CN108995580B

CN108995580B - 用于自动化地校准前照灯的方法

Info

Publication number: CN108995580B
Application number: CN201810520362.1A
Authority: CN
Inventors: S·泽纳
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2017-06-07
Filing date: 2018-05-28
Publication date: 2022-03-08
Anticipated expiration: 2038-05-28
Also published as: CN108995580A; DE102017112514A1

Abstract

提供一种用于校准车辆的至少一个前照灯的方法，该方法包括：在不同位置提供由该至少一个前照灯产生的光场的图像；通过分析所提供的该光场的图像来确定校准值；并且将这些校准值传输至前照灯控制器，以便控制该至少一个前照灯；其中，在该方法开始时，根据分组按分级方式来检查第一组条件的状态和第二组条件的状态，并且接着共同统一检查这些条件的状态，其中，如果这些条件之一未被满足，则中断该方法。

Description

用于自动化地校准前照灯的方法

技术领域

本发明涉及一种用于校准车辆的至少一个前照灯的方法。

背景技术

从现有技术已知以下方法：即，在这些方法中车辆的主前照灯(HSW，以下称为前照灯)可以基于由前照灯产生的光图案的图像进行校准。为此所需的图像由驾驶员辅助摄像机提供。通过分析和比较光图案的图像可以推断出前照灯可能存在的错误位置。为了克服错误位置而获取以下校准值：即，这些校准值描述前照灯的水平和竖直的错误位置。然后校准值可以被传输至光控制器并被集成在该光控制器中的光算法所用，以调节前照灯的正确定向。

发明内容

本发明目的是如下继续发展从现有技术已知的方法：即，可以安全且可靠地执行该方法。

用于校准车辆的至少一个前照灯的本发明方法具有以下步骤：提供由该至少一个前照灯产生的光场的图像，其中，将该光场的所提供的图像中的每一个与该至少一个前照灯的另一个位置相关联；通过分析该光场的所提供的图像来确定校准值，其中，这些校准值给出该至少一个前照灯的错误位置；并且将这些校准值传输至前照灯控制器，以便控制该至少一个前照灯。此外，该方法是以如下方式来设计的：即，在开始确定这些校准值时，检查第一组条件的状态和第二组条件的状态，其中，只有当第一组的所有条件都被满足时，才检查第二组条件的状态，并且如果这些条件之一未被满足，则中断该方法。此外，在进一步确定这些校准值期间，监测第一组条件和第二组条件的状态，并且一旦第一组条件或第二组条件中的至少一个条件不再被满足，就中断该方法。

前照灯的校准在此原则上理解为自动化的过程，其中，将前照灯从错误位置调节至正确位置。该调节借助于多个执行器(例如伺服马达)来进行，这些执行器由光控制器基于校准值来控制。换言之，在校准时，前照灯被调准到其正确的静止位置。与此不同的是调节前照灯的基本定向，该基本定向在生产车辆时并且然后根据需求(例如在检查机动车辆时)通过匹配前照灯的竖直和水平定向借助于对应机的械调节螺栓来执行。通常由生产人员或检查人员执行的、对前照灯的基本定向的调节用于调节前照灯的机械静止位置并且不对应于在本说明书的意义上的前照灯校准。此处所描述的用于校准前照灯的方法可以被理解为从该机械静止位置出发自动执行的前照灯精调，该精调至少暂时借助于执行器来校正前照灯的基本定向。通过此过程，前照灯的位置可以在没有专业人员干预的情况下匹配于车辆的当前状态。这种匹配例如在下述情况下是有意义的：即，在被观察的车辆中，由于车辆部件的机械磨损，车身的基本定向发生变化。尤其是，校准前照灯并不意味着用于实现基本灯功能或者超越基本功能的适应性照明概念而进行的调节，例如自动的前照灯照程调节或动态的转弯指示灯。而基本灯功能和适应性照明概念的正确实施是以前照灯正确定向为前提的。也可以通过非机械干预以偏置的形式按照光算法来进行该校准。

本发明方法特征在于，其流程与第一组条件的状态和第二组条件的状态有关。在本说明书范围内，条件的状态是指该条件是否被满足，并且因此检查条件的状态是指检查该条件是否被满足。待检查的条件在此根据本发明分为(至少)两组。随着开始确定校准值，首先检查第一组的每个条件的状态。只有当第一组所有条件都被满足时，才继续该方法，否则中断该方法并且可以时间错开地或紧接着中断之后重新启动该方法。如果继续该方法，则首先检查第二组的每个条件的状态。只有当第二组的所有条件都被满足时，才继续该方法，否则中断该方法并且可以时间错开地或紧接着中断之后重新启动该方法。因此在初始阶段按等级依次就其状态检查条件的这些组。虽然此处所描述的方法涉及至少一个前照灯，然而可以便利地在车辆的两个前部前照灯同时参与的情况下执行该方法。

第一组条件可以涉及车辆的技术环境或周围环境，并且与所提供的图像的存在性或例如品质无关地得到检查。第一组条件尤其可以涉及如下条件：即，对这些条件的检查不要求分析所提供的光场的图像。分析光场的一个或多个图像可以是指数据技术分析，通过该数据技术分析借助于预定义的图像处理步骤确定图像的特性特征，例如明-暗边界曲线。第二组条件可以涉及以下实际情况：即，这些实际情况例如要求稍微更复杂的验证过程和/或是基于通过分析所提供的光场的图像得到的信息。因而已经可以与提供由至少一个前照灯产生的光场的第一图像并行地开始对第一组条件的检查，尤其还在分析/处理待所提供的第一图像之前。无关条件与组的指派关系，将条件未被满足的定论等同于如下论断：即，成功执行本发明方法所需的前提条件被归为未被满足，并且由此该方法无法以可用结果而结束。所以在这种情况下中断该方法。

在对(至少)两组条件进行初始的级联式检查之后，在进一步确定本发明方法的校准值期间，在可能出现的条件未满足情况方面监测每个条件的状态。接下来的条件监测是并行且同等地进行的，也就是说，与条件的组指派关系无关。在此例如可以关于其状态定时地检查所有条件，其中，针对每个条件可以个性化地设定定时(例如根据基本验证过程的复杂性和持续时间)。一旦确定一个条件未被满足，就中断该方法。并行和同等地检查条件可以紧跟着第一组条件和第二组条件的一次性级联式检查。

为了实现自动化地校准至少一个前照灯的目的，由至少一个前照灯产生的光场的这些图像中的每一个在至少一个前照灯的另一个定向上被采集。为此可以针对每个所提供的图像以预定的方式和方法(以预定的角度转动/倾斜、和/或以预定的路径平移)调节该至少一个前照灯。基于对关于在图像上所描绘的光场的特性特征(例如明-暗边界)的一个或多个图像的分析，可以推导出该至少一个前照灯的错误位置。前照灯的错误位置可以借助于校准值量化，这些校准值给出了前照灯的与其自由度有关的错误位置，通常是水平和竖直的错误位置。为了补偿所获取的错误位置，最后将校准值传输至光控制器以用于控制该至少一个前照灯。因而光控制器可以基于由至少一个前照灯的当前基本定向所获取的校准值来实施正确的光控制。由此可以避免应用不匹配的、标准的或其他非当前的且由此错误的校准值，这些校准值最终导致有缺陷的灯功能。

根据该方法的另一个实施方式，提供该光场的图像可以包括调出由车辆的图像采集单元所采集的该光场的图像。车辆的图像采集单元可以是摄像机，该摄像机是驾驶员辅助系统的一部分。在该方法的过程中还可以在至少一个前照灯的位置与从图像采集单元调出的图像之间进行同步化或另外进行关联。例如可以通过车辆的车载电子设备要求调节至少一个前照灯。前照灯的成功调节可以利用对应的信号来确认，接着由图像采集单元采集光场的图像，并且随后在本发明方法的范围内提供该图像。

根据本发明另一个实施方式，可以在从图像采集单元调出光场的图像之前，尤其在从图像采集单元调出光场的第一图像之前，检查第一组条件的状态，其中，只有当第一组的所有条件都被满足时，才执行这些图像的实际调出。因此，在该方法的该实施方式中，只有当存在成功执行该方法的最少前提条件(其被列在第一组条件中)时，才有针对性地从图像采集单元调出光场的图像。一旦确定第一组条件都被满足，则原则上已经可以调出第一图像并且可以启动对第二组条件的检查。替代地，然而也可以在(肯定地)检查第一组条件的状态之后，直接检查第二组，且只有当这些条件也都被满足时，才调出第一图像。换言之，代替在开始确定校准值时，还可以在开始从图像采集单元调出图像时根据条件的组指派关系对条件进行分级检查。

根据该方法的另一个实施方式，可以(类似于检查第一组条件和第二组条件的状态)在开始确定校准值时检查第三条件的状态，然而只有当第二组的所有条件都被满足时才进行。在进一步确定校准值期间，还可以监测第三条件连同第一组条件和第二组条件的状态，其中，第三条件与第一组条件和第二组条件等同处理。一旦第一组条件、第二组条件中的的至少一个条件或该第三条件不再被满足，则中断该方法。第三条件(实施本发明方法的前提同样是满足该条件)可以在本发明方法的上下文中被理解为第三组条件，然而其仅具有一个条件。替代地，第三条件也可以被指派给第二组条件。同样可以在开始从图像采集单元调出图像时、在遵守分级顺序的情况下执行对第三条件的检查，如上段所述。

根据该方法的另一个实施方式，检查该第三条件的状态可以包括检查是否具有用于执行该方法的适当的投射面(

)。在检查第三条件的状态时，例如可以考虑投射面或对应的投射对象的间距或大小。尤其是，检查是否具有用于执行该方法的适当的投射面可以基于在光场的基本构型(例如近光灯或市区灯)中标明特定点的特征。

在一个实施例中，检查是否满足第一组条件可以包括检查以下条件中的至少一个条件：i)车辆的运动状态是否对应于静止或者低于确定速度的至少一个运动；ii)负责前照灯照程调节的步进马达的位置是否具有适当的位置；iii)灯光旋转开关位置是否对应于预定的位置；iv)是否未执行远光灯/闪光灯请求；以及v)光传感器是否报告昏暗。条件i)例如是可能是由此而导致的：即，自确定的速度起所采集的图像受到行驶动态的过度影响。条件iii)是由此而导致的：即，只有当至少一个前照灯接通时并且根据条件v)车辆的周围环境足够昏暗时，才可以执行该方法，因而所产生的光场在采集的图像上对其进行分析时可以被最优地识别并且可以借助图像处理工具进行处理。

在一个实施例中，检查是否满足第二组条件可以包括检查以下条件中的至少一个条件：i)光场内是否存在影响用图像采集单元正确采集光场的干扰对象；ii)前照灯控制器是否允许在执行该方法时自动进行前照灯校准；以及iii)车辆的该图像采集单元是否准备好采集该光场的一系列图像。如果人员、车辆、树木或具有弯曲表面的其他对象位于光场内并且例如导致光场在所采集的图像上立体失真，则条件i)例如无法被满足。光场内反射强烈的物体或者自身产生光的对象(例如其他车辆的尾灯或前照灯)可能不利地影响在图像分析范围内进行的图像处理。

根据另一个实施方式，该方法还可以包括：基于所传输的校准值借助于前照灯控制器来控制前照灯，由此确保正确地执行基于至少一个前照灯的灯功能。

附图说明

本发明的其他细节、特征和优点由优选实施方式的以下说明借助附图而得出。这些附图在此仅示出了本发明的示例性的实施方式，这些实施方式不限制基本的发明构思。

图1示意性地示出在校准前照灯时车辆内的基本部件的相互作用，连同根据本发明的扩展方案。

图2示出流程图，该流程图展示了本发明方法的流程。

具体实施方式

图1中展示了在校准前照灯时车辆的若干基本部件的协同工作、以及本发明的扩展方案。被虚线状的矩形15包围的区域展示了标准的前照灯校准。校准前照灯的基础时关于由至少一个前照灯13产生的光场的信息。此信息大约可以按图像3的形式提供，这些图像借助于图像采集单元1被采集并被传送至用于确定前照灯校准值或错误位置的确定单元5。确定单元5例如可以作为功能单元(例如，FPGA或集成电路)配置在车辆电子设备内或者作为程序单元存在于车辆电子设备的主模块中。图像3可以连同信息一起被提供或者可以包含该信息，所述信息给出了相应的图像是在前照灯的什么位置上被采集的。此外，可以配置确定单元5，该确定单元在应用便利的图像处理方法的情况下分析所采集的图像3，也就是说，例如分拣、提取相关区域、并在这些相关区域内执行图案识别。该分析提供校准结果7(例如，前照灯13的水平和竖直的错误位置)，该校准结果随后被传送至光控制器9。光控制器9具有光算法，该光算法用于控制至少一个前照灯13。基于校准结果7，光控制器9可以将对应的控制信号11传输至前照灯13并如此控制该前照灯：即，始终正确照亮环境。这样可以保证，前照灯13虽然相对于其基本定向而错位、仍始终产生正确的光场。

标准的前照灯校准15的根据本发明的修订方案在图1中由附加单元19来体现，该附加单元被如此适配：即，该附加单元可以通过通信信道17与确定单元5通信并可以以此方式影响其运行。附加单元19可以(以类似于确定单元5的方式)借助于车辆电子设备来实现，即，例如作为程序模块存在于车辆电子设备的主模块内，或者可以是附加的电子模块，其是车辆电子设备的一部分。在附加单元19中指示了三个条件组：第一条件组21、第二条件组22和第三条件组23，其中，第三条件组23的存在是可选的。条件组21、22、23之间的虚线箭头表示在流程开始时最初级联式地进行的检查流程，其中，一次性相继检查组21、22、23中的条件的状态。只有当在结束时满足所有条件时，才由确定单元5执行对校准值的确定。

在一个实施例中，确定单元5可以如下地配置：即，只有在附加单元19确定了来自至少第一组21的条件的存在之后，该确定单元才开始分析光场的图像3。为此可以将对应的消息从附加单元19传输至确定单元5。

在成功进行了对第一组21、第二组22和第三组23的条件的状态的初始检查之后，对这些条件中的每个条件的状态连同所有其他各项一起进行并行和统一的监测。如果在此阶段在由图像采集单元1提供图像3期间和/或由确定单元5确定校准值期间检测到这些条件之一未被满足，则中断前照灯校准15。对应的指令可以借助于通信信道17被传输至确定单元5。因为前照灯校准可能花费大约几十秒与一分钟之间的时间，所以前照灯校准流程15在下述意义上可以是嵌套(verschachtelten)过程：即，在″在至少一个前照灯13的某个位置提供/调出光场的图像″与″在前照灯13的另一个位置提供/调出下一个图像″之间，在时间上更早的图像在分析范围内得到完全处理。

虽然附加单元19在图1的示意图中作为独立单元被展示，然而这不是基本技术要求。在实际的实现方式中，附加单元19的功能范围也可以在确定单元5内实现或者被理解为功能扩展。换言之，确定单元5的功能范围可以通过附加单元19的功能得以如下扩展：即，将调用校准值和进一步执行对校准值的确定与已详述的条件联系起来。

此外，借助图2中所示的流程图展示了校准至少一个车辆前照灯的方法。在第一步骤31中，该方法包括提供由该至少一个前照灯产生的光场的图像，其中，将该光场的所提供的图像中的每一个与该至少一个前照灯的另一个位置相关联。在进一步的步骤33中，该方法包括通过分析该光场的所提供的图像来确定校准值，其中，这些校准值给出该至少一个前照灯的错误位置。另外，在步骤35中，该方法包括将这些校准值传输至前照灯控制器，以便控制该至少一个前照灯。

如已经阐述的，该方法的特征在于：在提供光场的图像(对应于步骤31)和确定校准值(对应于步骤33)期间，检查第一组条件的状态和第二组条件的状态，其中，只有当第一组的所有条件都被满足时，才检查第二组条件的状态。这种有条件的检查仅一次性在流程开始时进行。之后，在本发明方法中，在提供光场的图像和确定校准值期间，监测第一组条件和第二组条件的状态，并且一旦第一组条件或第二组条件中的至少一个条件不再被满足，就中断该方法。换言之，一次性地、相继地进行在初始时检查多个组中的条件；接着，如果检测到所有条件均为满足，则将这些条件合并成唯一一组条件，它们并行且同等地被监测。

Claims

1.一种用于校准车辆的至少一个前照灯的方法，其中，在校准时，所述前照灯被调准到其正确的静止位置，该方法具有以下步骤：

提供由该至少一个前照灯产生的光场的图像，其中，将该光场的所提供的图像中的每一个与该至少一个前照灯的另一个位置相关联；

通过分析该光场的所提供的图像来确定校准值，其中，这些校准值给出该至少一个前照灯的错误位置；并且

将这些校准值传输至前照灯控制器，以便控制该至少一个前照灯；

其中，在开始确定这些校准值时，检查第一组条件的状态和第二组条件的状态，其中，只有当第一组的所有条件都被满足时，才检查第二组条件的状态，并且如果这些条件之一未被满足，则中断该方法，并且

其中，在进一步确定这些校准值期间，监测第一组条件和第二组条件的状态，并且如果第一组条件或第二组条件中的至少一个条件不再被满足，则中断该方法，其中，检查是否满足第一组条件包括检查以下条件中的至少一个：

i)车辆的运动状态是否对应于静止或者低于确定速度的至少一个运动；

ii)负责前照灯照程调节的步进马达的位置是否具有适当的位置；

iii)灯光旋转开关位置是否对应于预定的位置；

iv)是否未执行远光灯/闪光灯请求；

v)光传感器是否报告昏暗；

其中，检查是否满足第二组条件包括检查以下条件中的至少一个：

i)光场内是否存在影响用图像采集单元正确采集光场的干扰对象；

ii)前照灯控制器是否允许在执行该方法时自动进行前照灯校准；

iii)车辆的该图像采集单元是否准备好采集该光场的一系列图像。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，提供该光场的图像包括调出由车辆的图像采集单元所采集的该光场的图像。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，在由该图像采集单元调出该光场的图像之前，检查第一组条件的状态，并且只有当第一组的所有条件都被满足时，才执行这些图像的调出。

4.根据权利要求1至3之一所述的方法，其中，在开始确定这些校准值时，还检查第三条件的状态，然而只有当第二组的所有条件都被满足时才进行，并且其中，在进一步确定这些校准值期间，监测第三条件连同第一组条件和第二组条件的状态，并且一旦第一组条件、第二组条件中的至少一个条件或该第三条件不再被满足，就中断该方法。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，检查该第三条件的状态包括检查是否具有用于执行该方法的适当的投射面。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，检查是否具有用于执行该方法的适当的投射面包括在光场的基本构型中标明特定点的特征。