10)的环境区域中的面(20)上产生可预定的光分布(18)，其中可预定的光分布(18)由前照灯(12)的控制设备(22)设定，
所述方法包括如下步骤：
-通过控制设备(22)设定测试图案(26、30)作为光分布(18)；
-借助于机动车(10)的光学检测设备(24)检测在面(20)上的测试图案(26、30)；
-通过机动车(10)的分析设备(28)把检测到的测试图案(26、30)与至少一个预定的基准图案相比较，
其特征在于，
基准图案能模仿通过不受损的或受损的前照灯(12)产生的测试图像(26、30)，并且为了检测转换器(16)的老化和/或裂缝，通过分析设备(28)根据如下特征中的至少一个特征将测试图案(26、30)与基准图案相比较：亮度、颜色。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据光分布(18)的有变化的部分区域(32、34)的位置确定转换器的损坏的位置。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过分析设备(28)根据如下特征中的至少一个特征将测试图案(26、30)与基准图案相比较：明暗界限、位置、形状。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，由机动车(10)本身通过如下方式产生基准图案：设定和检测另一个光分布(18)并存储为基准图案。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，为测试图案(26、30)设定一预定的持续时间，所述持续时间短于或等于1/20秒。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，为测试图案(26、30)设定一预定的持续时间，所述持续时间取决于之前将检测到的测试图案(26、30)与基准图案进行比较的比较结果。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，借助于检测设备(24)和/或另一传感器设备(36)识别通过光分布(18)照亮的面(20)的特征，以及基于该识别出的特征把测试图案(26、30)与基准图案相比较。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，通过光分布(18)照亮的面(20)的特征是面(20)的几何形状和/或反射特点。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据测试图案(26、30)与基准图案相比较的结果对前照灯(12)进行校准。
10.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，如果在比较时测试图案(26、30)与基准图案偏差了预定的阈值，则由分析设备(28)输出故障报告。
11.机动车(10)，该机动车具有光学检测设备(24)和前照灯(12)，所述前照灯包括激光器(14)，该激光器被设计用于产生光，由此能够激励转换器(16)，该转换器适于在被激励时输出经转换的光，所述经转换的光能够由前照灯(12)射出以用于在机动车(10)的环境区域中的面(20)上产生可预定的光分布(18)，其中可预定的光分布(18)能够通过前照灯(12)的控制设备(22)设定，
其特征在于，
机动车(10)被设计用于执行根据权利要求1至9中任一项所述的方法。
12.根据权利要求11所述的机动车(10)，其特征在于，光学检测设备(24)包括摄像机。
13.根据权利要求12所述的机动车(10)，其特征在于，所述摄像机是红外线摄像机。
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