DE10060734A1 - Kraftfahrzeug mit Mitteln zur Beleuchtung von Verkehrsschildern - Google Patents

Kraftfahrzeug mit Mitteln zur Beleuchtung von Verkehrsschildern

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kraftfahrzeug mit Mitteln zur Beleuchtung von Verkehrsschildern (4, 5), wobei diese mittels einer Kamera erfasst werden und ein Scheinwerfer (8) durch ein Steuergerät so angesteuert wird, dass in bestimmten Verkehrssituationen die Schilder beleuchtet werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kraftfahr­ zeug mit Mitteln zur Verbesserung der Beleuchtung von Straßenbeschilderungselementen, wie es aus EP 0 465 330 B1 bekannt ist. In dieser Druckschrift ist vorgeschlagen, Fahrzeugscheinwerfer so auszubilden, dass sie neben dem sichtbaren Licht zusätzlich ultraviolettes Licht abgeben, welches von Verkehrsschildern reflektiert wird. Es wird also grundsätzlich UV-Licht abgegeben, was nicht nur an interessierenden Schildern, sondern an diversen Gegen­ ständen im Fahrzeugumfeld reflektiert wird und damit für Fahrzeugführer eine Vielzahl von Lichtreizen hervorruft. Diese können auch ablenkend wirken.
Alternativ ist es aus US-A-5,021,715 bekannt, dass Verkehrsschilder von stationären Einrichtungen be­ leuchtet werden, wenn sich Fahrzeuge im Bereich der Schilder befinden. Solche Systeme haben sich in der Pra­ xis bislang nicht durchgesetzt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Kraftfahrzeug zu schaffen, das Mittel zur Beleuchtung von Straßenbe­ schilderungselementen aufweist, die zuverlässig nur für das Kraftfahrzeug momentan relevante Schilder beleuchten, ohne den Straßenverkehr - insbesondere entgegenkommende Verkehrsteilnehmer - negativ zu beeinflussen.
Zur Lösung dieser Aufgabe zeichnet sich das er­ findungsgemäße Kraftfahrzeug durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale aus. Weitere Einzelheiten der Er­ findung ergeben sich aus den Patentansprüchen 2 bis 10.
Moderne Kraftfahrzeuge werden mit Kameras aus­ gestattet sein, die zur Analyse des vor dem Fahrzeug lie­ genden Raumes eingesetzt werden. Die Kameradaten sind Ba­ sis für Spurfinder, Hinderniserfassungssysteme oder Cruise-Control-Systeme.
Es wird vorgeschlagen, Bilder einer solchen, nach vorne gerichteten Kamera, im Hinblick auf im vor dem Fahrzeug liegenden Raum befindliche Verkehrsschilder aus­ zuwerten und die erkannten Schilder mittels eines spe­ ziellen Scheinwerfers zu beleuchten. Dazu werden die Bil­ der von einem elektronischen Steuergerät analysiert. Wer­ den Straßenbeschilderungselemente eindeutig erkannt (Ver­ gleich mit abgespeicherten Referenzbildern), wird der Scheinwerfer, dessen Strahlungsrichtung steuerbar ist, zur zeitweisen Beleuchtung dieser Schilder angesteuert. Dabei werden Bewegungsparameter des Fahrzeugs berücksich­ tigt, so dass der Scheinwerfer auch bei Annäherung an das Schild auf dieses ausgerichtet bleibt.
Die Anstrahlung von Schildern erfolgt bevorzugt nur dann, wenn eine negative Beeinträchtigung von entge­ genkommenden Verkehrsteilnehmern ausgeschlossen ist. Auch diesbezüglich sind Rückschlüsse aus den Bildanalysen zu ziehen, bevor der Scheinwerfer angesteuert wird. Befindet sich beispielsweise eine Gegenspur in dem Weg zwischen Scheinwerfer und Verkehrsschild (bei Rechtsverkehr beispielsweise in einer Linkskurve), wird der Scheinwerfer nur angesteuert, wenn die Gegenspur frei ist.
Von Vorteil ist es auch, wenn der Scheinwerfer zur Beleuchtung von Verkehrsschildern nicht schlagartig ein-/ausgeschaltet wird, da dies andere Verkehrsteilneh­ mer irritieren könnte. Um dies zu vermeiden, wird das Licht des Scheinwerfers mit kontinuierlich zunehmender bzw. abnehmender Helligkeit ein- bzw. ausgeschaltet.
Die mögliche Veränderungsgeschwindigkeit der Strahlungsrichtung des Scheinwerfers wird vorzugsweise begrenzt um Flackererscheinungen zu vermeiden, die sowohl den Fahrer des Fahrzeugs als auch andere Verkehrsteilneh­ mer irritieren könnten. In diesem Zusammenhang wird auch eine obere Grenzfrequenz festgelegt, mit der die Strah­ lungsrichtung von einem Verkehrsschild auf ein anderes wechseln kann.
Werden mehrere beleuchtbare Verkehrsschilder in den aufgenommenen Bildern erkannt, erfolgt in dem Steuer­ gerät eine Auswahl eines zu beleuchtenden Schildes nach zwei Kriterien: Einerseits werden Schilder in einer be­ stimmten Entfernung vor dem Fahrzeug bevorzugt beleuchtet und andererseits erfolgt eine Wichtung der Verkehrsschil­ der nach ihrer Bedeutung. Vorschriftzeichen haben dabei oberste Priorität, Gefahrzeichen werden mit mittlerer Priorität beleuchtet und Richtzeichen mit geringster Pri­ orität, wobei es im Einzelfall zu Überschneidungen der Prioritäten kommen kann. Ist die Bedeutung/der Inhalt von Verkehrsschildern nicht sicher automatisch erkennbar, wird die Auswahl ausschließlich entfernungsabhängig ge­ troffen.
Zur Beleuchtung von beweglichen Verkehrszeichen wird der Scheinwerfer generell nicht angesteuert. Des weiteren wird er nur dann eingeschaltet, wenn die Bild­ analyse ergibt, dass das Schild für den Fahrer dunkler als ein vorgegebener Grenzwert erscheint. Nach Einschal­ ten des auf das Schild ausgerichteten Scheinwerfers wird das Bild erneut analysiert. Es wird einerseits überprüft, ob das Verkehrsschild richtig erkannt wurde. Andererseits wird verglichen, ob die Bildqualität mit Verkehrsschild­ beleuchtung besser ist als ohne. Ist die Qualität schlechter, was beispielsweise bei Nebel der Fall sein könnte, wird der Scheinwerfer abgeschaltet.
Das System zur Beleuchtung von Straßenbeschil­ derungselementen sollte mittels eines speziellen Bedien­ elementes vom Fahrer aktivierbar sein, wenn die Fahrzeug­ scheinwerfer eingeschaltet sind.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbei­ spiels. Die zugehörige Figur zeigt ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug in einer Fahrsituation auf einer Straße.
Ein Kraftfahrzeug 1 befindet sich auf der rech­ ten Spur 2 einer Straße 3, für die Rechtsverkehr vorge­ schrieben ist. Das dargestellte Teilstück der Straße 3 weist keine Krümmung auf. Am rechten Straßenrand befinden sich vor dem Fahrzeug zwei Straßenbeschilderungselemente 4, 5, wobei es sich bei dem Schild 4 um ein Überholver­ bots-Schild handelt und das Schild 5 ein Zeichen zur Kennzeichnung einer bevorstehenden Doppelkurve ist.
Das Fahrzeug 1 ist mit einer Kamera ausgestat­ tet, mittels derer ein in Fahrtrichtung des Fahrzeugs 1 liegender Raum beobachtet wird. Dieser ist durch ein Oval 6 und Hilfslinien 7 schematisch verdeutlicht, wobei die Kamera hier im Bereich eines Innenrückspiegels des Fahr­ zeugs 1 angeordnet ist. Die Kamera kann voranging Bestandteil eines Systems zu Fahrspurerkennung oder eines anderen Fahrer-Assistenzsystems sein. Sie erfasste den Raum über der Straße 3 und den der Straße 3 benachbarten Raum, in dem sich unter anderem die Schilder 4, 5 befin­ den. Die von der Kamera erfassten Daten werden einem nicht dargestellten elektronischen Steuergerät zur Aus­ wertung zugeleitet. In einem Speicher des Steuergerätes sind Referenzbilder von Straßenbeschilderungselementen abgelegt, und das Steuergerät überprüft, ob eines oder mehrere dieser Schilder in den von der Kamera stammenden Bildern vorkommen. Im Beispiel würden so die Schilder 4, 5 in den Kamerabildern erkannt werden. Im Folgeschritt bestimmt das Steuergerät (Programm im Steuergerät) die Position der Schilder 4, 5 relativ zum Fahrzeug 1. Es wird dann mit Werten aus einer abgespeicherten Referenz­ liste verglichen, ob die Schilder 4, 5 ausreichend hell in den aufgenommenen Bildern erscheinen - das heißt, ob sie damit gut für den Fahrzeugführer sichtbar sind. Un­ terschreitet die Helligkeit der Schilder einen entfer­ nungsabhängigen Grenzwert, wird ein Algorithmus durchlau­ fen, in dem ein Entscheidungsprozess zur automatischen Zusatzbeleuchtung eines Schildes 4 oder 5 stattfindet.
Ist nur ein Schild 4 oder 5 im Bild vorhanden, wird dieses mittels eines Zusatzscheinwerfers 8, der im Beispiel im Bereich eines rechten Außenspiegels angeord­ net ist, angestrahlt. Sind wie im Beispiel mehrere Schil­ der 4, 5 im Bild enthalten, werden aus der Entfernung des jeweiligen Schildes 4, 5 und der Bedeutung des Schildes 4, 5 (Referenzbildliste) zwei Werte aus Speichern des Steuergerätes abgelesen, aus denen ein Entscheidungswert für jedes Schild 4, 5 berechnet wird. Im Beispiel könnte das Schild 4 70 Meter entfernt vom Fahrzeug sein (Entfer­ nungswert 1,2) und das Schild 5 130 Meter entfernt sein (Entfernungswert 0,6). Beide Schilder haben den Bedeu­ tungswert 3 (Schild 4: Vorschriftzeichen; Schild 5: Gefahrzeichen mit hoher Priorität). Somit ergibt sich für das Schild 4 ein Entscheidungswert von 4,2 und für das Schild 5 ein Entscheidungswert von 3,6. Der Entschei­ dungswert ändert sich während der Annäherung an die Schilder 4, 5 durch den sich verändernden Entfernungswert (siehe die folgende beispielhafte Referenzliste).
Bei Entfernungen < 10 Meter und < 200 Meter ist der Entfernungswert 0. Wird ein solches Schild erkannt, wird es nicht angestrahlt.
Das Schild 4 mit dem höchsten Entscheidungswert wird angestrahlt, in dem der Scheinwerfer 8 mit steuerba­ rer Strahlungsrichtung von dem Steuergerät auf das Schild 4 ausgerichtet und gedimmt eingeschaltet wird, wenn das Fahrzeug 1 sich auf weniger als 200 Meter dem Schild an­ nähert. Dann wird bei bewegtem Fahrzeug 1 die Strahlungs­ richtung des Scheinwerfers 8 so nachgeführt, dass dieser immer auf das Schild 4 ausgerichtet bleibt. Ist das Fahr­ zeug 1 bis näher als 10 Meter an das Schild 4 herangefah­ ren, würde das Steuergerät den Scheinwerfer 8 auf das Schild 5 ausrichten, da diesem dann der höhere Entschei­ dungswert zugeordnet ist. Das Verschwenken der Strah­ lungsrichtung (Hilfslinien 9) des Scheinwerfers 8 vom Schild 4 auf das Schild 5 erfolgt mit einer geringeren Geschwindigkeit als ein vorgegebener Maximalwert, um Fla­ ckererscheinungen zu vermeiden.
Die Bilder der Kamera werden zusätzlich im Hin­ blick auf Gegenverkehr ausgewertet. Der Scheinwerfer 8 wird nur dann eingeschaltet, wenn keine Blendwirkung für den Gegenverkehr mit seinem Betrieb verbunden ist.
Das Steuergerät arbeitet nur in einer den Scheinwerfer 8 ansteuernden Weise, wenn Fahrzeugschein­ werfer (Fahrlicht) eingeschaltet sind und ein spezielles Bedienelement zum Einschalten der Schilderbeleuchtungs­ funktion bedient wurde.

Claims (10)

1. Kraftfahrzeug (1) mit Mitteln zur Beleuchtung von Straßenbeschilderungselementen (4, 5), gekennzeich­ net durch
eine elektronische Kamera zur Aufnahme eines vor dem Fahrzeug (1) liegenden Raumes,
ein elektronisches Steuergerät zur Auswertung der von der Kamera aufgenommenen Bilder, zur automatischen Erkennung von Straßenbeschilde­ rungselementen (4, 5) in den Bildern und zur Be­ stimmung der räumlichen Lage der Straßenbe­ schilderungselemente (4, 5) relativ zum Fahr­ zeug (1) sowie durch
einen Scheinwerfer (8) mit steuerbarer Strah­ lungsrichtung, der von dem Steuergerät auf die Straßenbeschilderungselemente (4, 5) ausgerich­ tet und zur zeitweisen Beleuchtung dieser Ele­ mente (4, 5) unter Berücksichtigung der Fahr­ zeugbewegung angesteuert wird.
2. Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Kamerabilder von dem Steuergerät auch hinsichtlich entgegenkommenden Verkehrs ausge­ wertet werden und der Scheinwerfer (8) nur derart angesteuert wird, dass keine Blendung des entgegen­ kommenden Verkehrs erfolgt.
3. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, dass der Scheinwerfer (8) nicht schlagartig sondern mit kontinuierlich zuneh­ mender/abnehmender Helligkeit ein-/ausgeschaltet wird.
4. Kraftfahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass nur eindeutig von dem Steuergerät erkannte Straßenbeschilderungselemente (4, 5) von dem Scheinwerfer (8) vor der Vorbeifahrt angestrahlt werden.
5. Kraftfahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei eingeschaltetem Scheinwerfer (8) die mögliche Veränderungsgeschwin­ digkeit der Strahlungsrichtung des Scheinwerfers (8) auf einen Maximalwert begrenzt ist.
6. Kraftfahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorhandensein meh­ rerer eindeutig erkannter Straßenbeschilderungsele­ mente (4, 5) in dem von der Kamera aufgenommenen Bildern eine Auswahl eines anzustrahlenden Elementes (4, 5) erfolgt, nach den Kriterien: Entfernung des Elementes (4, 5) und Bedeutung des Elementes (4, 5).
7. Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, dass für einen Wechsel zwischen zwei anzu­ strahlenden Straßenbeschilderungselementen (4, 5) eine obere Grenzfrequenz in dem Steuergerät vorgege­ ben ist.
8. Kraftfahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass nur unbewegliche Stra­ ßenbeschilderungselemente (4, 5) von dem Scheinwer­ fer (8) beleuchtet werden, wenn diese in den Bildern mit einer Helligkeit erkannt werden, die einen fest­ gelegten Maximalwert unterschreitet.
9. Kraftfahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildqualität von dem Steuergerät auch während der Beleuchtung der Straßenbeschilderungselemente (4, 5) überwacht wird und der Scheinwerfer (8) im Falle einer Verschlech­ terung der Bildqualität abgeschaltet wird.
10. Kraftfahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Beleuch­ tung von Straßenbeschilderungselementen (4, 5) bei eingeschalteten Fahrzeugscheinwerfern durch Betäti­ gung eines speziellen Bedienelementes aktivierbar sind.
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