CN108139050A - 用于控制大灯的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于控制机动车的至少一个大灯(5)的装置(1)和方法，包括控制装置(2)、至少一个能借此获得关于位于机动车周围环境内的目标的信息且将该信息提供给该控制装置(2)的传感器(3.1,3.2,3.3)，其中，该大灯(5)根据所检测的至少一个目标能由该控制装置(2)调整，其中，在大灯(5)的至少一个透镜(7)与至少一个光源(6)之间的距离能通过该控制装置(2)来调整以使该光源(6)的投像(8)匹配于所检测的至少一个目标。

Description

用于控制大灯的装置和方法
技术领域
本发明涉及一种用于控制机动车中的至少一个大灯的装置和方法。
背景技术
由EP 2 420 408 B1公开了一种车辆大灯自动控制方法，包括用于产生所投像的观察位置或地点的许多像点平面的图像传感器和用于产生大灯控制信号的控制装置，其中，该方法包括以下步骤：
接收来自图像传感器的像点电平；
分析由所述图像传感器输入的图像以确定在图像中的变化的当前光源物体的数量；和
根据分析步骤的结果来选择性产生大灯控制信号，即当交流电光源数量超出阈值时禁止远光运行。
由WO 2012/130715 A1公开了一种提供用于车辆的至少一个大灯的光控单元的信号的方法，该车辆具有用于测量车辆周围环境的照相机，其中，该方法包括在采用照相机情况下确定该车辆与另一车辆之间的距离的步骤。该方法还包括在采用与照相机无关的传感器情况下，确定所述车辆和其它车辆之间间距的步骤。此外，该方法包括采用所述间距核准所述距离的步骤，其中，所述距离在所述距离与所述间距之差小于容许误差值时被核准。最后，该方法包括通过用于大灯光控单元的接口提供所述距离的步骤。
发明内容
本发明基于以下任务，指出用于控制机动车的至少一个大灯的改进装置和改进方法。
根据本发明，该任务通过具有权利要求1的特征的装置和具有权利要求10的特征的方法来完成。
本发明的有利实施方式是从属权利要求的主题。
根据本发明的用于控制机动车的至少一个大灯的装置包括控制装置和至少一个传感器，借助该传感器可以获得关于在机动车周围环境内的目标的信息并提供给该控制装置，其中该大灯可以根据所确定的至少一个目标由该控制装置调整。大灯的至少一个光源与大灯的至少一个透镜之间的距离可由该控制装置调节，以便将该光源的投像聚焦到与所检测的至少一个目标相关的确定距离上。
在根据本发明的用于控制机动车的至少一个大灯的方法中，借助至少一个传感器采集与处于机动车周围环境内的目标相关的信息并提供给控制装置，其中，该大灯依据所确定的至少一个目标由该控制装置调整，在此，该大灯的至少一个光源和至少一个透镜之间的距离由控制装置调整，以将光源投像聚焦到与所检测的至少一个目标相关的确定距离。
常见的大灯是所谓的无限远系统，即它们差不多向无穷远投像光源，例如卤素灯的螺旋灯丝、放电灯电弧或LED表面。在光出射面与照中面(如车道、交通标志等)之间通常没有“在该处出现清晰光源图像”的点。知道了下述的大灯系统，其中采用了一排发光二极管(LED)作为电控光源。LED阵列或LED阵列的主光学部件的出射面一般按照无穷远距离如25米被投射。其它距离也是可行的，但在现有技术中在大灯制造之后无法再改变。在不到100个的少数像素情况下或在超过每像素1°的粗分辨率情况下，这是相对不紧要的。为了能充分利用更精细的分辨率即较多像素，更清晰投像的光学件是值得期待的。但这导致了真正清晰的图像仅仅只在一个距离情况下实现，就像在幻灯机或视频投影仪中那样。但根据交通状况的不同，可能期望有不同的距离。从光学仪器例如照相机或幻灯机中知道了准确的投影距离是事后调节出的。在此，通常修正物平面/像平面与透镜之间的距离。在照相机中，为此例如采用最大对比度。但在照相机中常见的对比度自动聚焦不适用于大灯调节，因为不存在规定的投影面。
利用本发明的装置和本发明的方法，获得大灯的光的自动聚焦，从而例如可以将光源投像准确聚焦至特定目标以改善目标的可见性。同样，该光源投像可以在该目标外聚焦，使得针对该目标的炫目危险被减小或减至最低。光源投像匹配于特定目标。
在一个实施方式中，该光源以一排发光二极管或发光二极管阵列的形式构成和/或尤其在单独芯片上包含活动式微反光镜阵列。但所述装置和方法也可以与常规的白炽灯或气体放电灯连用。
在一个实施方式中，为了调整光源与透镜之间的距离而设有伺服马达，伺服马达可由控制装置控制。同样可以有用于调整的其它类型的致动器，例如气动致动器或液压致动器。
在一个实施方式中，所述至少一个传感器以雷达传感器和/或LiDAR传感器和/或立体相机的形式构成。在现代机动车中，这样的传感器通常已经设置用于辅助系统。例如在汽车光控装置中采用了照相机，其识别对面车流并从光分布中遮隐掉相应的角度范围(所谓的部分远光)。此外知道了用于测距的雷达系统。这些传感器也可以被本发明的方法和本发明的装置利用，因而不需要附加的传感器。
在一个实施方式中，借助所述至少一个传感器所确定的信息包含至少一个位于机动车周围环境内的目标的航向角和/或距离和/或距离变化率。通过这种方式，该控制装置获得关于在聚焦时要考虑的目标的信息。
在一个实施方式中，该控制装置设计成由这些信息中生成目标名单，从所述目标名单中选择至少其中一个目标作为相关目标，并且确定光源投像根据所选目标所应聚焦至的距离，并相应控制该伺服马达。
在有相对于大灯做相对运动的许多目标时应该判断其中哪个目标尤其与大灯焦点相关。这可以依据一定标准、如针对各目标的最大炫目危险来判断。该控制装置于是确定光源投像根据所选目标和标准所应聚焦至的距离，并且相应控制该伺服马达或其它的致动器。
在一个实施方式中，借助至少一个传感器可以确定至少一个位于机动车周围环境内的目标的距离变化率，从而控制装置可以跟踪所述至少一个光源与所述至少一个透镜之间的距离，以便在所选目标与机动车之间有相对运动时，按照与所选目标相关的方式保持光源投像聚焦。通过这种方式避免了系统内的延迟。
在一个实施方式中，可以设有具有相应伺服马达的至少两个大灯，其中，所述至少一个控制装置设计成将至少两个大灯的光源投像与不同目标相关地按彼此不同的方式聚焦。通过这种方式，例如可以将其中一个大灯聚焦至一个交通指示牌，而如此聚焦另一个大灯，即没有晃到另一个交通参与者或所发现的野外动物。在此实施方式中，与所用控制装置的数量相关地有两个变型。一个变型是一个控制装置控制两个大灯，另一个变型是有两个控制装置，于是每个大灯由自身配属的一个控制装置来控制。
在一个实施方式中，该光源可相对于该透镜倾转。不同于物平面和像平面至少近似平行的光学仪器如照相机和投影仪，在道路交通中可能还期望尽量清晰地投射到车道，尤其在不同距离的情况下。在典型的照片中，不平行的物平面和像平面可以通过物镜倾转被相互清晰投像。但这在机动车大灯中将导致与设计相关的透镜的“斜视”。通过或许借助另一个致动器尤其是伺服马达的光源倾转，可以没有所述缺点地获得并非竖直的清晰投像。
代替可倾转的光源，也可以设有一个固定安置的光源，其在所述光源和透镜之间具有另一个可调的尤其可倾转的光学元件，它造成光源平面相对于透镜平面的虚拟倾转。
本发明还包括配备有根据权利要求1至9的装置的大灯。将该装置集成到大灯中或与大灯集成在一起，使得大灯控制装置和大灯控制装置用运行软件可专门针对大灯类型优化。由此做到了基本与整个车辆的控制装置网无关联。大灯能以即插即用模块形式来设计且作为包含完整控制装置在内的整个模块形式来研制。这尤其在汽车制造商与大灯供货商合作方面具有优点。大灯供货商在此情况下可以尽量独立测试大灯控制装置。这种集成解决方案的另一个优点在于大灯以备用件形式暂时提供和制造。包含控制装置在内的备用大灯也可以在首次采用之后多年，在车辆结构系列后期几代中，仍作为模块来制造且作为备用件来安装。在这里，集成解决方案的即插即用功能有帮助。
附图说明
以下结合附图来详述本发明的实施例，其中：
图1示出用于机动车大灯控制的装置的示意图，
图2示出大灯的光源和透镜以及基本竖直的光源投像的示意图，和
图3示出大灯的光源和透镜以及基本水平的光源投像的示意图。
具体实施方式
相互对应的零部件在所有图中带有相同的附图标记。
图1示出了用于机动车大灯控制的装置1的示意图。装置1包括控制装置2、至少一个传感器3.1、3.2、3.3和至少一个用于至少一个大灯5的伺服马达4。伺服马达4用于调节在大灯5的至少一个光源与至少一个透镜之间的距离以将光源投像聚焦至规定距离。
可以由至少一个传感器3.1、3.2、3.3、尤其多个传感器3.1、3.2、3.3给控制装置2提供关于位于机动车周围环境内的目标的信息。在所示实施例中设有三个传感器3.1、3.2、3.3，其中，传感器3.1呈雷达传感器形式，传感器3.2呈LiDAR传感器形式，传感器3.3呈立体相机形式。
在未示出的实施例中可以设有不同数量的传感器3.1、3.2、3.3，例如仅有一个传感器、两个传感器或多于三个的传感器。
借助传感器3.1、3.2、3.3确定的信息例如可以包括位于机动车周围环境内的目标的航向角、距离和/或距离变化率。
控制装置2设计用于由这些信息生成一个例如呈机动车三维环境模型形式的目标名单。控制装置2可进一步设计用于从所述目标名单中选择至少其中一个目标作为相关目标，例如依据规定标准，如针对各目标的最大炫目危险。控制装置2接着确定光源投像根据所选目标和标准所应聚焦至的距离，并且相应控制该伺服马达4。例如该光源投像可以准确聚焦到该目标上以改善目标可见性。同样，光源投像可以如此在该目标外聚焦，即，针对该目标的炫目危险被减小或减至最小。
尤其是，借助至少一个传感器3.1、3.2、3.3确定至少一个位于机动车周围环境内的目标的距离变化率，从而控制装置2可以跟踪该伺服马达4以避免延迟，并且就所选目标而言，光源投像即便在所选目标与机动车之间有相对运动时也根据所选标准保持聚焦。
在示例性实施方式中，装置1具有两个或以上的带有相应伺服马达4的大灯5，大灯由控制装置2关于不同目标尤其被聚焦到不同的距离。
图2示意示出了大灯5的光源6和透镜7。光源6基本上可以设计成线形或面状，并且在所示实施例中基本平行于透镜7取向，从而光源6的平面和光源6的投像8的平面基本上平行，尤其是使得光源6的投像8基本上垂直于车道9。通过伺服马达4的控制(见图1)，光源6与透镜7之间的距离且进而透镜7与投像8之间的距离可以被改变。
图3示出了大灯5的光源6和透镜7的另一个示意图。光源6在所示实施例中相比于图2被倾转，从而它并非平行于透镜7平面地取向。光源6的平面和光源6的投像8的平面因此也不是平行的。光源6被如此倾转，即，光源6的投像8并非是铅垂的，例如基本上水平位于车道9上。通过伺服马达4的控制(见图1)，可以改变光源6与透镜7之间的距离，进而也可以改变透镜7与光源6投像8之间的距离。
在一个未示出的实施方式中，代替可倾转的光源6，可以设有固定安置的光源6，并且在光源6和透镜7之间有另一个光学元件，该另一个光学元件造成光源6的平面相对于透镜7的平面虚拟倾转。
为了使光源6或另一个光学元件倾转，可以设有另一个伺服马达。它也可以通过控制装置2或另一个控制装置来控制。
光源6尤其能以一排发光二极管或发光二极管阵列形式构成。可以规定，这些发光二极管中的一些或者几排发光二极管或发光二极管部分阵列被关断，以减小或尽力减小对所发现的目标的炫目危险。
光源6同样可以尤其在单个芯片上包括活动式微反光镜阵列(未示出)。

Claims (11)

1.一种用于控制机动车的至少一个大灯(5)的装置(1)，其包括：控制装置(2)和至少一个传感器(3.1,3.2,3.3)，借助于所述传感器能够采集关于位于该机动车周围环境内的目标的信息且该信息能够被提供给该控制装置(2)，其中，该大灯(5)能够根据所检测的至少一个目标被该控制装置(2)调整，
其特征是，
在该大灯(5)的至少一个透镜(7)与至少一个光源(6)之间的距离能通过该控制装置(2)来调整，以使该光源(6)的投像(8)匹配于所检测的至少一个目标。
2.根据权利要求1的装置(1)，其特征是，所述光源(6)以一排发光二极管或者发光二极管阵列的形式形成和/或包括活动式微反光镜阵列。
3.根据权利要求1或2的装置(1)，其特征是，为了调整所述光源(6)和所述透镜(7)之间的距离而设有能由所述控制装置(2)控制的伺服马达(4)。
4.根据前述权利要求之一的装置(1)，其特征是，所述至少一个传感器(3.1,3.2,3.3)以雷达传感器和/或LiDAR传感器和/或立体相机形式构成。
5.根据前述权利要求之一的装置(1)，其特征是，借助所述至少一个传感器(3.1,3.2,3.3)所确定的信息包含至少一个位于该机动车周围环境内的目标的航向角和/或距离和/或距离变化率。
6.根据前述权利要求之一的装置(1)，其特征是，所述控制装置(2)设计成由所述信息生成目标名单，从该目标名单中选择至少其中一个目标作为相关目标，并且确定该光源(6)的投像(8)根据所选目标所应聚焦到的距离，并相应控制所述伺服马达(4)。
7.根据前述权利要求之一的装置(1)，其特征是，借助所述至少一个传感器(3.1,3.2,3.3)能确定至少一个位于机动车周围环境内的目标的距离变化率，从而所述至少一个光源(6)和所述至少一个透镜(7)之间的距离能由所述控制装置(2)跟踪，以便当在所选目标与机动车之间相对运动时，按照与所选目标相关的方式保持该光源(6)的投像(8)聚焦。
8.根据前述权利要求之一的装置(1)，其特征是，设有具有相应伺服马达(4)的至少两个大灯(5)，其中，所述至少一个控制装置(2)设计成使所述至少两个大灯(5)的光源(6)的投像(8)关于不同目标而彼此不同地聚焦。
9.根据前述权利要求之一的装置(1)，其特征是，所述光源(6)相对于所述透镜(7)能够倾转。
10.一种大灯，其配备有根据权利要求1至9之一的装置。
11.一种用于控制机动车的至少一个大灯(5)的方法，其中，借助至少一个传感器(3.1,3.2,3.3)来采集关于在机动车周围环境内的目标的信息并提供给控制装置(2)，其中，该大灯(5)根据所检测的至少一个目标被该控制装置(2)调整，其特征是，在该大灯(5)的至少一个透镜(7)与至少一个光源(6)之间的距离由该控制装置(2)调整，以使该光源(6)的投像(8)匹配于所检测的至少一个目标。
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