CN116234720A - 用于运行照明装置的方法和机动车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于运行机动车(2)的照明装置(1)的方法，其中，通过照明装置(1)将光发射到照射空间(3)中，其中，评估操控条件，该操控条件的满足依赖于照射空间(3)是否包括部分照射空间(4、21)，通过该部分照射空间来照明被基础设施侧的灯(11)照明或能被基础设施侧的灯(11)照明的表面(9、12)和/或环境空间(8)，其中，在满足操控条件时，以如下方式操控照明装置(1)，即，向部分照射空间(4、21)中发射具有与在照射空间(3)的位于部分照射空间(4、21)之外的剩余照射空间(5、6)中相比不同的光强度的光。

Description

用于运行照明装置的方法和机动车
技术领域
本发明涉及一种用于运行机动车的照明装置的方法，其中，通过照明装置将光发射到照射空间中。此外，本发明还涉及一种具有照明装置的机动车。
背景技术
如果机动车在黑暗中在被照明的道路上、例如在城镇内运动，则应该借助于近光灯或市区用灯实现行车道和相邻区域、即特别是自行车道和人行道的照明。因此，例如由文献DE 10 2012 020 412 A1已知的是，自动识别机动车在一个地点内的行驶并且借助于远光灯辅助在此自动切换到近光灯。通过以下方式识别夜间的方位行驶，即，将在探测装置的探测范围内的至少一个光源分类为道路照明，并且在通过光源识别出离开探测范围的前提下，识别出车辆的夜间的方位行驶。
在此不利的是，基础设施侧的照明不是在所有行驶情况下都能够实现对其他交通参与者、特别是在自行车道或人行道上的行人或骑行者的最优识别。例如，通常使用具有几乎单色的光的路灯、例如钠蒸气灯，由此，例如在行人或骑行者与背景之间的颜色差异不是在所有情况下都有助于对比。即使在由于基础设施侧的照明引起的照明强度相对低的情况下，也不能或仅能有限地区分颜色。如果人员或对象基本上直接位于基础设施侧的灯的光强中心下方，那么几乎不发生阴影投射，由此，这些对象或人员的识别会变得更困难。
所述因素可能使得车辆的驾驶员或例如基于图像识别的驾驶辅助系统更难以识别人员或对象。
发明内容
因此本发明的目的是，在黑暗中、特别是在封闭的地点中或在具有基础设施侧的照明的其他区域中行驶时来改进驾驶员或者基于图像的驾驶辅助系统对车辆环境中对象的识别能力。
根据本发明，该目的通过一种用于运行机动车的照明装置的方法来实现，其中，通过照明装置将光发射到照射空间中，其中，评估操控条件，该操控条件的满足依赖于照射空间是否包括部分照射空间，通过该部分照射空间照明被基础设施侧的灯照明或能被基础设施侧的灯照明的表面和/或环境空间，其中，在满足操控条件时，以如下方式操控照明装置，使得向部分照射空间中发射具有与在照射空间的位于部分照射空间之外的剩余照射空间中相比不同的光强度的光。
本发明基于以下构思，即，在照亮车辆环境时考虑到，哪些表面或环境空间已经被至少一个基础设施侧的灯照明或可被至少一个基础设施侧的灯照明。在此，特别在上述情况下，在其中基础设施侧的发光体未实现最佳的对象识别，可以提高发射到所述区域中的光强度，以便避免上述缺点。然而，在一些行驶情况下，通过基础设施侧的灯进行的照明也能实现，能以与剩余照射空间的照明相比更低的光强度来进行部分照射空间的照明。
基础设施侧的灯特别可以是道路照明装置、例如路灯。然而，它也可以是主要用于照亮人行道或自行车道的灯。光强度特别可以理解为每立体角的强度。在此，可以将辐射强度用作光强度，然而也可以根据眼睛的灵敏度实施光度加权，由此可以将照明度
Figure BDA0004113769800000021
用作光强度。
剩余照射空间可以包括在部分照射空间之外的整个照射空间。特别也可以识别多个部分照射空间，这些部分照射空间照明如下的表面或环境空间，即，这些表面或环境空间通过相同的基础设施侧的灯或也通过不同的基础设施侧的灯被照明或可被照明。
照明装置特别可以设置用于照亮立体角，其中，可针对该立体角的不同的部分角度范围单独地预先给定以该立体角发射的光强度。这例如可以通过如下方式实现，即，照明装置包括多个发光体、例如前照灯的多个发光二极管。替代地或补充地，可以使用可控的光阑、例如LCD面板，以便降低在不同的部分角度范围内的亮度。用于机动车的相应的照明装置原则上是已知的，例如局部分辨的灯光系统，其例如可以实现为高分辨率的投影系统，或者由多个区段形成的近光灯。作为对正常的前照灯的补充或替代，例如也可以使用转向灯、即例如转弯指示灯或类似装置来照亮附近区域。
照明装置可以补充地基于其它车辆系统、即例如基于对象探测和/或底盘电子设备和/或驱动电子设备和/或导航系统来控制。例如可以自动地基于底盘状态来调整被照亮的立体角范围，以便补偿车辆的负载或俯仰。被基础设施侧的灯照明的表面或环境空间例如可以通过其方向和其距离以及通过其半径或其高度和宽度和/或深度来限定。也可以相应地定义可由照明装置照亮的区域，或者可以使用上述立体角来定义照射空间或部分照射空间。
可以向部分照射空间中发射具有与在剩余照射空间中相比更高的光强度的光。例如，发射到部分照射空间中的光强度可以比发射到剩余照射空间中的光强度高至少20％、至少30％或至少50％。
通过车辆自身的照明装置对基础设施侧的灯、即例如路灯的环境的强烈的照明导致人员或对象相对于环境的增强的对比度。如果例如通过基础设施侧的灯进行的照明在很大程度上是单色的，则可以通过机动车侧的照明装置的光的附加的光谱部分改进颜色区分。此外，对象或人员通过车辆侧的照明装置侧向地照射，由此产生比在基本上竖直的照明的情况下更强的阴影投射，如通常对于基础设施侧的灯产生的那样。这可以改进通过驾驶员或通过车辆侧的辅助系统对对象或人员的识别。补充地，亮度的提高通常实现，也可以更好地识别弱的对比度。
通过传感器装置、特别是摄像机可以采集涉及机动车的车辆环境的图像数据，其中，通过评估该图像数据确定，基础设施侧的灯是否存在和/或该灯是否照明表面和/或环境空间。在此，特别可以使用机动车的传感器装置。然而也可能的是，使用基础设施侧的传感器装置或另一机动车的传感器装置。传感器数据或由其得到的处理数据在这种情况下可以无线地、例如通过车对车(Car2Car)或车对外界(Car2X)通信被提供给机动车，在该机动车内可进行进一步的处理、特别是操控条件的检查。
通过评估图像数据可以识别环境中的灯，其中，特别是也可以识别灯的位置和/或取向并且因此识别被照亮的或者可被照亮的环境空间。基础设施侧的灯的识别或者分类本身从现有技术、例如从开头所述的文献DE 102012 020 412A1已知。在此，相应的灯例如可以根据其在道路上方或者在人行道或自行车道上方一定高度上的位置来识别。补充地或替代地，可以在机动车运动时评估相对于机动车的相对运动，以便将其与其他光源、例如与其他车辆的光源区分。
补充地或替代地，可以通过评估图像数据直接识别车辆环境中被照明的表面，例如通过识别对比度突变的方式。所识别的、通过灯照明的表面可以直接在根据本发明的方法中考虑，或者用于推断出被照亮的环境空间或者灯的位置和定向。
通过所述或一个传感器装置可以采集特别是在被照明的表面上反射之后的基础设施侧的灯的光，据此，基于传感器装置的传感器数据来确定涉及所述光的光谱的光谱信息，其中，向部分照射空间中发射的光的光强度和/或该操控条件的满足依赖于所述光谱信息。光在被照明的表面上的反射特别可以是漫反射，所述漫反射也被称为散射。优选地，传感器装置是机动车侧的传感器装置。然而，如上所述，也可以使用车外传感器装置。
如上所述，特别是通过基础设施侧的灯对车辆环境的在很大程度上单色的照明在对人员或对象的鲁棒探测方面会是有问题的。相反，如果使用在相对宽的光谱上发射光的灯、例如荧光灯或类似物，那么可能不需要提高部分照射空间中的光强度或仅需要较少地提高强度。因此，为了避免不必要的强烈照明，可能有利的是，评估光谱信息。
原则上，可以使用光谱仪作为用于确定光谱信息的传感器装置。然而，由于光谱仪通常不安装在机动车中，因此在这种情况下，为了实施该方法将需要相对高的技术投入。因此可以使用彩色图像摄像机，如其通常本来就在机动车中存在的那样，以便确定光谱信息。例如，可以根据在图像中出现的颜色值的直方图来识别所成像的场景是基本上单色的还是被具有宽光谱的光照亮的。
通过所述或一个传感器装置可以采集至少部分地对被照明的表面和/或环境空间成像的环境数据，其中，针对通过环境数据成像的对象确定所述对象相对于基础设施侧的灯的位置和/或通过对象投射的阴影的阴影特性，其中，向部分照射空间中发射的光的光强度和/或该操控条件的满足依赖于所述位置和/或所述阴影特性。如上所述，可以使用机动车的传感器装置或外部传感器装置。
开头已经说明了，特别是在被相对弱地照明的场景中，给对象的阴影投射可以显著地有助于对象的可识别性。如果现在根据对象的阴影的形状或者根据对象的尺寸或者根据对象相对于灯的位置识别出进行了基本上竖直的照明，该照明导致了仅能困难地识别出的阴影投射，则可以满足操控条件或者将高光强度入射到部分照射空间中，以便通过附加的照明实现增强的阴影投射并且由此改进对象的可识别性。
在根据本发明的方法中，可以根据数字地图数据确定，是否存在基础设施侧的灯。补充地或替代地，灯的位置和/或取向可以通过数字地图数据预先给定或者由这些数字地图数据确定。相应的数字地图数据例如可以通过机动车的导航系统或另一车辆内部的数据库或者无线地通过车辆外部的数据库来提供。数字地图数据的使用可以特别有利地与对灯或被照明的表面或被照明的环境空间的传感式采集相组合，由此例如可以确定灯当前是否运行。
可以将被照明的表面或者位于被照明的表面或环境空间或基础设施侧的灯下方的环境区段进行分类，其中，向部分照射空间中发射的光的光强度和/或该操控条件的满足依赖于被照明的表面或环境区段是否被分类为人行道或自行车道。由此，通过根据本发明的方法特别能够以提高的光强度照亮人行道或自行车道，所述人行道或自行车道局部地不被基础设施侧的灯足够强地照明，以便能够实现在这些区域中的鲁棒的对象识别。另一方面，通常机动车或路线走向、道路标记和类似物通过基础设施侧的照明可足够好地识别，从而光强度的根据本发明的提高例如仅能够对于人行道或自行车道或者说在那里特别强地实现。
分类例如可以基于所述或一个传感器装置、特别是机动车侧的传感器装置的图像数据来进行。补充地或替代地，可以将之前已经提到的数字地图数据或其他数字地图数据、例如机动车的导航系统的地图数据用于分类。
除了根据本发明的方法之外，本发明还涉及一种具有照明装置和控制装置的机动车，其中，所述控制装置设置用于，根据本发明的方法来评估操控条件并且根据是否满足该操控条件来操控所述照明装置。照明装置特别可以如上所述地设计。控制装置可以特别设置用于，针对照射空间的不同的部分照射空间单独地控制照明装置的光强度。为此，例如可以通过单独的脉宽调制来控制照明装置的多个发光二极管的亮度。替代地或补充地，可局部操控的光阑可以被相应地操控或以类似方式操控。
优选地，机动车包括至少一个传感器装置，以便采集上述信息并且在评估操控条件的范围内或者为了确定应被发射到部分照射空间中的光强度而评估上述信息。
附图说明
本发明的其它优点和细节由以下实施例和所属的附图得出。在此，附图示意性地示出一种行驶情况，在该行驶情况中通过根据本发明的机动车的实施例来实施根据本发明的方法的实施例。
具体实施方式
附图示出一种行驶情况，在该行驶情况中机动车2沿着道路22行驶。在夜间行驶时，除了道路22之外，通过机动车2的照明装置1至少部分地照亮与道路22相邻的人行道23。在此，机动车2的控制装置7设置用于操控照明装置1，以便预先给定相应的在不同的立体角范围内发射的光强度。这在所示的例子中通过如下方式实现，即，照明装置1由多个单个的发光体4、例如由单个的发光二极管形成。替代地或补充地，例如也可以使用可控的光阑、例如分段的LCD面板，以便以不同的立体角发射不同的光强度。
在所示出的示例中，环境空间8以及位于那里的对象19(在该示例中为行人)被基础设施侧的灯11照亮。此外，灯11至少部分地照亮背景、特别是房屋10的表面9和人行道23的表面12，即，人行道23的表层。
在一些情况下，例如当进行在很大程度上单色的照亮时，在对象19与背景之间的对比度在此可能非常弱，因为在该情况下例如常常不能识别颜色差异。因为基础设施侧的灯11在很大程度上竖直地照明对象19，所以对象19的阴影20也几乎不能由机动车2的驾驶员或其传感器装置14识别，从而整体上值得期望的是，改进对象19的可识别性。
因此，通过控制装置7评估操控条件，该操控条件的满足依赖于照射空间3是否包括如下的部分照射空间4：通过所述部分照射空间照明或可照明表面9、12或环境空间8。在满足控制条件时，这样操控照明装置，使得向部分照射空间4中发射具有与在照射空间3的位于部分照射空间4之外的剩余照射空间5、6中相比不同的光强度、特别是更高的光强度的光。
因为照明装置1可以提供近似白色的光或至少提供具有与基础设施侧的灯11相比不同的光谱组成的光，所以由此可以改进颜色的可区分性并且因此改进在对象19与背景之间的对比度。此外，由于通过照明装置1近似水平地照亮对象19，通过对象19投射了明显可识别的阴影24。此外，对象19的环境中的整体亮度的提高总归导致在该区域中弱对比度的更好的可识别性。因此整体上实现了对象19的可识别性的明显改进。
通过评估传感器装置14的图像数据可以识别出灯11是否存在和/或通过灯被照明的环境空间8或被照明的表面9、12是否存在。替代地或补充地，关于灯11的信息可以通过数字地图数据15来提供，该数字地图数据例如可以来源于机动车2的导航系统16。
当识别出基础设施侧的灯11或被照明的表面9、12或环境空间8时，原则上可以始终使用所描述的方法。然而，车辆环境的不必要的强烈照亮一方面可能提高机动车2的能耗，另一方面可能对其他交通参与者或居民造成干扰。因此有利的是，仅当更强的照明或在一些区域中更强的照明实际上对于改进的对象识别是必要的或有利的时，才实施更强的照明或仅对于这些区域实施更强的照明。因此，操控条件的满足和/或在部分照射空间4中使用的光强度可以与其他因素相关。
如上所述，特别是当基础设施侧的灯11在很大程度上单色地照亮场景时，通过照明装置1进行增强的照亮可能是适宜的。为了识别这一点，可以通过传感器装置14采集基础设施侧的灯的光，据此，例如通过控制装置7对图像数据的评估，可以确定对于该光的光谱信息。例如，可以确定对于图像的图像点的颜色的直方图，由此根据该直方图可以识别出，是否进行场景的窄带照明或宽带照明。因此，控制装置7例如可以仅当探测到几乎单色的照明时才操控照明装置1以加强地照亮部分照射空间4或者随后为该部分照明区域4预先给定特别高的光强度。
传感器装置14的传感器数据、特别是图像数据也可以通过控制装置7来评估，以便确定对象19的阴影20的特性或对象19相对于灯11的位置。这可以用于，仅当根据对象19的阴影20或位置识别出强烈的照明可能有利于形成可更好地识别的阴影24时，才实施具有更高的强度的部分照射空间4的照明，或者随后使用特别高的光强度。
如已经说明的那样，通过基础设施侧的灯对环境的照明通常足以容易地识别出机动车、道路标记等。因此，主要希望实现对于自行车道或人行道的改进的照亮。因此可以将表面12或者位于灯11或环境空间8下方的环境区段13进行分类，其中，被照亮的表面12的大部分例如是人行道23。仅当表面12或环境区段13被分类为人行道或自行车道时，才能满足控制条件或使用特别大的光强度提高。
所描述的条件例如可能导致，在所示出的示例中仅对于较窄的部分照射空间21满足操控条件，因为在该部分照射空间中的光强度的提高足以显著改进对象19的识别。

Claims (8)

1.一种用于运行机动车(2)的照明装置(1)的方法，其中，通过照明装置(1)将光发射到照射空间(3)中，
其特征在于，
评估操控条件，该操控条件的满足依赖于照射空间(3)是否包括如下的部分照射空间(4、21)：通过该部分照射空间来照明被基础设施侧的灯(11)照明或能被基础设施侧的灯照明的表面(9、12)和/或环境空间(8)，其中，在满足操控条件时，以如下方式操控照明装置(1)，即，向部分照射空间(4、21)中发射具有与在照射空间(3)的位于部分照射空间(4、21)之外的剩余照射空间(5、6)中相比不同的光强度的光。
2.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
向部分照射空间(4、21)中发射具有与在剩余照射空间(5、6)中相比更高的光强度的光。
3.根据权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，
通过传感器装置(14)、特别是摄像机采集涉及机动车(2)的车辆环境的图像数据，其中，通过评估该图像数据来确定，是否存在基础设施侧的灯(11)和/或该灯是否照明表面(9、12)和/或环境空间(8)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
通过所述或一传感器装置(14)采集特别是在被照明的表面(9、12)上反射之后的基础设施侧的灯(11)的光，据此，基于传感器装置(14)的传感器数据来确定涉及所述光的光谱的光谱信息，其中，向部分照射空间(4、21)中发射的光的光强度和/或该操控条件的满足依赖于所述光谱信息。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
通过所述或一传感器装置(14)采集至少部分地对被照明的表面(9、12)和/或环境空间(8)成像的环境数据，其中，针对环境数据所成像的对象(19)确定所述对象(19)相对于基础设施侧的灯(11)的位置和/或通过对象(19)投射的阴影(20)的阴影特性，其中，向部分照射空间(4、21)中发射的光的光强度和/或该操控条件的满足依赖于所述位置和/或所述阴影特性。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
根据数字地图数据(15)确定，是否存在基础设施侧的灯(11)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
将被照明的表面(12)或者位于被照明的表面(9)或环境空间(8)或基础设施侧的灯(11)下方的环境区段(13)进行分类，其中，向部分照射空间(4、21)中发射的光的光强度和/或操控条件的满足依赖于被照明的表面(12)或环境区段(13)是否被分类为人行道(23)或自行车道。
8.一种具有照明装置(1)和控制装置(7)的机动车(2)，
其特征在于，
所述控制装置(7)设置用于，根据前述权利要求中任一项所述的方法来评估操控条件并且根据该操控条件的满足来操控所述照明装置(1)。
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