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Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Einrichtung zur automatischen Erfassung leuchtender Objekte im Straßenverkehr gemäß Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 6.
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Die Erkennung bzw. die automatische Erkennung und Erfassung von Objekten im Straßenverkehr wird auf verschiedene Art und Weise im teilweise oder ganz gesteuerten Betrieb des Fahrzeuges eingesetzt. Dabei ist es wichtig, fremde Fahrzeuge auf der eigenen Fahrbahn von stehenden Objekten am Straßenrand unterscheiden zu können. Eine weitere Anforderung entsteht bei Nacht.
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Hierzu werden zumeist Videosysteme mit einer entsprechenden nachgeschalteten Logik zur automatischen Erfassung von Objekten eingesetzt.
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Eine besondere Anforderung entsteht bei Nacht, wobei man dort bekanntermaßen vorausfahrende mittels einer Videokamera und einer nachgeschalteten Bildverarbeitung sehr gut an der Erfassung der roten Rückleuchten und/oder Bremsleuchten erkennen kann. Die hierbei verwendeten Videokameras können jedoch auch durch helle, angestrahlte Objekte, die Reflexionslicht erzeugen, geblendet werden. Dies können am Straßenrand stehende Verkehrsschilder oder Objekte sein.
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Außerdem ergibt sich bei bekannten Systemen das Problem, dass die schwach leuchtenden Rückleuchten in einem komplexen Bild, welches bei Nacht viele helle Objekte enthält, schwerer auszumachen und nur sehr unzuverlässig ortbar sind.
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Aus der
DE 199 33 414 A1 ist ein Scheinwerfer für Kraftfahrzeuge bekannt. Dieser Scheinwerfer verfügt über eine schwenkbare Abblendvorrichtung. Die Abblendvorrichtung enthält einen am Reflektorrand angeordneten elektromagnetisch ansteuerbaren Aktor, der das Abblenden mittels einer entsprechend betätigbaren Blende vornimmt.
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Aus der
DE 198 22 422 A1 ist eine Vorrichtung zur blendfreien Ausleuchtung der Fahrbahn an Fahrzeugen im Straßenverkehr bekannt. Dabei werden Scheinwerfer in Verbindung mit Polarisationsfiltern eingesetzt und die Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeuges wird ebenfalls in Verbindung mit einer Polarisationsfilterbeschichtung so verwendet, dass es zu einer Reduktion von Blendwirkung kommt. Eine solche Anordnung ist nicht grundsätzlich reproduzierbar und außerdem kann die Erfindung nur dann reell umgesetzt werden, wenn alle Fahrzeuge damit ausgestattet sind.
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Aus der
DE 200 00 57 U1 ist eine automatische Aufblendlichtabschaltung für Kraftfahrzeuge bekannt. Dabei werden mit einem in das Fahrzeug voll integrierten Umlenkspiegel mit darüber befindlichen Sensoren, beispielsweise von Fotozellen, entgegenkommende Lichtquellen erkannt und das Aufblendlicht abgeschaltet.
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Aus der
DE 199 50 504 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung der Lichtverteilung einer Scheinwerferanordnung eines Kraftfahrzeuges bekannt, um die Lichtverteilung einer Scheinwerferanordnung eines Kraftfahrzeuges zu steuern, wobei für die Lichtverteilung im Sinne eines Erhöhens der Ausleuchtung des Fahrbahnrandes der eigenen Fahrbahnseite eine Ausschaltverzögerung, kombiniert mit einer vorgeschalteten Totzeit vorgesehen ist.
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Aus der
DE 197 30 133 C2 ist eine spezielle Lampeneinheit mit einer Abblendlichtquelle und einer zweiten Lampeneinheit mit einer Fernlichtquelle verbunden. Dabei werden die beiden Lampen entsprechend unterschiedlich angesteuert.
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Die Druckschrift
EP 0 971 829 B1 bezieht sich auf ein System zum automatischen Abblenden von Fahrzeugfernlichtscheinwerfern, und insbesondere auf ein System, welches ein verbessertes optisches System und ein Bildverarbeitungssystem umfasst, wobei das optische System dazu angepasst ist, sowohl die horizontale als auch die vertikale Position von Lichtstrahlen innerhalb eines vorbestimmten Sichtfeldes zu unterscheiden und die Lichtstrahlen auf einer Pixelsensor-Matrix räumlich zu trennen, um verbesserte Unterscheidung von Fahrzeugscheinwerfern und Fahrzeugrücklichtern relativ zu anderen Umgebungslichtquellen vorzusehen. Das Bildverarbeitungssystem stellt ferner eine Unterscheidung von Umgebungslichtquellen bereit, um automatisch Fahrzeugfernlichtscheinwerfer in Abhängigkeit von der Winkelposition eines anderen Fahrzeugs relativ zu dem Kontrollfahrzeug abzublenden. Dabei ist das Bildverarbeitungssystem konfiguriert, um zwischen externen Lichtquellen und Reflexionen der Scheinwerfer des gesteuerten Fahrzeugs von unterschiedlichen externen Objekten durch Vergleichen der relativen Helligkeit abgebildeter Objekte zwischen aufeinander folgenden Bildern, wobei die Helligkeit der Fernlichtscheinwerfer zwischen jedem Bild verändert wird, zu unterscheiden.
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Die Druckschrift
DE 199 16 183 C2 betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum automatischen Abblenden von Scheinwerfern eines Kraftfahrzeugs, wobei in Fahrtrichtung des Fahrzeugs ein Sender ein gepulstes Signal mit einer Codierung sendet und ein Empfänger ein Empfangssignal detektiert. Falls das empfangene Signal die Codierung des Sendesignals aufweist, so existiert im Umfeld des Fahrzeugs ein Reflektionsleuchter. Enthält das empfangene Signal die Codierung nicht, so wird aufgrund eines selbstleuchtenden Objekts abgeblendet. Die Codierung kann dem Fernlicht auferlegt werden.
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Die Druckschrift
WO 2001/070 538 A2 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zum automatischen Steuern der Frontscheinwerfer eines Kraftfahrzeugs, wobei ein Choppen des Lichts der Frontscheinwerfer eine Unterscheidung zwischen selbstleuchtenden und reflektierenden Objekten im Umfeld des Fahrzeugs ermöglicht. Kommt dem Fahrzeug ein selbstleuchtendes Fahrzeug entgegen, so wird entweder das Fernlicht abgeblendet oder zur Verminderung der Blendung des entgegenkommenden Fahrzeugs der Lichtkegel des Fernlichts in eine geeignete Richtung abgelenkt.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Einrichtung dahingehend zu verbessern, dass bei der automatischen Erfassung selbstleuchtender Objekte im Straßenverkehr Reflexionen an nichtselbstleuchtenden Objekten als Störeinfluss ausgeschaltet werden.
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Bei einem Verfahren der gattungsgemäßen Art ist die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen hierzu sind in den abhängigen Ansprüchen 2–4 angegeben.
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Der Anspruch 5 betrifft eine bevorzugte Verwendung des Verfahrens zur automatischen Distanzregelung.
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Im Hinblick auf eine Einrichtung der gattungsgemäßen Art ist die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 6 gelöst.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Einrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen 7–9 angegeben.
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Der verfahrensmäßige Kern der Erfindung besteht darin, dass zur Unterscheidung von selbstleuchtenden Leuchten und Reflexionsleuchten das ausgesandte Eigenlicht temporär gechoppt und ausgeblendet wird. Die Choppfrequenz oder der Ausblendungstakt wird hierbei so gewählt, dass das träge menschliche Auge dem nicht folgen kann und nach wie vor auch im entgegenkommenden Verkehr der Eindruck eines Dauerlichtes entsteht. Insofern ist zu jedem Augenblick eine ausreichende Ausleuchtung und Signalausleuchtung des Fahrzeuges gegeben. Entsprechende elektronische Sensoren und/oder eine Videokamera können dabei jedoch auf die Choppfrequenz oder die Ausblendungsdauer sensitiv eingestellt werden, so dass sie sehr wohl die Choppung oder das Ausblenden für eine kleine Zeit, ggf. auch in Millisekundenbereich erkennt. Bei dieser Choppung oder temporären Ausblendung kann dann eineindeutig unterschieden werden, zwischen Reflexionsleuchtern und Selbstleuchtern.
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Auf diese Weise kann durch die Kamera, oder aber auch bei Verwendung von Fotosensoren allgemein eine sichere Unterscheidung zwischen Selbstleuchtern und Reflexionsleuchtern getroffen werden. Insbesondere sind die im Stand der Technik möglichen Fehlbewertungen bei der automatischen Erfassung leuchtender Objekte im Straßenverkehr ausgeschaltet.
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Mit Hilfe dieser Sensorik wird eine sehr zuverlässig arbeitende Abblend-Fernlichtumschaltung automatischer Art realisiert, indem durch die automatische Erfassung, beispielsweise durch Fotosensoren oder durch eine Videokamera nunmehr deutlich unterschieden werden kann, ob das anstrahlende Licht nun das Licht eines entgegenkommenden Fahrzeuges oder eines vorausfahrenden Fahrzeuges ist, oder ob es lediglich eine Eigenreflexion eines durch das eigene Fahrzeug bzw. durch die eigenen Scheinwerfer angestrahlten Reflexionsleuchters ist. Im letztgenannten Fall wird dann überdies eine automatische Lichtreflektoransteuerung dergestalt vorgenommen, dass bei Erkennen eines Nichtselbstleuchters und der Gefahr eine Blendung des Fahrzeugführers, der Reflektor so angesteuert wird, dass er den Lichtkegel seitlich versetzt, so dass das Reflexionslicht stark gemindert ist.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist angegeben, dass die Erfassung leuchtender Objekte mittels Fotosensorik und nachfolgender automatischer Sensorauswertung erfolgt. Auf diese Weise können einfach und zweckmäßig, leuchtende Objekte im Straßenverkehr erfasst werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass dies auch mittels Videoerfassung mit nachfolgender Videoauswertung erfolgt oder erfolgen kann, wobei die Videoauswertung dann natürlich eine automatische Bildauswertung und Erfassung gestattet.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass über eine solche Unterscheidung oder Unterscheidbarkeit eine Auswertung von Blendwirkungen möglich ist.
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In weiterer vorteilhafter Verwendung des Verfahrens ist angegeben, dass die auf diese Weise realisierte automatische Erfassung und Unterscheidung leuchtender Objekte im Straßenverkehr und der dadurch gegebenen Unterscheidbarkeit zwischen Fahrzeugen mit Eigenlicht und zwischen Objekten ohne Selbstleuchtung, auch ein weiteres logisches Element für die elektronische Auswertung der Erfassung dieser Objekte gegeben ist, so dass ggf. auch eine Durchsteuerung an die automatische Bremse eines Fahrzeuges möglich ist. Dies ist auch dann zweckmäßig, wenn es sich um automatische Distanzregelungen handelt, die beim Fahrzeug installiert sind, und bei Nachtfahrten ebenso tauglich sein sollen, wie bei Tagesfahrten. Hierbei kann eine Orientierung an den Rückleuchten vorausfahrender Fahrzeuge das wesentliche Erkennungsmerkmal sein, um das Objekt zunächst auszumachen, zu welchem dann auf welche Art auch immer, eine Distanzmessung erfolgt.
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Im Hinblick auf eine Einrichtung der gattungsgemäßen Art besteht der Kern der Erfindung darin, dass innerhalb des Scheinwerfers oder der Scheinwerferelektronik Chopperelemente vorgesehen sind, deren Choppfrequenz ebenso in der Bildauswertung oder durch Sensorauswertung der Kamera und/oder des Fotosensors mitberücksichtigt wird. Hierdurch ist die Umsetzung des o. g. Verfahrens möglich, in dem entweder der Chopper als Ausblendrad oder Ausblendklappe oder dgl. mechanisch innerhalb des Scheinwerferkörpers angeordnet und ansteuerbar ist, oder aber der Chopper auch elektronisch und in der elektrischen Zuleitung zum Leuchtmittel vorgesehen sein kann.
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Im erstgenannten Fall ist eine besondere Eignung für herkömmliche Leuchtmittel gegeben, wodurch auch Lampenbauformen bisheriger Art lediglich in ihrer Bauraumausnutzung umgestaltet werden müssten. Im zweitgenannten Fall macht dies dann Sinn, wenn es sich um Leuchtmittel ohne Glühfadenelemente handelt. In diesem Falle, in dem beispielsweise Hochdruckxenonlampen als Entladungslampen eingesetzt werden, ist sehr wohl eine entsprechende Taktung und elektronische Ausblendung des Lichtes im Millisekundenbereich möglich, Dies, weil die Xenonhochdrucklampen kein Nachleuchten erzeugen und wie eine Leuchtstofflampe getaktet ein- und ausschaltbar sind. Bei einer Glühfadenlampe, wie im erstgenannten Beispiel, überdeckt der Nachglühprozess bei weitem eine Austaktzeit von einigen Millisekunden.
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Auf diese Weise sind diese beiden Ausgestaltungsmöglichkeiten alternativ zu sehen.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass die Erfassung der leuchtenden Objekte über Fotosensorik erfolgt.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass die Erfassung leuchtender Objekte durch eine Videokamera erfolgt. Es ist dabei möglich, dass sich Videokamera und Fotosensorik auch gegenseitig ergänzen können, anstatt lediglich nur Alternativlösungen darzustellen.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass die Sensor- und/oder Kameraauswertung mit einem bordeigenen Mikroprozessor erfolgt. Dieser Mikroprozessor errechnet und vergleicht dabei Sensorwerte aus bestimmten, ggf. auch adaptiv angelegten Speichern, ggf. nach Art von Mustervergleichsverfahren.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass die Auswerteeinheit auch Stellgrößen ermittelt und ausgibt, zur Betätigung der Beleuchtungs- und/oder Abblendelemente zwischen Abblend- und Fernlicht.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass die Auswerteeinheit auch mit einer automatischen Bremse regelungstechnisch derart verbunden sein kann, dass eine distanzerhaltende oder auch gefahrabwendende Notbremsung bei entsprechender Bildauswertung ggf. automatisch eingeleitet wird oder werden kann.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend näher beschrieben.
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Es zeigt:
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1: Ein einrichtungsgemäßes Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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2: Prinzipdarstellung
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1 zeigt ein einrichtungsgemäßes Ausführungsbeispiel der Erfindung. An diesem wird auch das erfindungsgemäße Verfahren deutlich.
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Das entsprechend ausgerüstete, hier nicht weiter im einzelnen dargestellte Fahrzeug kann dabei mit einer Kamera 1 und/oder Fotosensoren 2 ausgerüstet sein. Es besteht somit die Möglichkeit, ausschließlich entweder mit Kamera oder mit Fotosensoren zu arbeiten oder beide Komponenten für die jeweilige Situation und ggf. zur besseren Unterscheidbarkeit zu installieren.
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So zeigt 1, ausgehend von einer Kamera 1 und/oder einem Fotosensor 2, dass die entsprechenden Bild- und/oder Sensordaten einer Auswerteeinheit 6 zugeführt werden. Diese Auswerteeinheit 6 beinhaltet eine Bild- und/oder Sensorverarbeitung, wobei bereits dort eine Korrelation zu einer von dort aus generierten Choppfrequenz gebildet wird. Diese Choppfrequenz wird auf einen Chopper 4 gegeben, der hier als Chopprad dargestellt ist. Symbolisch dafür kann jedoch auch eine Klappenanordnung vorgesehen sein oder auch eine elektronische Choppung des Leuchtmittels im Scheinwerfer 3, wie oben bereits beschrieben. Grundsätzlich ist es aber bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nunmehr so, dass innerhalb der Auswerteeinheit 6 die Bilddaten und/oder die Fotosensordaten mit der Choppfrequenz in Korrelation gebracht werden. Dies bedeutet, dass mit einer ggf. frei wählbaren Choppfrequenz das Licht des Scheinwerfers kurzzeitig und ggf. wiederholend ausgetaktet wird. Die Choppfrequenz oder die Ausblenddauer ist dabei im beispielsweise Millisekundenbereich angelegt, so dass der Ausschaltmoment oder die Ausschaltdauer für das menschliche Auge nicht wahrnehmbar ist, weil dies demgegenüber zu träge ist. Mit dieser vorgegebenen Choppfrequenz wird nunmehr eine Korrelation mit den daraus erhaltenen Bilddaten der Umgebung oder mit den Fotosensordaten der Umgebung gebildet. Dies bedeutet, dass die Kamera und/oder der oder die Fotosensoren einmal ein Umgebungsbild im eingeschalteten Licht des Scheinwerfers 3 aufnehmen und einige Millisekunden später und ggf. für einige Millisekunden Bilddaten und/oder Fotosensordaten von der Umgebung aufnehmen, währenddem das Scheinwerferlicht 3 ausgeblendet ist. Da die Ausblendung ausschließlich durch die Choppung des eigenen Scheinwerfers 3 erfolgt, können somit Fremdlichtquellen, also Selbstleuchter von Reflexionsleuchtern zuverlässig unterschieden werden. Die Reflexionsleuchter erzeigen in dem Augenblick, in dem der Chopper 4 das Licht des Scheinwerfers 3 austaktet oder ausblendet, kein Reflexionslicht, zumindest kein direkt durch besagten Scheinwerfer 3 erzeugtes Reflexionslicht. Des weiteren ist von der Auswerteeinheit ausgehend eine Abblendsteuerung 5 für den Scheinwerfer 3 vorgesehen, der bei einer entsprechend verifizierten Erkennung eines entgegenkommenden Selbstleuchters, also eines entgegenkommenden Fahrzeuges, oder ggf. bei Annäherung an ein vorausfahrendes Fahrzeug, durch Erkennung der selbstleuchtenden Rückleuchten, ein Abblenden von Fernlicht auf Abblendlicht automatisch generiert, indem die Auswerteeinheit in diesem Augenblick über die Abblendsteuerung 5 eine Abblendung des Scheinwerfers 3 vornimmt. Ist eine Blendungsgefahr des Gegenverkehrs oder des vorausfahrenden Fahrzeuges nicht mehr gegeben, kann auch ggf. wieder eine Rückgenerierung von Abblendlicht zu Fernlicht automatisch vorgesehen sein.
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Die Auswerteeinheit 6 wertet im übrigen Bilddaten und/oder Fotosensordaten durch eine bi-direktionale datentechnische Korrespondenz mit einer Mustervergleichseinheit 7 aus. Über entsprechende Mustervergleichsverfahren können bestimmte Leuchten auch voneinander unterschieden werden, anhand ihrer Leuchtmuster. Hierbei findet die Tatsache Berücksichtigung, dass beispielsweise bei einer Dunkel- oder Nachtfahrt durchaus ein ganzes Gewirr von Selbstleuchtern und Nichtselbstleuchtern auf einem entsprechenden Kamerabild oder im fotosensorisch erfassten Bereich vorliegen können. Hierzu bedarf es nun einer entsprechend feinfühligen Auswertbarkeit des Lichtmusters im Straßenbild, was in der entsprechenden Mustervergleichseinheit 7 vorgenommen wird.
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2 zeigt in prinzipieller Darstellung das Fahrzeug 10 mit den bereits in 1 dargestellten Grundelemente, wie Kamera 1 und/oder Fotosensor 3. Am Fahrzeug 10 sind hierbei lichtaussendende Frontscheinwerfer 3 angeordnet, die ihr Licht nach vorne abstrahlen. Im oberen Beispiel, rechts des Bildes, können vorausfahrende Fahrzeuge im Bild der Kamera und/oder der Fotosensorik 3 mit dem entsprechenden roten Rücklicht auftreten. Dies sind dann in diesem Falle Selbstleuchter und müssen von Reflexionsleuchtern und von Reflexionslichterscheinungen unterschieden werden.
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Im mittleren Bereich des rechten Bildteiles sind die Scheinwerfer des Gegenverkehrs dargestellt, die ebenfalls selbstleuchtend sind und von Reflexionsleuchtern unterschieden werden, gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren. Im unteren Bereich des rechten Bildteiles von 2 ist ein typisches Reflexionsbild, beispielsweise durch ein lichtreflektierendes Verkehrsschild gegeben. Dieses wird vom Licht der Scheinwerfer 3 des Fahrzeuges 10 angestrahlt und das Reflexionslicht wird von der Kamera 1 und/oder dem Fotosensor 3 erfasst. In Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann durch ein kurzzeitig gechopptes Ausblenden der das Reflexionslicht erzeugenden Lichtquelle, nämlich des Scheinwerfers 3 erzeugt werden, das Bild hierzu aufgenommen oder der Fotosensorwert hierzu registriert werden, und verglichen werden mit dem bild- oder Sensorwert, in dem Falle, wenn das Licht des Scheinwerfers 3 nicht ausgeblendet, also voll wirksam ist. Auf diese Weise kann sicher zwischen selbstleuchtenden und reflexionsleuchtenden Elementen im Lichtbild einer nächtlichen Fahrsituation unterschieden werden.
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Bezogen auf ein erfindungsgemäßes Softwareprogrammprodukt wird die entsprechende Bearbeitung und Korrelation der oben beschriebenen Verfahrensweise als Programm innerhalb der Auswerteeinheit 6 gemäß 1 angelegt. Darüber hinausgehend ist vorteilhaft, dass das Softwareprogrammprodukt eine adaptive Datensammlung von Musterbewertungen anlegt, um ein selbstlernendes, und an verschiedenste Verkehrssituationen sich selbst anpassendes System zu erhalten.
