DE10033103A1 - Infrarot-Sichtsystem - Google Patents

Infrarot-Sichtsystem

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Abstract

Das Infrarot-Sichtsystem weist mindestens eine IR-Lichtquelle (1) und mindestens ein IR-Sichtgerät (2) zur Darstellung eines von der IR-Lichtquelle (1) ausleuchtbaren Reliefs auf, wobei zusätzlich ein IR-Detektor (3) zur Erkennung eines IR-Fremdpulses (F) vorhanden ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Infrarot-("IR"-)Sichtsystem sowie ein Verfahren zur Blendungsminderung unter Verwendung eines Infrarot-Sichtsystems.
Es sind passive IR-Nachtsichtgeräte bekannt, welche das auch bei Dunkelheit vorhandene Infrarotlicht zur Darstellung eines Umgebungsbildes ("Reliefs") verwenden. Sie arbeiten typi­ scherweise in einem Wellenlängenbereich von ca. 12 µm. Deren Nachteile sind u. a. eine geringe Ortsauflösung und, bedingt durch die geringe Strahlungsintensität der Gegenstände des Reliefs, die Verwendung eines vergleichsweise teuren Detek­ torsystems.
Ebenfalls bekannt sind aktive Infrarot-Nachtsichtgeräte, bei denen das Sichtfeld mit einer eigenen IR-Lichtquelle, typi­ sche Wellenlänge ca. 800 nm, ausgeleuchtet wird. Die Verwen­ dung eines aktiven Systems gegenüber einem passiven System ermöglicht eine höhere Ortsauflösung, eine mögliche Nutzung eines vergleichsweise preiswerten Detektorsystems, und das Detektorsystem, typischerweise eine herkömmliche Videokamera, kann günstigerweise auch hinter Glas, beispielsweise einer Windschutzscheibe, eingesetzt werden.
Aus einer Presseveröffentlichung aus dem Internet (www.daimlerchrysler.de/news/top/t00405e.htm vom 13. April 2000) der DaimlerChrysler AG ist ein aktives IR-Nachtsicht­ system bekannt, bei dem zwei an einer Fahrzeugfront ange­ brachte Laserscheinwerfer eine Straße mit einem für das menschliche Auge unsichtbaren Infrarot-Lichtbündel ausleuch­ ten. Eine Videokamera nimmt das reflektierte Bild der Straßenszene auf und erzeugt daraus eine Schwarz-Weiß-Abbil­ dung. Diese wird auf einem Bildschirm direkt im Blickfeld des Fahrers dargestellt und in einem sogenannten Head-up-Display auf die Frontscheibe projiziert. Gleichzeitig kann ein opti­ sches System das sichtbare Scheinwerferlicht der entgegen­ kommenden Fahrzeuge schwächen, während das reflektierte IR- Laserlicht des Nachtsichtsystems nahezu vollständig passieren kann. Eine weitere Reduzierung der Blendung durch Scheinwer­ ferlicht ermöglicht dieses System dadurch, dass es gepulstes Laserlicht aussendet und durch eine darauf abgestimmte Steue­ rung des Kameraverschlusses zwar den vollen Anteil des re­ flektierten eigenen IR-Lichtpulses ("IR-Eigenpuls") aufnimmt, das Scheinwerfer-Blendlicht des Gegenverkehrs dagegen erheb­ lich reduziert.
Ein Problem tritt beispielsweise dann auf, wenn sich zwei Fahrzeuge entgegenkommen, welche beide mit einem aktiven IR- Sichtsystem ausgerüstet sind. Dann kann es vorkommen, dass die IR-Lichtquelle des fremden Fahrzeugs vom eigenen IR- Sichtgerät detektiert und dem Fahrer angezeigt wird. Das Er­ gebnis ist eine Blendwirkung im Infrarotbereich, welche über das Anzeigesystem, z. B. Head-up-Display oder direkt auf der Windschutzscheibe, dem Fahrer im sichtbaren Bereich übermit­ telt wird. Dieses Problem kann beispielsweise auftauchen, wenn die Pulsfrequenz f der IR-Pulse der beiden Fahrzeuge die gleiche ist, und beide zur gleichen Zeit senden. Allerdings ist eine solche Situation vergleichsweise unwahrscheinlich. Wahrscheinlicher ist es, dass die Eigen-Pulsfrequenz fP der IR-Eigenpulse unterschiedlich ist zur Fremd-Pulsfrequenz fF der IR-Fremdpulse. In diesem Fall würden die IR-Fremdpulse zwar nicht dauernd, aber regelmäßig wiederkehrend zu einer Blendwirkung des Fahrers führen. Kommt einem ein Fahrzeug entgegen, dessen IR-Nachtsichtsystem seine IR-Fremdpulse mit leicht unterschiedlicher Pulsfrequenz aussendet, sind sogar Schwankungen in der Helligkeit der IR-Scheinwerfer des entge­ genkommenden Fahrzeugs zu erwarten, was einen sehr unangeneh­ men Eindruck beim Nutzer erzeugt.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Infrarot- Sichtsystem mit verminderter Blendwirkung bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch ein Infrarot-Sichtsystem gemäß dem Patentanspruch 1 sowie ein Verfahren zur Blendungsminderung gemäß Patentanspruch 6 gelöst.
Dazu wird ein IR-Sichtsystem mit mindestens einer IR-Licht­ quelle und mindestens einem IR-Sichtgerät verwendet, bei dem zusätzlich mindestens ein IR-Detektor zur Erkennung eines IR- Fremdpulses vorhanden ist. Außer dem vom Sichtgerät empfang­ enen IR-Bild des ausgeleuchteten Reliefs wird also zusätzlich eine Information über gegebenenfalls vorhandene IR-Licht­ quellen, z. B. IR-Laser eines entgegenkommenden IR-Sicht­ systems, empfangen.
Durch die Verwendung des zusätzlichen IR-Detektors ergibt sich der Vorteil, dass eine durch ihn identifizierte IR- Lichtquelle entweder ausgeblendet werden kann oder die Strahlcharakteristik, z. B. die Fremd-Pulsfrequenz fF, er­ fasst und zur Steuerung der IR-Eigenpulse verwendet werden kann. Durch Ausnutzung der Dunkelphasen gepulster fremder IR- Strahler zur Aktivierung des eigenen IR-Sichtsystems ist so eine Verminderung oder vollständige Verhinderung einer Blendwirkung im Infrarotbereich möglich.
Vorzugsweise wird die Fremd-Pulsfrequenz fF der IR-Fremdpulse festgestellt, und die Eigen-Pulsfrequenz fP der IR-Eigenpulse daran angeglichen. Zusätzlich werden die IR-Eigenpulse zeit­ versetzt zum IR-Fremdpuls dergestalt ausgesandt, dass sie in einer Dunkelphase des fremden IR-Systems liegen. Es ist auch möglich, außer der Pulsfrequenz andere Kenngrößen der IR- Fremdpulse zu erfassen wie Dauer und Höhe/Intensität, um so eine weitere Verminderung der Blendwirkung herbeizuführen, z. B. wenn die Dunkelphasen des fremden IR-Systems kurz sind und das eigene IR-Sichtsystem IR-Pulse bei einer steuerbaren Intensität abschneiden kann.
Es ist vorteilhaft, wenn das IR-Sichtsystem zusätzlich eine Steuereinheit, typischerweise auf der Basis einer Mikro­ prozessoreinheit, zur Steuerung der vom IR-Strahler ausge­ sandten Eigenpulse, z. B. bezüglich Pulsbeginn, -dauer und/oder -stärke, aufweist. Diese Steuereinheit ist mit dem IR-Detektor verbunden, so dass dessen Signale zur Anpassung der IR-Eigenpulse verwendet werden können. Mittels der Steuereinheit kann beispielsweise die Blendwirkung auch bei mehreren entgegenkommenden Fahrzeugen sicher reduziert wer­ den. Auch lässt sich mittels der Steuereinheit eine Änderung der Fremd-Pulsfrequenz FF nachführen.
Es ist zur Herstellung einer kompakten Bauweise vorteilhaft, wenn der IR-Detektor und das IR-Sichtgerät eine Einheit bil­ den. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass der IR- Detektor und das IR-Sichtgerät innerhalb eines Gehäuses un­ tergebracht sind. Es ist aber auch möglich, dass IR-Sicht­ gerät und der IR-Detektor gleiche IR-empfindliche Sensor­ schichten verwenden, z. B. einen Halbleiterdetektor. Die Ver­ wendung der gleichen IR-sensiblen Schicht hätte den Vorteil, dass der IR-Detektor nicht nur das Vorhandensein von IR- Fremdpulsen feststellen, sondern diese auch lokalisieren kann. Dadurch ist es zum Beispiel möglich, durch Ausblenden der entsprechenden Gebiete des Reliefs auch die Blendwirkung einer IR-Dauerlichtquelle zu reduzieren.
Es wird bevorzugt, wenn die IR-Lichtquelle ein IR-Laser ist.
Es wird zur Herstellung eines kostengünstigen IR-Systems be­ vorzugt, wenn das IR-Sichtgerät eine IR-empfindliche Video­ kamera beinhaltet. Dabei muss die Videokamera nicht aus­ schließlich im Infrarotbereich empfindlich sein, sondern kann beispielsweise auch den sichtbaren Bereich überdecken.
Mit dem oben beschriebenen IR-Sichtsystem kann ein Blend­ effekt auch bei hohem Verkehrsaufkommen mit hoher Effizienz unterdrückt werden. Begegnen sich beispielsweise mehrere Fahrzeuge, bzw. im Extremfall zwei komplett mit diesem IR- Sichtsystem ausgerüstete längere Fahrzeugkolonnen, so pendeln sich die Pulsfrequenzen f der beiden Fahrzeugkolonnen so ein, dass die Pulsfrequenzen f der einzelnen Kolonnen synchron schwingen.
In dem folgenden Ausführungsbeispiel wird das IR-System sche­ matisch näher dargestellt:
Fig. 1 zeigt dazu skizzenhaft eine IR-Lichtquelle 1, welche IR-Eigenpulse P, deren Ausbreitungsrichtung hier durch Pfeile angedeutet ist, aussendet. Die am Relief, hier durch Objekte O,O' symbolisiert, reflektierten IR-Eigenpulse P gelangen in ein IR-Sichtgerät 2, welches das IR-Bild an ein Head-up- Display 5 weitergibt. Durch das Head-up-Display 5 kann der Fahrer das IR-Bild der Umgebung im sichtbaren Bereich wahr­ nehmen.
Die IR-Lichtquelle 1 liegt in Form eines IR-Lasers mit einer Wellenlänge des Infrarotlichts von ca. 800 nm vor. Das IR- Sichtgerät 2 ist eine infrarot-sensible Videokamera. Zusätz­ lich ist ein IR-Detektor 3 vorhanden, durch den ein IR- Fremdpuls F, der von einem fremden Kraftfahrzeug O' ausge­ sandt wird, detektiert wird. Die Information des IR-Detektors 3 über die fremde Strahlungsquelle wird an eine Steuereinheit 4 weitergeleitet, beispielsweise eine Pulsfrequenz fF, eine Dauer oder eine Stärke der IR-Fremdpulse F. Die Ausbreitungs­ richtung der IR-Fremdpulse F ist hier schematisch durch Pfeile dargestellt.
Mittels der Steuereinheit 4 wird die Eigen-Pulsfrequenz fP der Fremd-Pulsfrequenz fF angeglichen und mit einem Zeit­ offset Δt dergestalt versehen, dass das eigene IR-Sichtsystem S in der Dunkelphase des Fremdsystems aktiv ist.
Die Steuereinheit 4 kann so eingerichtet bzw. programmiert sein, dass auch die Dauer der IR-Eigenpulse P in Abhängigkeit eines Fremdstrahlers eingestellt wird. Beispielsweise kann bei Abwesenheit eines IR-Fremdstrahlers die gesamte Zeit das Relief ausgeleuchtet werden und bei Vorhandensein einer oder mehrerer Fremdstrahler die Strahlzeit des eigenen IR-Systems S so eingestellt werden, dass eine maximale Beleuchtungszeit verbleibt.

Claims (7)

1. Infrarot-Sichtsystem (S) aufweisend
mindestens eine IR-Lichtquelle (1),
mindestens ein IR-Sichtgerät (2) zur Darstellung eines von der IR-Lichtquelle (1) ausleuchtbaren Reliefs, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein IR-Detektor (3) zur Erkennung eines IR- Fremdpulses (F) vorhanden ist.
2. Infrarot-Sichtsystem (S) gemäß Anspruch 1, bei dem zusätzlich eine Steuereinheit (4) zur Steuerung der von der IR-Lichtquelle (1) ausgesandten IR-Eigenpulse (P) vorhanden ist, welche mit dem IR-Detektor (3) verbunden ist.
3. Infrarot-Sichtsystem (S) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem der IR-Detektor (3) und das IR-Sichtgerät (2) eine Einheit bilden.
4. Infrarot-Sichtsystem (S) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die IR-Lichtquelle (1) ein IR-Laser ist.
5. Infrarot-Sichtsystem (S) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das IR-Sichtgerät (2) eine IR-empfindliche Videokamera beinhaltet.
6. Verfahren zur Blendungsminderung unter Verwendung eines Infrarot-Sichtsystems (S), bei dem von der IR-Lichtquelle (1) IR-Eigenpulse (P) abgestrahlt werden, die nach einer Re­ flexion am Relief vom IR-Sichtgerät empfangen werden, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn vom IR-Detektor (3) IR-Fremdpulse empfangen wer­ den, mindestens deren eine Fremd-Pulsfrequenz (fF) bestimmt wird, und die Steuereinheit (4) den IR-Eigenpuls (P) so steuert, dass dieser in eine Dunkelphase der IR-Fremdpulse fällt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem eine Eigen-Pulsfrequenz (fP) der IR-Eigenpulse (P) der Fremd- Pulsfrequenz angepasst wird, und die IR-Eigenpulse (P) zeitversetzt zu den IR-Fremdpulsen (F) ausgesandt werden.
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