CN111284392A - 用于由光分布求得针对照明强度的调节值的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于由要调节的光分布求得用于探照灯的光源的照明强度的调节值的方法，包括以下步骤：1.1)读入要调节的光分布，1.2)由要调节的光分布求得用于照明区域的像素的照明强度理论值，为了调节出所读入的光分布应该通过调节探照灯的光源来达到所述照明强度理论值，1.3)由所述理论值求得用于光源的照明强度的调节值，其中，为探照灯的每个光源迭代地求得用于该光源被调节到的照明强度的至少一个调节值。

Description

用于由光分布求得针对照明强度的调节值的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种用于由要调节的光分布求得针对用于探照灯的光源的照明强度的调节值的方法和装置。

背景技术

在现代的机动车中增加地使用具有许多光源的探照灯。这些光源可以非常小并且可以装入集成的开关电路中。可能的是，将数千的光源设置在指甲大小的面上。通常，所述光源是LED。但也可能的是，利用其他的光源构造探照灯。探照灯可以是矩阵探照灯，在该矩阵探照灯中光源成矩阵地设置。

这些探照灯作为前照灯在机动车中使用。前照灯按照当前的现有技术经常这样设计，使得利用其可以调节不同的光分布、例如调节远光灯或近光灯光分布。已知的是，尤其是修改远光灯，为了不使例如其他交通参与者感到炫目。在包括仅一个光源的常规的探照灯中，这经常利用遮光物、滚动物或通过枢转探照灯来实现。在探照灯，这可以通过变暗单个或多个光源来实现。

不仅从一个光分布切换到另一个光分布而且光分布的修改可以利用探照灯通过变暗探照灯的单个或多个光源来实现。通过变暗可以这样照亮照明区域，使得给出较光亮的和较暗的区域。

控制各个光源以便实现照明区域中的较光亮的和较暗的区域、亦即照明区域中的确定的光分布不是没有意义的，因为在照明区域的一个点中有多个光源的光叠加。一个光源的调节的改变通常导致在照明区域的不同的点上的照明强度的改变。

为了将照明区域的所有点以最小的照明强度照亮，通常需要将照明区域的一些或许多点比所需要更强地照亮，仅为了另一个、例如相邻的点以最小的照明强度照亮。这总体上导致比所需要更强的照明和提高的能量消耗。

发明内容

因此，本发明基于找到一种可用来调节光源的方法和装置，其中，照明区域的点尽可能不过于强烈地被照亮。

因为机动车可能所处于的交通情形可能以高的动态改变，所以需要的是，在这些机动车的探照灯上必须进行调节的光分布可以快速地被改变。对探照灯的光源的调节因此必须以高的速度进行。

这使得需要快速找到探照灯的光源必须被调节到的调节值。这在光源少时可能还是可简单解决的问题，在具有数千的光源的探照灯中，这基于为了求得而所需要的时间是对发明人提出的挑战。

因此本发明的任务是，给出一种用于由要调节的光分布求得用于探照灯的光源的照明强度的调节值的方法和装置，利用所述方法和装置可以快速地求得调节值，而照明区域中的点不会比所需要多非常多地被照亮。

该任务通过按照权利要求1所述的方法和按照权利要求9所述的装置解决。

在按照本发明的方法中执行以下步骤：

读入要调节的光分布，

由要调节的光分布求得用于照明区域的像素的照明强度理论值，为了调节出所读入的光分布应该通过调节探照灯的光源来达到所述照明强度理论值，

由所述理论值求得用于光源的照明强度的调节值，其中，为探照灯的每个光源迭代地求得用于该光源被调节到的照明强度的至少一个调节值。

尤其是由步骤1.3)包括的迭代能实现快速地求得调节值，利用所述调节值可以获得用于照明区域的照明的所希望的光分布，而无须为此不必要强烈地照亮照明区域的许多像素，从而用于对照明区域照明的能量可以保持为小的。

为了优化计算时间，可以减小照明强度理论值的数量，尤其是当光源的照明区域比像素大小大非常多时。然后，所述要调节的光分布可以被分解成区段。所述区段的数量或大小与各个光源的光分布有关。所述区段大小必须这样选择，使得在一个区段内的光分布大致均匀。在一个区段内，最光亮的照明强度理论值代表所述区段作为理论值被接受到用于照明区域的像素的照明强度理论值的集合中。

已知，为了不使其他交通参与者感到炫目或为了避免由在要利用探照灯照亮的交通情形的确定的区域中的反射使自身车辆驾驶员感到炫目，减小照明强度。这可以通过如下方式进行：遮光物处于探照灯之后(例如机械的遮光物、LC显示器，…)。如果这样的遮光物不存在，则可以通过对应地调节探照灯来避免炫目。这时必须在调节光源的照明强度时分开考虑抗眩目的区域。为此为在交通情形的抗眩目的区域中的每个像素求得用于照明强度的最大值。由此然后可以建立包括用于每个光源的最大的照明强度的最大值的列表，因为已知每个光源为每个像素提供多少光强贡献值。

在按照步骤1.3求得调节值时可以执行以下步骤：

2.1)由所述理论值确定暂时的理论值，或者如果已经确定暂时的理论值，则改变所述暂时的理论值，

2.2)为照明区域的每个像素i依次求得用于每个光源的暂时的调节值，利用调节到所述暂时的调节值来达到用于所述像素i的暂时的理论值，并且

2.3)一直重复步骤2.1)和2.2)，直至求得用于每个光源的改变的暂时的调节值，利用所述改变的暂时的调节值达到在步骤1.2)中所求得的理论值。

按照本发明的方法的这种进一步改进方案的特点是，不尝试这样立即确定用于光源的调节值，使得利用用于光源的这些调节值，达到在照明区域的各个像素中的针对照明强度的理论值。而是首先求得调节值，以便达到针对所述像素的照明强度的暂时的理论值。这些暂时的理论值然后(在借助选择的调节值达到所述暂时的理论值之后)迭代地接近所求得的理论值。这种迭代地接近理论值能够实现，逐渐改变用于光源的调节值，以便避免由于强烈地改变用于光源的调节值而对许多像素的照明强度产生影响。

确定暂时的理论值可以是确定减小的理论值。所述减小可以对于每个像素以各自的百分值进行或对于所有像素以相同的百分值进行。

优选在各自的减小的情况下，所述减小这样选择，使得暂时的理论值不大于如下照明强度贡献值，对于所述像素最重要的光源贡献所述照明强度贡献值。如果选择相同地减小所有理论值，则这优选不大于如下照明强度贡献值，对于这些像素最重要的光源在所有像素上观察平均地贡献所述照明强度贡献值。

在迭代的过程中对暂时的理论值的接近可以以等距的步幅或减小的步幅进行。减小的步幅可以具有用于求得用于光源的较好的调节值的优点。

在求得暂时的调节值，包括在步骤2.2)中的改变的暂时的调节值时，可以在按照本发明的方法中执行以下步骤：

6.1)只要还未确定或求得暂时的调节值，那么确定用于光源的暂时的调节值，

6.2)在在这些光源上调节暂时的调节值时，由光源的照明强度对于像素i的照明的贡献值来计算在所述像素i上的照明强度，

6.3)由用于所述像素i的所计算出的照明强度和用于同一像素i的减小的或提高的理论值计算出一个差，

6.4)以所述计算出的差提高用于光源的暂时的调节值。

步骤6.1至6.4也是本发明的特别的进一步改进方案。通过以最大用于像素i的计算出的照明强度与暂时的理论值之间的差提高调节值，来阻止出现超过用于对其进行所述提高的像素的暂时的理论值。当然暂时的理论值可以通过如下方式被超过：为该像素提供贡献的光源的调节值在观察另一个、优选相邻的像素时出现进一步提高并且暂时的减小的理论值被超过。但因为所述提高嵌入到暂时的理论值的迭代的提高中，所以最终也许出现略微超过所求得的理论值。对理论值的超过可以此外通过如下方式进一步减小：首先总是观察必须具有最高的照明强度的像素，并且首先为了达到用于所述像素的所求得的理论值而提高调节值。

在步骤6.1)中确定的暂时的调节值可以对于所有光源统一或对于每个光源各自地求得。在按照本发明的方法中，在步骤6.1)中，暂时的调节值可以确定为光源的最大可能的调节值的0％。

在按照步骤6.4)以计算出的差提高用于光源的暂时的调节值时，根据光源对于像素i的重要性，可以根据按照本发明的方法如下进行：

8.1)以所计算出的差的值提高对于像素i最重要的光源的暂时的调节值，但最大直至光源的最大可能的调节值，

8.2)通过从所计算出的差中减去所述提高来计算新的差，如果新的差不等于零，

8.3)以所计算出的差的值提高对于像素i次重要的光源的暂时的调节值，但最大直至所述光源的最大可能的调节值，

8.4)重复步骤8.2和8.3，直至所述差为零。

所述最大可能的调节值在此是最大技术上可能的调节值，其基于探照灯、尤其是光源的技术特性是可能的。但所述最大可能的调节值也可以是如下值，所述值由于避免炫目已作为最大可能的调节值确定并且通常小于用于光源的照明强度的最大技术上可能的调节值。

对于像素i最重要的光源可以是为所述像素i的照明强度提供最高贡献值的光源。对于所述像素i的照明的次重要的光源是具有对于像素i的照明强度的第二高贡献值的光源。

根据按照本发明的方法，可以提前已经求得并且存储用于在所述像素中的照明强度的光源的次序。

为了执行按照本发明的方法，执行所述方法之前或所述方法的开始时必须求得，探照灯的各个光源的光怎样分布到照明区域的像素上。所述求得基于的照明区域可以是如下的面，该面与探照灯相距25m远并且该面垂直于由探照灯发射的光的中心轴线设置。

对于按照本发明的方法可以有利的是，在步骤2.1)中在求得用于具有像素的每个光源的暂时的调节值时以如下次序进行，所述次序由所述像素的暂时的理论值的贡献值的下降的次序产生。也由此可以避免导致照明强度处于所求得的理论值上方的调节值。

本发明基于的任务还通过一种用于由要调节的光分布求得用于探照灯的光源的照明强度的调节值的装置解决，其中，所述装置设置用于

·读入要调节的光分布，

·由要调节的光分布求得用于照明区域的像素的照明强度理论值，为了调节出所读入的光分布应该通过调节探照灯的光源来达到所述照明强度理论值，

·由所述理论值求得用于光源的照明强度的调节值，其中，对于探照灯的每个光源迭代地求得用于照明强度的至少一个调节值，该光源被调节到所述调节值。

所述装置可以具有用于读入要调节的光分布并且用于提供用于照明强度的求得的调节值的接口。所述装置还可以具有存储器，在所述存储器中存储有在调节在照明区域的每个像素中的所确定的调节值时每个光源获得什么照明强度。

附图说明

借助附图接着更详细地阐述本发明。在此：

图1a至1c示出按照本发明的方法的流程图。

具体实施方式

在图1a至1b中示出的按照本发明的方法的开始读入要调节的光分布(步骤1.1)。由读入的光分布，为要按照与要调节的探照灯相距25m的光分布来调节的光图像的每个像素i求得照明强度理论值(步骤1.2)。因此，已知在与探照灯相距25m定位的壁上的光图像的每个像素必须被调节到的照明强度，以便获得希望的光分布。按照定义，所述光图像具有数量N的像素。

为了达到这些照明强度理论值，产生不同的辅助参数。这些辅助参数之一是暂时的照明强度理论值(步骤2.1a)。对于在所述图中示出的方法的情况，选择小于所求得的照明强度理论值的暂时的照明强度理论值。现在首先作为其他的辅助参数寻求按照本发明的探照灯的光源必须被调节到的暂时的调节值，以便达到所述暂时的照明强度理论值。

因为已提前求得每个单个光源对在光图像的像素i中的照明强度具有何种贡献值，所以可以计算出调节每个单独的光源会怎样影响在光图像的像素i中的照明强度。

为了进入按照本发明的借助图1a至1c阐述的方法实例，为探照灯的每个光源选择每个光源的最大的照明强度的0％的调节值(步骤6.1)。

然后，为第一像素i＝1计算出，当在探照灯的光源上调节所选择的暂时的调节值时，对于像素i得出何种照明强度(步骤6.2)。用于像素i的这样计算出的照明强度与用于同一像素i的暂时的照明强度理论值进行比较，为此形成计算出的照明强度与暂时的照明强度理论值之间的差(步骤6.3)。

按照在图1a至1c中示出的实例，现在提高探照灯的对于像素i的照明最重要的光源的暂时的调节值。为此必须提前求得次序，所述次序下降地给出为像素i的照明提供贡献的光源(步骤8.1)。所述提高在此以所计算出的差的值进行，但最大地、只直至光源可以被调节到的最大可能的调节值(100％)。

所述提高然后从之前所计算出的差中被减去，由此产生新的差。所述新的差始终给出，在像素i中缺乏多少照明强度贡献值，以便达到暂时的照明强度理论值(步骤8.2)。只要这时求得的差不等于零，则必须找到光源的另一个照明强度贡献值，以便达到暂时的照明强度理论值。

所述缺乏的照明强度贡献值首先在对于像素i最重要的光源中寻求。对于所述像素i最重要的光源以计算出的差的值提高，但最大直至用于所述像素i的该最重要的光源可以提供的最大的照明强度(步骤8.3)。所述提高按照步骤8.2从以前的差中减去，以便再次确定在提高调节的光源的照明强度之后产生何种差。如果该调节的光源的贡献值足够，则所述差为零，并且达到用于所述光源的调节值，以用于达到用于像素i的暂时的照明强度理论值。而如果所述差不为零，则必须再次以如第一和第二光源的相同的方式调节在所述次序中的下一最重要的、亦即第三光源。步骤8.2和8.3在此这样长地执行，直至所述差为零。

如果所述差为零，则寻求用于光源的暂时的调节值，利用所述暂时的调节值可以达到下一个像素i＝i+1的暂时的照明强度理论值。为了确定这些暂时的调节值，重复执行步骤6.2、6.3、8.1、8.2和8.3。

在重复这些步骤时可能出现，刚才对于像素之一已进行调节的光源的暂时的调节值被改变。所述调节值在此时可能被提高，这导致，在对于其照明已寻找到光源的暂时的调节值的像素上达到过高的照明强度。通过合适地选择用于暂时的照明强度理论值的初始值并且通过合适地选择用于暂时的照明强度理论值的提高的步幅，可以避免超过希望的照明强度的过量的提高。

然后，如果已为所有的像素i找到暂时的调节值，则利用所述暂时的调节值达到这些像素i的暂时的照明强度理论值，则所述暂时的照明强度理论值被提高。然后，在另一迭代中寻求在光源上必须被调节到的暂时的调节值，以便在所述像素i上调节新的暂时的照明强度理论值。该新的暂时的调节值的求得以已描述的形式和方式进行。

这些迭代如此久地继续，直至暂时的照明强度理论值对应于所求得的照明强度理论值。然后，所找到的暂时的调节值接受为提供给探照灯的调节值，以便对应地调节探照灯的光源。

Claims (11)

1.一种用于由要调节的光分布求得针对用于探照灯、尤其是矩阵探照灯的光源的照明强度的调节值的方法，包括以下步骤：

1.1)读入要调节的光分布，

1.2)由要调节的光分布求得用于照明区域的像素的照明强度理论值，为了调节出所读入的光分布应该通过调节探照灯的光源来达到所述照明强度理论值，

1.3)由所述理论值求得针对用于光源的所述照明强度的调节值，其中，为探照灯的每个光源迭代地求得针对该光源被调节到的照明强度的至少一个调节值。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，在求得调节值时执行以下步骤：

2.1)由所述理论值确定暂时的理论值，或者如果已经确定暂时的理论值，则改变所述暂时的理论值，

2.2)为照明区域的每个像素i依次求得用于每个光源的暂时的调节值，利用调节到所述暂时的调节值来达到用于所述像素i的暂时的理论值，并且

2.3)一直重复步骤2.1)和2.2)，直至求得用于每个光源的改变的暂时的调节值，利用所述改变的暂时的调节值达到在步骤1.2)中所求得的理论值。

3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，对所述暂时的理论值的确定是用于每个像素的理论值以各自的百分值的减小或对于所有像素的理论值以相同的百分值的减小。

4.按照权利要求3所述的方法，其特征在于，所述减小选择为，使得通过所述减小得到的暂时的理论值不大于对于该像素最重要的光源的贡献值或对于这些像素最重要的光源的平均贡献值。

5.按照权利要求2至4之一所述的方法，其特征在于，所述暂时的理论值向所求得的理论值的接近以等距的步幅或以减小的步幅进行。

6.按照权利要求2至5之一所述的方法，其特征在于，在求得暂时的调节值时，在步骤2.2)中执行以下步骤：

6.1)只要还未确定或求得暂时的调节值，那么确定用于光源的暂时的调节值，

6.2)在在这些光源上调节暂时的调节值时，由光源的照明强度对于像素i的照明的贡献值来计算在所述像素i上的照明强度，

6.3)由用于所述像素i的所计算出的照明强度和用于同一像素i的暂时的理论值计算出一个差，

6.4)以所述计算出的差提高用于光源的暂时的调节值。

7.按照权利要求6所述的方法，其特征在于，在步骤6.1)中，所述暂时的调节值确定为光源的最大可能的调节值的0％。

8.按照权利要求6或7所述的方法，其特征在于，在按照步骤6.4)以所计算出的差提高用于光源的暂时的调节值时根据光源对于像素i的重要性如下地进行：

8.1)以所计算出的差的值提高对于像素i最重要的光源的暂时的调节值，但最大直至所述光源的最大可能的调节值，

8.2)通过从所计算出的差中减去所述提高来计算新的差，

8.3)如果新的差不等于零，以所计算出的差的值提高对于像素i次重要的光源的暂时的调节值，但最大直至所述光源的最大可能的调节值，

8.4)重复步骤8.2和8.3，直至所述差为零。

9.一种用于由要调节的光分布求得针对用于探照灯的光源的照明强度的调节值的装置，其中，所述装置设置用于

·读入要调节的光分布，

·由要调节的光分布求得用于照明区域的像素的照明强度理论值，为了调节出所读入的光分布应该通过调节探照灯的光源来达到所述照明强度理论值，

·由所述理论值求得针对用于光源的照明强度的调节值，其中，为探照灯的每个光源迭代地求得针对该光源被调节到的照明强度的至少一个调节值。

10.按照权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置具有用于读入要调节的光分布并且用于提供针对照明强度的所求得的调节值的接口。

11.按照权利要求9或10所述的装置，其特征在于，所述装置具有存储器，在所述存储器中存储有在调节在照明区域的每个像素中的所确定的调节值时每个光源获得什么照明强度。

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