CN108474853A - 大灯模块、大灯、大灯系统和用于大灯模块的运行方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于车辆的大灯(500)的大灯模块(100)，所述大灯模块设计用于，向所述车辆的车辆周围环境的至少一个部分区域发射至少部分地处于可见光谱中的光；其中，所述大灯模块(100)包括光探测装置(102)，所述光探测装置设计用于，求取所发射的光的至少一部分的照射到所述大灯模块(100)上的反射的在空间上和/或时间上的强度分布方面和/或在波长分布方面的至少一个参量，并且在考虑所求取的至少一个参量的情况下求取关于所述车辆周围环境的信息。

Description

大灯模块、大灯、大灯系统和用于大灯模块的运行方法
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的大灯的大灯模块、一种用于车辆的大灯、一种用于车辆的大灯系统和一种用于大灯模块的运行方法。
背景技术
在新式的机动车的情况下，激光雷达系统在如下的情况下具有大量的应用可能性：例如其他的交通参与者的速度测量、识别障碍物、用于泊车辅助或探测车道表面。因此，由WO 2010000751 A1例如已知一种用于测量速度的方法。在此，激光雷达系统形成布置在车辆中的独立模块。
发明内容
本发明提供一种具有权利要求1的特征的用于车辆的大灯的大灯模块、一种具有权利要求7的特征的用于车辆的大灯、一种具有权利要求8的特征的用于车辆的大灯系统和一种具有权利要求10的特征的用于大灯模块的运行方法。
因此，本发明提供一种用于车辆的大灯的大灯模块，该大灯模块设计用于，将至少部分处于可见光谱中的光发射到车辆的车辆周围环境的至少一个部分区域中，其中，大灯模块包括光探测装置，该光探测装置设计用于，求取所发射的光的至少一部分的照射到大灯模块上的反射的在空间上和/或时间上的强度分布方面和/或在波长分布方面的至少一个参量，并且在考虑所求取的至少一个参量的情况下求取关于车辆周围环境的信息。
此外，本发明提供一种用于车辆的大灯，其具有至少一个大灯模块。
此外，本发明提供一种用于车辆的大灯系统，其具有至少一个大灯和控制装置，该控制装置构造用于控制至少一个大灯。
最后，本发明提供一种用于大灯模块的运行方法，其具有如下的第一方法步骤：通过大灯模块将至少部分地处于可见光谱中的光发射到车辆的车辆周围环境的至少一个部分区域中。第二方法步骤包括求取所发射的光的至少一部分的照射到大灯模块上的反射的在空间上和/或时间上的强度分布方面和/或在波长分布方面的至少一个参量。第三方法步骤包括在考虑所求取的至少一个参量的情况下求取在车辆周围环境方面的信息。
优选的扩展方案是相应的从属权利要求的主题。
本发明的优点
本发明提供一种非常紧凑的大灯模块，该大灯模块一方面构造为用于照亮车辆周围环境的车灯并且另一方面包括光探测装置，由此，大灯模块例如可以同时用作激光雷达系统。
根据一种优选的扩展方案，大灯模块包括至少一个激光源、第一扫描装置和转换装置，其中，由至少一个激光源发射的具有至少一个输出波长的激光照射到第一扫描装置或转换装置上，并且由大灯模块发射到车辆周围环境的至少一个部分区域中的光包括借助第一扫描装置偏转的第一光和借助转换装置光谱地散射的第二光，所述第二光具有与输出波长偏离的至少一个波长。因此，大灯模块设计用于，以第一光、也就是说以激光扫描车辆周围环境的至少一个部分区域并且同时以第二光至少部分地照亮车辆周围环境的至少一个部分区域。因此，能够实现特别有利且紧凑的结构，因为将激光雷达系统(其包括发射第一光和通过光探测装置分析处理)与通过第二光照亮车辆周围环境组合。
根据一种优选的扩展方案，大灯模块仅包括一个激光源，该激光源的激光至少部分地借助分束器作为第一部分射束指向第一扫描装置并且作为第二部分射束指向转换器装置。
根据大灯模块的一种优选的扩展方案，第一扫描装置设计用于，以第一光扫描作为车辆周围环境的至少一个部分区域的第一空间角度范围。
根据一种优选的扩展方案，大灯模块包括第二扫描装置，借助转换装置光谱地散射的第二光照射到该第二扫描装置上并且借助该第二扫描装置可以以光谱地散射的第二光扫描第二空间角度范围。因此，不仅第一光、而且第二光可以扫描地发送。由此相对于在空间角度范围内连续地发送，降低大灯模块的能量消耗。此外可以避免使迎面车流炫目。
根据一种大灯模块的优选的扩展方案，第一空间角度范围大于第二空间角度范围。借助第一光可以扫描和分析处理第一空间角度范围，而另一方面通过第二光照亮更小的空间角度范围。基于更大的第一空间角度范围尤其监视车辆周围环境的宽的区域，所述区域本身包括这样的区域：不以车灯照射该区域，以便例如不使迎面车流炫目。
根据一种大灯系统的优选的扩展方案，至少一个大灯的大灯模块的第一子集设计用于，根据由至少一个大灯的大灯模块的第二子集的光探测装置求取的参量以第一子集的大灯模块的至少一个第一光扫描作为车辆周围环境的至少一个部分区域的第三空间角度范围。
附图说明
附图示出：
图1：示出根据本发明的一种实施方式的大灯模块的示意图；
图2、3、4：示出根据本发明的实施方式的光发射装置的示意性的截面图；
图5：示出根据本发明的一种实施方式的大灯的示意图；
图6：示出根据本发明的一种实施方式的大灯系统的原理框图；以及
图7：示出一种用于阐述用于根据本发明的一种实施方式的大灯模块的运行方法的流程图。
在所有附图中，相同的或功能相同的元件和设备——只要未另外说明——设有同样的附图标记。
具体实施方式
图1示出一种用于车辆的大灯的大灯模块100的示意图。大灯模块100包括一种具有可选的壳体105的光发射装置101，该光发射装置设计用于将第一光103和第二光104发射到车辆的车辆周围环境中。在此，第一光103可以通过光发射装置101在水平x-y平面中偏转第一水平角α1并且在垂直y-z方向上偏转第一垂直角β1。在此，在车辆在地面上行驶的情况下水平的x-y平面与该地面平行。因此，可以在第一空间角度范围106内通过光发射装置101发射第一光103，所述第一空间角度范围分别延伸至第一最大水平角α1,max和第一最大垂直角β1,max。
类似地，第二光104可以通过在x-y平面中偏转第二水平角α2并且在y-z平面中偏转第二垂直角β2。可以在第二空间角度范围107内发射第二光104，所述第二空间角度范围分别延伸至第二最大水平角α2,max和第二最大垂直角β2,max。优选地，在此第一空间角度范围106大于第二空间角度范围107。
此外，大灯模块100包括光探测装置102，该光探测装置设计用于，接收作为所发射的第一光103的至少一部分的反射的反射光103′，并且求取反射光103′的在空间上和/或时间上的强度分布方面和/或在波长分布方面的至少一个参量。此外，光探测装置102构造用于，在考虑所求取的参量的情况下求取关于车辆的车辆周围环境的信息。光探测装置102尤其可以构造用于，探测车辆周围环境中的其他交通参与者或障碍物，或者确定道路状况以及车辆相对于其他对象的相对速度。光探测装置102与光发射装置101的发送第一光103的元件共同构成激光雷达系统。
图2中示出一种根据本发明的第一实施方式的光发射装置101。在此，光发射装置101包括激光源201，例如构造用于发射具有输出波长的激光202的GaN激光器芯片。所发射的激光202部分地照射到转换装置204上，该转换装置设置用于光谱地控制所发射的激光202。转换装置204例如可以是荧光屏。转换装置204用作白光转换器，也就是说，将所发射的具有输出波长的激光202转换成具有连续的、至少部分地处于可见范围内的光谱的经转换的光208。
此外，分束器207(例如棱镜或反射光学系统)处于所发射的光202的射束通道的一部分中。分束器207如此布置，使得所发射的光202的一部分202′照射到分束器207上并且分成第一部分光203a和第二部分光203b。第二部分光203b同样照射到转换装置204上并且转换成经转换的光208。第一部分光203a照射到第一扫描装置206上，并且偏转第一部分光203a并且作为第一光103发射并且因此扫描第一空间角度范围106。扫描装置206尤其可以包括微镜，该微镜优选地以离散的梯度扫描第一空间角度范围106。
通过第二扫描装置205(尤其微镜)偏转经转换的光208，并且因此作为第二光104发射并且扫描第二空间角度范围107。
通过适当地定位分束器207可以调节第一光103的强度相对于第二光104的强度的比例。优选地，第一光103的强度处于第二光104的强度的百分之一至百分之二之间。如果第二光104用于照亮车辆周围环境并且第一光103用作用于激光雷达系统的激光，则可以防止，通过用于激光雷达系统的第一光103的太高的强度使其他的交通参与者炫目。
图3中示出一种根据本发明的第二实施方式的光发射装置201。与第一实施方式相反，在此交换转换装置204与第一扫描装置205的顺序，使得所发射的光202或第二部分光203b首先照射到扫描装置205上并且然后照射到转换装置204上。
图4中示出一种根据本发明的第三实施方式的光发射装置301。在此，光发射装置301包括第一激光源401a和第二激光源402b。类似于以上描述的实施方式，由第一激光源401a发射的第一光402由第一扫描装置206偏转并且作为第一光103发射。由第二激光源401b发射的第二激光403由转换装置204转换并且由第二扫描装置205偏转并且作为第二光104发射。
本发明不限于此。因此，可以再次交换转换装置204和第二扫描装置205的顺序。
图5中示出一种用于车辆的大灯500。大灯500具有大灯模块100的上排501和下排502。在此，上排501或下排502在水平的x-y平面内(也就是说，在车辆在地面上行驶时与该地面平行)布置在车辆的大灯500中。然而，本发明不限制于这种布置。大灯模块100的第一排501和第二排502例如也可以垂直地布置，或者例如也可以设置具有大灯模块100的多个排的其他类型的布置。
图6中一种用于车辆的大灯系统600的原理框图。大灯系统600包括四个大灯500，所述大灯如此布置在车辆中，使得大灯500优选地可以扫描车辆的整个360°车辆周围环境。大灯500的上排501分别构成大灯模块100的第一子集601，并且下排502构成大灯模块100的第二子集602。进一步通过中央控制装置603控制大灯500。
如以上描述的那样，大灯模块100的第二子集602的光探测装置102求取第一光103的反射部分的在空间上和/或时间上的强度分布方面和/或在波长分布方面的至少一个参量。控制装置603可以根据所求取的参量求取车辆600的车辆周围环境内的至少一个对象。此外，控制装置603构造用于，如此操控第一子集601的大灯模块100，使得第一子集601的大灯模块100的至少一个第一光103扫描作为车辆周围环境的至少一个部分区域的第三空间角度范围，其中，根据所求取的参量识别的对象处于第三空间角度范围内。换句话说，大灯模块100的第二子集602用于提供概览图，根据该概览图由控制装置603识别对象，并且大灯模块100的第二排用于细节跟踪，由此可以跟踪、光学地检测所识别的对象并且分析处理所检测的数据。控制装置603尤其可以构造用于，根据通过第二子集602的光探测装置102求取的参量更精确地确定所识别的对象。
图7示出一种用于阐述用于根据本发明的一种实施方式的大灯模块100的运行方法的流程图。
在第一步骤S1中，通过大灯模块100将至少部分地处于可见光谱中的光发射到车辆的车辆周围环境的至少一个部分区域中，其中，大灯模块100例如可以相应于以上描述的实施方式中的一种。大灯模块100尤其可以具有在图1中示出的光发射装置101，该光发射装置设计用于发射第一光103和第二光104。
在第二步骤S2中，求取所发射的光(例如第一光103)的至少一部分的照射到大灯模块100上的反射的在空间上和/或时间上的强度分布方面和/或在波长分布方面的至少一个参量。
在第三步骤S3中，在考虑所求取的至少一个参量的情况下求取关于车辆周围环境的信息。

Claims (10)

1.一种用于车辆的大灯(500)的大灯模块(100)，所述大灯模块设计用于，将至少部分地处于可见光谱中的光发射到所述车辆的车辆周围环境的至少一个部分区域中；
其中，所述大灯模块(100)包括光探测装置(102)，所述光探测装置设计用于，求取所发射的光的至少一部分的照射到所述大灯模块(100)上的反射的在空间上和/或时间上的强度分布方面和/或在波长分布方面的至少一个参量，并且在考虑所求取的至少一个参量的情况下求取在所述车辆周围环境方面的信息。
2.根据权利要求1所述的大灯模块(100)，其具有至少一个激光源(201；401a，401b)、第一扫描装置(206)和转换装置(204)，其中，由所述至少一个激光源(201；401a，401b)发射的具有至少一个输出波长的激光照射到所述第一扫描装置(206)上或照射到所述转换装置(204)上，并且由所述大灯模块(100)发射到所述车辆周围环境的至少一个部分区域中的光包括借助所述第一扫描装置(206)偏转的第一光(103)和借助所述转换装置(204)光谱地散射的第二光(104)，所述第二光具有与所述输出波长偏离的至少一个波长。
3.根据权利要求2所述的大灯模块(100)，其中，所述大灯模块仅包括一个所述激光源(201；401a，401b)，所述激光源的激光至少部分地借助分束器(207)作为第一部分射束指向所述第一扫描装置(206)并且作为第二部分射束指向所述转换器装置(204)。
4.根据权利要求2或3所述的大灯模块，其中，所述第一扫描装置(206)设计用于，以所述第一光扫描作为所述车辆周围环境的至少一个部分区域的第一空间角度范围(106)。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的大灯模块，其具有第二扫描装置(205)，借助所述转换装置(204)光谱地散射的第二光照射到所述第二扫描装置上，并且借助所述第二扫描装置能够以所述光谱地散射的第二光扫描第二空间角度范围(107)。
6.根据权利要求5所述的大灯模块(100)，其中，所述第一空间角度范围(106)大于所述第二空间角度范围(107)。
7.一种用于车辆的大灯(500)，所述大灯具有根据权利要求1至6中任一项所述的至少一个大灯模块(100)。
8.一种用于车辆的大灯系统(500)，所述大灯系统具有根据权利要求7或8中任一项所述的至少一个大灯(500)并且具有控制装置(603)，所述控制装置构造用于，控制所述至少一个大灯(500)。
9.根据权利要求8所述的大灯系统(500)，其中，所述至少一个大灯(500)的大灯模块(100)的第一子集(601)设计用于，根据由所述至少一个大灯(500)的大灯模块(100)的第二子集(602)的光探测装置(102)求取的参量以所述第一子集(601)的大灯模块(100)的至少一个第一光来扫描作为所述车辆周围环境的至少一个部分区域的第三空间角度范围。
10.一种用于根据权利要求1至6中任一项所述的大灯模块(100)的运行方法，所述运行方法具有如下步骤：
通过所述大灯模块(100)将至少部分地处于可见光谱中的光发射(S1)到所述车辆的车辆周围环境的至少一个部分区域中；
求取(S2)所发射的光的至少一部分的照射到所述大灯模块(100)上的反射的在空间上和/或时间上的强度分布方面和/或在波长分布方面的至少一个参量；
在考虑所求取的至少一个参量的情况下求取(S3)在所述车辆周围环境方面的信息。
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