CN108372824A - 运行前照灯装置的方法、前照灯系统以及机动车 - Google Patents

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Abstract

本发明描述一种用于运行机动车(2)的前照灯装置(6)的方法，其中，借助至少一个传感器(8)监视沿行驶方向位于机动车(2)前方的区域、探测物体(14)并且计算物体数据(D、α、Ω)，其中，所述物体数据包含物体(14)相对于机动车(2)的距离(D)、物体(14)相对于机动车(2)的水平方位角(α)以及物体(14)相对于机动车(2)的角速度(Ω)，其中，所述前照灯装置(6)的光分配根据所述物体数据(D、α、Ω)而改变，其中，已知探测物体(14)和改变光分配(16)之间的等待时间，其中，所述光分配(16)在考虑物体数据(D、α、Ω)和等待时间的情况下改变。此外，本发明还描述一种前照灯系统(4)以及一种机动车(2)。

Description

运行前照灯装置的方法、前照灯系统以及机动车
技术领域
以下描述运行前照灯装置的方法、前照灯系统以及机动车。
背景技术
当在较差的光照度下、例如在黄昏或在夜晚行驶时，机动车一方面必须能够非常良好地照亮沿行驶方向位于机动车前方的区域，并且另一方面在此不允许使其他的交通参与者、例如在前面行驶的机动车或迎面驶来的机动车眩光。为此，传统的机动车具有两个基本的光调节位、近光和远光。驾驶员根据远光是否会使其他交通参与者眩光而手动地在近光和远光之间来回切换。一方面驾驶员可能忘记在近光和远光之间切换，这必然导致其他交通参与者面临眩光风险的情况，或者该驾驶员放弃使用远光，这会给他自身带来不能及早识别道路上的全部危险来源的风险。
新型和先进的前照灯系统通常具有所谓的矩阵光，在该矩阵光中，设置大量单独或成组地可控的发光元件以代替较少的发光元件，这些发光元件分别照亮各个区域。通过开启和关闭相应的发光元件，相应的前照灯装置的光分配能够比用传统解决方案更出色地适合于相应的交通情况。借助矩阵式前照灯例如可以使光分配避让迎面车流，从而不会使迎面车流眩光。此外，然而光可以如传统远光那样被调节，这优化了相应配备的机动车的驾驶员的视野。
已知相应的矩阵式前照灯能够与物体识别装置相结合，所述物体识别装置自动识别其它车辆并且由此能够实现光分配的自动和动态调整。已知的系统需要许多步骤来实施动态光分配：测量步骤(例如用摄像机拍摄沿行驶方向位于前面的区域)、评估步骤、识别物体、将物体归类为应隐没的物体、计算光分配并且最后在前照灯上实施光分配。这些步骤的每一步都需要时间，这表示通常在拍摄和调整光分配之间的等待时间为0.2s至0.3s。这在转弯行驶中导致了光分配的调整紧跟弯道上迎面驶来的机动车。在没有修正措施的情况下，这意味着，迎面驶来的机动车始终部分地行驶在光锥中并且还是会被眩目。所述等待时间可以通过围绕迎面驶来的机动车的相应大的安全区域来修正，在该安全区域中照明被关闭。然而这导致光分配不均匀并且使照明变差。此外，当迎面驶来的车辆骤然出现时，相应的系统会做出延迟和突然的反应，这应该被避免，以便不会刺激驾驶员。
发明内容
因此，该技术问题是按如下方式改良前述类型的方法、前照灯装置和机动车，从而可以较好地照明，同时确保避免使迎面车流目眩。
该技术问题通过一种用于运行前照灯装置的方法解决，其中，借助至少一个传感器监控沿行驶方向位于所述机动车前方的区域、探测物体并且计算物体数据，其中，所述物体数据包含所述物体相对于所述机动车的距离、所述物体相对于所述机动车的水平方位角以及所述物体相对于所述机动车的角速度，其中，所述前照灯装置的光分配根据所述物体数据而改变，其中，在探测物体和改变光分配之间的等待时间是已知的，其中，所述光分配在考虑所述物体数据和等待时间的情况下改变；所述技术问题还通过一种前照灯系统解决，所述前照灯系统具有带有可变光分配的前照灯装置并且具有至少一个用于监控沿行驶方向位于所述机动车前方区域中的传感器和前照灯控制装置，其中，所述前照灯控制装置构造用于，计算探测到物体的物体数据，其中，所述物体数据包含所述物体相对于所述机动车的距离、所述物体相对于所述机动车的水平方位角以及所述物体相对于所述机动车的角速度，并且根据所述物体数据改变所述前照灯装置的光分配，其中，在探测物体和改变光分配之间的等待时间保存在所述前照灯控制装置中，其中，所述前照灯控制装置被设置用于，在考虑等待时间和所述物体数据的情况下改变所述光分配；并且所述技术问题还通过具有上述前照灯系统的机动车解决。
以下描述运行机动车前照灯装置的方法，其中，借助至少一个传感器监控沿行驶方向位于机动车前方的区域、探测物体并且计算物体数据，其中，所述物体数据包含物体相对于机动车的距离、物体相对于机动车的水平方位角以及物体相对于机动车的角速度，其中，所述前照灯装置的光分配根据所述物体数据而改变，其中，探测物体和改变光分配之间的等待时间是已知的，其中，所述光分配在考虑物体数据和等待时间的情况下改变。
以此方式，可以在识别物体之后实现等待时间的补偿，并且所述光分配如此调整，使得在光分配的改变生效的时间点上仅空出希望的区域。在此，可以使围绕该物体的安全区域显著小于传统方法中的安全区域。由此得到的光分配是均匀的且大于目前可行的光分配。通过获知所述物体相对于机动车的距离、水平方位角和角速度，可以预先确定在光分配的改变生效的时间点上物体相对机动车的相对位置及其随时间的变化，并且可以利用这些值计算，以便调整光分配。
在所述方法的第一个改进的设计方案中可以规定，经过一个以上的循环探测物体并且计算物体数据，其中，对物体数据的改变进行预测，其中，在考虑物体数据改变的情况下进行光分配。以此方式能够提高在光分配改变生效的时间点上的物体位置的预测准确度，从而可以更好地调整光分配。
根据另一改进的设计方案可以规定，由物体的水平位置变化计算所述角速度。借助物体的距离和水平位置变化对短时间内在较短道路上的运动作可靠的近似计算。
在另一改进的设计方案中，若在单个循环内丢失或不存在物体数据，则对物体数据进行估算。这是可行的，因为物体数据仅能在物理规律的范畴内和在一定的数值范围的范畴内变化。由此能够提高系统的可靠性。
在另一改进的设计方案中，可以在预测物体数据的变化时使用道路地图数据。以此方式例如可以在预测物体轨迹时考虑弯道曲率。
在另一改进的设计方案中，物体数据可以通过前置摄像机和/或车对X通信系统来获得。前置摄像机可以光学式地探测相应的物体，并且车对X通信系统可以彼此交流其位置、速度、速度变化等。备选的技术包括例如雷达、激光雷达或超声波。
在另一改进的设计方案中，基于物体数据进行计算并且实施光分配的变化曲线。因此，如果物体识别未可靠地起作用，则在第一步中，光分配的完整变化曲线被计算并且随后也可以付诸实施。
在为此改进的设计方案中，所述变化曲线可以利用当前的物体数据进行校正。以此方式需要更精细地调整光分配的变化曲线。
第一独立的技术方案涉及一种用于运行机动车的前照灯装置的设备，该设备具有传感器，该传感器监控沿行驶方向位于机动车前方的区域，其中，所述传感器被设置用于探测物体，其中，设置了用于根据计算物体数据的器件，其中，所述物体数据包含物体相对于机动车的距离、物体相对于机动车的水平方位角以及物体相对于机动车的角速度，其中，设置了用于根据所述物体数据来改变前照灯装置的光分配的器件，其中，存在用于保存探测物体和改变光分配之间等待时间的器件，其中，用于改变光分配的器件被设置用于，在考虑等待时间的情况下改变光分配。
在第一改进的设计方案中，所述传感器和用于改变光分配的器件被设置用于，经过一个以上的循环探测物体并且计算物体数据，其中，用于改变光分配的器件被设置用于，对物体数据的变化进行预测并且在考虑物体数据变化的情况下进行光分配。
在另一改进的设计方案中，用于改变光分配的器件被设置用于，由物体的水平位置变化计算角速度。
根据另一改进的设计方案，用于改变光分配的器件被设置用于，若在单个循环内丢失或不存在物体数据，则对物体数据进行估算。
在另一改进的设计方案中，设置了用于提供道路地图数据的器件，其中，用于改变光分配的器件被设置用于，在预测物体数据变化时使用道路地图数据。
在另一改进的设计方案中，所述传感器可以是前置摄像机。在另一改进的设计方案中，所述传感器可以是车对X通信系统。两种传感器类型也可以彼此并联地使用。备选的技术例如是雷达、激光雷达或超声波。
在另一改进的设计方案中，用于改变光分配的器件被设置用于，基于物体数据预先计算并且实施光分配的变化曲线。
在另一改进的设计方案中可以规定，用于改变光分配的器件被设置用于，利用当前的物体数据校正所述变化曲线。
另一独立的技术方案涉及机动车的前照灯系统，该前照灯系统具有带有可变光分配的前照灯装置并且具有至少一个用于监控沿行驶方向位于机动车前方区域的传感器以及前照灯控制装置，其中，所述前照灯控制装置被构造用于，计算探测到物体的物体数据，其中，所述物体数据包含物体相对于机动车的距离、物体相对于机动车的水平方位角以及物体相对于机动车的角速度，并且根据所述物体数据改变前照灯装置的光分配，其中，探测物体和改变光分配之间的等待时间保存在前照灯控制装置中，其中，所述前照灯控制装置被设置用于，在考虑等待时间和物体数据的情况下改变光分配。
在第一个进一步的设计方案中，所述前照灯系统包含至少一个传感器、前置摄像机和/或车对X通信系统。备选的技术例如是雷达、激光雷达或超声波。
在另一改进的设计方案中，设置与前照灯控制装置相连的导航系统，其中，所述道路地图数据能够从导航系统传输至前照灯控制装置。
在另一改进的设计方案中，所述前照灯装置是矩阵式前照灯装置或像素式前照灯装置。
另一独立的技术方案涉及一种机动车，该机动车具有上述类型的前照灯系统。
附图说明
另外的技术特征和细节从以下说明中可得出，在该说明中必要时参照附图详尽地描述了至少一个实施例。描述和/或图解示出的技术特征自身构成或以任意有意义的组合构成技术方案，必要时也不依赖于权利要求书，并且尤其还可以是一个/多个单独申请的技术方案。相同、相似和/或功能相同的部件设有相同的附图标记。在此，示意性地示出：
图1示出机动车的俯视图；
图2示出所述方法的流程图；
图3示出道路情况的俯视图以及
图4示出相应的光分配的视图。
具体实施方式
图1示出机动车2的俯视图。
该机动车2具有前照灯系统4(用虚线框出)。该前照灯系统4具有由两个前照灯6.1、6.2构成的前照灯装置6。
此外，所述前照灯系统4还具有前置摄像机8，利用该前置摄像机8可以拍摄机动车2前方的区域。所述前照灯装置6以及前置摄像机8与控制装置10相连。该控制装置10被设置用于，评估前置摄像机8的图像并且在该图像中识别物体、例如迎面驶来的机动车。在备选的设计方案中，物体识别可以发生在前置摄像机中。
此外，控制装置10被设置用于，控制前照灯6.1和6.2。前照灯6.1和6.2是所谓的矩阵式前照灯，其具有大量的单个发光元件，这些发光元件以矩阵形式布置并且可以成片区地或单独地开启和关闭。
相应的前照灯系统4具有等待时间，该等待时间存在于借助前置摄像机8拍摄物体和关闭前照灯装置6的相应的矩阵式发光元件之间。所述控制装置10被设置用于，在调整前照灯的光分配时考虑所述等待时间。
所述控制装置10当前与导航系统11耦联，以便获得道路地图信息，在确定陌生物体相对于自身机动车2的相对运动时使用该道路地图信息。
图2示出所述方法的流程图。
在第一步骤中，利用前置摄像机8拍摄图片。
在随后的步骤中，评估该图片并且探测物体。不断重复该方法步骤。
由至少两个图像确定所述物体的物体数据。借助该物体的物体数据计算物体相对于自身机动车的轨迹，所述物体数据包含物体相对于该机动车2的距离、水平方位角以及角速度。
基于在考虑前照灯系统4的等待时间的情况下这三个矢量的状况，计算并且实施光分配。
所述方法一直重复，直至该物体运动出光分布区域。当识别到另外的物体时，重新应用该方法。
所述方法也适用于存在多个物体的情况、例如多个依次相随的机动车的情况，这些机动车朝本机动车2迎面驶来。
图3示出道路12上的交通情况的俯视图。
从机动车2观察，道路12示出右转弯道。另外的机动车14朝本机动车2迎面驶来。
所述机动车2的前置摄像机8探测迎面驶来的机动车14，由此，控制装置10计算机动车14相对于本机动车2的相对速度。该相对速度由相应的自身速度和方向以及相向而行的机动车2和14的偏转速度的叠加得出。
所述控制装置10由距离D和水平方位角α的变化计算机动车14的角速度，以便确定实施改变前照灯装置6的光分配16的时间点的位置，并且由此相应地控制前照灯6.1、6.2。
图4示出根据图3自机动车2的视野观察的交通情况。
在此，该视野与通过前照灯装置6的光区段产生的光分配的示图重叠。为了防止迎面车流的眩光，使前照灯装置6的与机动车14重叠的矩阵式发光元件不工作。在此设置较小的安全间距，以便防止使机动车14的驾驶员眩光。机动车14前方、后方和两侧的区域保持充分照亮。
虽然本发明的技术方案已经通过实施例进一步详细说明和阐述，但是本发明不局限于已公开的实施例，并且本领域技术人员可以从中得出其它变型方案。因此显然存在大量的变型可行方案。同样显然的是，示例性所述的实施方式仅是示例，该示例不应以任何方式被理解为对例如保护范围、应用可能或发明结构的限制。事实上，前面的描述和附图描述使本领域技术人员能够具体实施示例性的实施方式，其中，了解公开的发明构思的本领域技术人员可以例如在示例性实施方式所提到的各个元件的功能和布置方式方面进行各种变化，只要不脱离通过权利要求书及其法律等同内容、例如说明书中的进一步阐述定义的保护范围即可。
附图标记列表
2 机动车
4 前照灯系统
6 前照灯装置
6.1 前照灯
6.2 前照灯
8 前置摄像机
10 控制装置
11 导航系统
12 道路
14 机动车
16 光分配
D 距离
α 水平方位角
Ω 旋转速度

Claims (22)

1.一种用于运行机动车(2)的前照灯装置(6)的方法，其中，借助至少一个传感器(8)监控沿行驶方向位于所述机动车(2)前方的区域、探测物体(14)并且计算物体数据(D、α、Ω)，其中，所述物体数据包含所述物体(14)相对于所述机动车(2)的距离(D)、所述物体(14)相对于所述机动车(2)的水平方位角(α)以及所述物体(14)相对于所述机动车(2)的角速度(Ω)，其中，所述前照灯装置(6)的光分配根据所述物体数据(D、α、Ω)而改变，其中，在探测物体(14)和改变光分配(16)之间的等待时间是已知的，其中，所述光分配(16)在考虑所述物体数据(D、α、Ω)和等待时间的情况下改变。
2.按照权利要求1所述的方法，其中，经过一个以上的循环探测所述物体(14)并且计算所述物体数据(D、α、Ω)，其中，对所述物体数据(D、α、Ω)的改变进行预测，其中，在考虑所述物体数据(D、α、Ω)改变的情况下进行所述光分配(16)。
3.按照权利要求1或2所述的方法，其中，由所述物体(14)的水平位置变化计算所述角速度(Ω)。
4.按照前述权利要求之一所述的方法，其中，若在个别循环内丢失或不存在所述物体数据(D、α、Ω)，则对所述物体数据(D、α、Ω)进行估算。
5.按照前述权利要求2至4之一所述的方法，其中，在预测所述物体数据(D、α、Ω)的变化时使用道路地图数据。
6.按照前述权利要求之一所述的方法，其中，所述物体数据通过前置摄像机(8)和/或车对X通信系统来获得。
7.按照前述权利要求之一所述的方法，其中，基于所述物体数据(D、α、Ω)预先计算并且实施所述光分配(16)的变化曲线。
8.按照权利要求7所述的方法，其中，利用当前的物体数据(D、α、Ω)对所述变化曲线进行校正。
9.一种机动车(2)的前照灯系统(4)，所述前照灯系统(4)具有带有可变光分配(16)的前照灯装置(6)并且具有至少一个用于监控沿行驶方向位于所述机动车(2)前方区域的传感器(8)和前照灯控制装置(10)，其中，所述前照灯控制装置(10)构造用于，计算探测到物体的物体数据(D、α、Ω)，其中，所述物体数据(D、α、Ω)包含所述物体(14)相对于所述机动车(2)的距离(D)、所述物体(14)相对于所述机动车(2)的水平方位角(α)以及所述物体(14)相对于所述机动车(2)的角速度(Ω)，并且根据所述物体数据(D、α、Ω)改变所述前照灯装置(6)的光分配(16)，其中，在探测物体(14)和改变光分配(16)之间的等待时间保存在所述前照灯控制装置(10)中，其中，所述前照灯控制装置(10)被设置用于，在考虑等待时间和所述物体数据(D、α、Ω)的情况下改变所述光分配(16)。
10.按照权利要求9所述的前照灯系统，其中，所述至少一个传感器包括前置摄像机(8)和/或车对X系统。
11.按照权利要求9或10所述的前照灯系统，其中，设置与所述前照灯控制装置(10)相连的导航系统(11)，其中，所述道路地图数据能够从所述导航系统(11)传输至所述前照灯控制装置(10)。
12.按照权利要求9至11之一所述的前照灯系统，其中，所述前照灯装置是像素式前照灯装置(6)或矩阵式前照灯装置(6)。
13.一种机动车，具有按照权利要求9至12之一所述的前照灯系统(4)。
14.一种用于运行机动车的前照灯装置的设备，该设备具有传感器，该传感器监控沿行驶方向位于机动车前方的区域，其中，所述传感器被设置用于探测物体，其中，设置了用于根据计算物体数据的器件，其中，所述物体数据包含物体相对于机动车的距离、物体相对于机动车的水平方位角以及物体相对于机动车的角速度，其中，设置了用于根据所述物体数据来改变前照灯装置的光分配的器件，其中，存在用于保存探测物体和改变光分配之间等待时间的器件，其中，用于改变光分配的器件被设置用于，在考虑等待时间的情况下改变光分配。
15.根据权利要求14所述的设备，其中，所述传感器和用于改变光分配的器件被设置用于，经过一个以上的循环探测物体并且计算物体数据，其中，用于改变光分配的器件被设置用于，对物体数据的变化进行预测并且在考虑物体数据变化的情况下进行光分配。
16.根据权利要求14或15所述的设备，其中，用于改变光分配的器件被设置用于，由物体的水平位置变化计算角速度。
17.根据权利要求14所述的设备，其中，用于改变光分配的器件被设置用于，若在个别循环内丢失或不存在物体数据，则对物体数据进行估算。
18.根据权利要求15至17之一所述的设备，其中，设置了用于提供道路地图数据的器件，其中，用于改变光分配的器件被设置用于，在预测物体数据变化时使用道路地图数据。
19.根据权利要求14至18之一所述的设备，其中，所述传感器是前置摄像机和/或车对X通信系统。
20.根据权利要求14至18之一所述的设备，其中，所述传感器是雷达、激光雷达或超声波。
21.根据权利要求14至20之一所述的设备，其中，用于改变光分配的器件被设置用于，基于物体数据预先计算并且实施光分配的变化曲线。
22.根据权利要求14至20之一所述的设备，其中，用于改变光分配的器件被设置用于，利用当前的物体数据校正所述变化曲线。
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