DE102007045376A1 - Night vision method for motor vehicle, involves subtracting measured interference radiation from detected radiation in evaluation device during exceeding of defined threshold value for determining resulting infrared radiation - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Nachtsichtverfahren für Kraftfahrzeuge, bei dem eine Strahlungseinrichtung mittels einer Halbleiterstrahlungsquelle eine infrarote Messstrahlung erzeugt, die in diskreten Zeitintervallen abgestrahlt wird, wobei die reflektierende infrarote Messstrahlung von einer Detektiereinrichtung zur Aufnahme eines infraroten Bildes aufgenommen und einer Auswerteeinrichtung zugeführt wird.The The invention relates to a night vision method for motor vehicles, in which a radiation device by means of a semiconductor radiation source generates an infrared measuring radiation, which in discrete time intervals is emitted, wherein the reflective infrared measuring radiation from a detecting device for taking an infrared image recorded and fed to an evaluation.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung auch eine Nachtsichtvorrichtung für Kraftfahrzeuge umfassend eine Strahlungseinrichtung, die eine Halbleiterstrahlungsquelle zur Abstrahlung einer infraroten Messstrahlung aufweist, die in diskreten Zeitintervallen abstrahlbar ist, wobei die reflektierte infrarote Messstrahlung von einer Detektiereinrichtung zur Aufnahme eines infraroten Bildes aufnehmbar und einer Auswerteeinrichtung zuführbar ist.About that In addition, the invention also relates to a night vision device for Motor vehicles comprising a radiation device, which is a semiconductor radiation source for emitting an infrared measuring radiation, the in discrete time intervals can be radiated, wherein the reflected Infrared measuring radiation from a detection device for recording an infrared image and an evaluation device can be fed.
Derartige
Nachtsichtvorrichtungen und Verfahren sind im Stand der Technik
bekannt und hier beispielsweise in der
Diese offenbart eine Nachtsichtvorrichtung für Fahrzeuge, wobei die Strahlungseinrichtung derart ansteuerbar ist, dass die infrarote Strahlung zeitdiskret abgestrahlt wird, wobei auf diese Weise erreicht werden soll, dass Störstrahlung, die beispielsweise von einem weiteren entgegenkommenden Fahrzeug erzeugt wird, dahingehend berücksichtigt wird, dass die Messstrahlung dann zeitlich verzögert ausgestrahlt wird. Hierzu ist ein zusätzlicher Infrarotsensor vorgesehen. Auf diese Weise können Störstrahlungen bei der Messung verringert werden. Darüber hinaus kann durch die pulsförmige Aussendung des Infrarotstrahlungssignals der Strahlungsleistungsmittelwert verringert werden, so dass die Gefährdung von dem Fahrzeug entgegenkommenden Personen infolge der Strahlung, die auf das Auge auftreffen kann, verringert werden kann.These discloses a night-vision device for vehicles, wherein the radiation device is controllable such that the infrared Radiation is emitted discrete-time, being achieved in this way should be that interference, for example, from another oncoming vehicle is generated to that effect is taken into account that the measuring radiation then temporally delayed broadcast. This is an additional Infrared sensor provided. In this way, can radiate interference be reduced during the measurement. In addition, can by the pulse-shaped emission of the infrared radiation signal the radiation power average can be reduced so that the Danger to persons approaching the vehicle as a result of the radiation which may be incident on the eye can be.
Des
Weiteren ist aus der
Ausgehend vom Stand der Technik ist es nun Aufgabe der Erfindung, ein Nachtsichtverfahren sowie eine Nachtsichtvorrichtung bereitzustellen, die den Einfluss der Störstrahlung besser eliminiert.outgoing It is an object of the prior art to provide a night vision method as well as to provide a night vision device which has the influence the interference radiation better eliminated.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Nachtsichtverfahren der gattungsgemäßen Art dadurch weitergebildet, dass vor einer Abstrahlung der infraroten Messstrahlung durch die Strahlungseinrichtung eine infrarote Störstrahlung durch die Detektiereinrichtung aufgenommen und die gemessene Störstrahlung bei Überschreiten eines definierten Grenzwertes von der reflektierten infraroten Messstrahlung in der Auswerteeinrichtung substrahiert wird zur Ermittlung einer resultierenden infraroten Strahlung.to Solution of this problem is a night vision method of generic type developed by the fact that before a radiation of the infrared measuring radiation by the radiation device a infrared interference radiation by the detection device recorded and the measured interference radiation when exceeded a defined limit of the reflected infrared measuring radiation in the evaluation is subtracted to determine a resulting infrared radiation.
Durch das Verfahren können Überstrahlungseffekte vermieden werden, indem vor der Messung mit Infrarotbestrahlung und der Aufnahme eines Bildes des mit der Infrarotmessstrahlung bestrahlten Untergrunds eine Untergrundmessung ohne zusätzliche Aussendung einer infraroten Messstrahlung aufgenommen wird. Es wird hierbei durch die Detektiereinrichtung, die z. B. eine CCD-Kamera oder eine CMOS-Kamera darstellt, lediglich die Störstrahlung aufgenommen.By the process can avoid over-radiation effects be done before taking infrared radiation and recording an image of the substrate irradiated with the infrared measuring radiation a background measurement without additional transmission of a Infrared measuring radiation is recorded. It is going through this the detection device, the z. As a CCD camera or a CMOS camera represents, only the interference received.
Dabei ist vorgesehen, dass lediglich bei Überschreiten eines gewissen Grenzwertes, der vorab z. B. herstellerseitig definiert wird, eine Subtraktion der Störstrahlung von der Messstrahlung, die aufgenommen wurde, erfolgt.there is provided that only when exceeding a certain limit, the z in advance. B. defined by the manufacturer is a subtraction of the interfering radiation from the measuring radiation, which was recorded takes place.
Dabei kann vorgesehen sein, dass bei Überschreiten des Grenzwertes lediglich die über dem Grenzwert liegende Strahlung berücksichtigt wird oder aber in diesem Fall die gesamte gemessene Störstrahlung herausgenommen wird. Dabei kann für die übliche Störstrahlung, bedingt durch Straßenbeleuchtung sowie weitere übliche Beleuchtungsquellen, wie insbesondere Werbebeleuchtung, Schaufensterbeleuchtung, etc., ein Grenzwert vorgegeben werden, der dahingehend berücksichtigt wird, dass die aufgenommenen Infrarotanteile dieser Lichtquellen nicht als Störstrahlung berücksichtigt werden, und lediglich solche Störstrahlung subtrahiert wird, die über dieser üblichen Strahlung liegt. Dabei können als Störstrahlung, die zu subtrahieren ist, insbesondere solche Strahlungen in Frage kommen, die durch entgegenkommende Fahrzeuge mit eingeschaltetem Fernlicht, aber auch durch entgegenkommende Fahrzeuge mit eingeschaltetem Infrarotmodul erzeugt werden. Alternativ kann jedoch auch eine besondere Ausleuchtung der Umgebung zu Überstrahlungseffekten auf einer Anzeigeeinrichtung, wie einem Monitor oder einem Head-up Display oder ähnlichem, führen, so dass der Fahrer eines entsprechenden Kraftfahrzeuges keine Abbildung mehr erkennen kann.It can be provided that, when the limit value is exceeded, only the radiation lying above the limit value is taken into account or, in this case, the entire measured interference radiation is taken out. In this case, for the usual interference, due to street lighting and other common sources of illumination, in particular advertising lighting, shop window lighting, etc., a limit can be specified, which is considered to the effect that the recorded infrared components of these light sources are not considered as interference, and only such interference subtracted above this common radiation. In this case can be used as interference, which is to be subtracted, in particular those radiations in question, which are generated by oncoming vehicles with the high beam, but also by oncoming vehicles with activated infrared module. Alternatively, however, can also be a special illumination of the environment to Überstrahlungseffekten on a display device, such as egg a monitor or a head-up display or the like, lead, so that the driver of a corresponding motor vehicle can no longer recognize figure.
Durch die Erfindung kann der Vorteil der Verwendung einer Halbleiterstrahlungsquelle im Gegensatz zu Glühlampen genutzt werden, dass die Ansprechzeit von Halbleiterstrahlungsquellen im Bereich von Mikrosekunden liegt und die Belichtungszeit im Bereich von Millisekunden.By The invention may have the advantage of using a semiconductor radiation source unlike incandescent lamps that are used that the response time of semiconductor radiation sources in the range of microseconds and the exposure time in the range of milliseconds.
Dabei wird besonders bevorzugt die infrarote Messstrahlung in Form eines periodischen Strahlungsimpulses abgestrahlt. Vorteilhaft arbeitet die Strahlungseinrichtung in einem Pulsbetrieb, der durch entsprechende Ansteuerung der Halbleiterstrahlungsquelle erzielt wird.there the infrared measuring radiation is particularly preferably in the form of a emitted periodic radiation pulse. Works well the radiation device in a pulsed operation, by appropriate Control of the semiconductor radiation source is achieved.
Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass eine Impulsdauer einer abgestrahlten Messstrahlung zwischen 1 und 10 ms, vorzugsweise 2 bis 8 ms, insbesondere 3 bis 6 ms und vorzugsweise 5 ms beträgt. Die Messstrahlung kann dabei insbesondere in Zeitintervallen von 20 bis 60 ms, vorzugsweise 25 bis 50 und besonders bevorzugt 25 bis 40 ms abgestrahlt werden, wobei ein fester Abstrahlrhythmus vorgegeben werden kann. Bevorzugt sind hier Zykluszeiten der Videostandards aus Europa mit 40 ms beziehungsweise aus den USA mit etwa 33 ms.there can be provided in particular that a pulse duration of a radiated Measuring radiation between 1 and 10 ms, preferably 2 to 8 ms, in particular 3 to 6 ms and preferably 5 ms. The measuring radiation can in particular in time intervals of 20 to 60 ms, preferably 25 to 50 and more preferably 25 to 40 ms are emitted, where a fixed radiation rhythm can be specified. Prefers Here are cycle times of the video standards from Europe with 40 ms respectively from the USA with about 33 ms.
Die Aufnahme der Störstrahlung kann dabei in einem zeitlichen Abstand von 0 ms bis 20 ms vor der Aufnahme der Messstrahlung erfolgen, insbesondere von 0 bis 10 ms und besonders bevorzugt von 0 bis 5 ms vor Aufnahme der Messstrahlung, wobei dieses Zeitfenster den Beginn der Aufnahme der Störstrahlung bezeichnet und die Aufnahme der Störstrahlung in etwa der Dauer des Impulses der abgestrahlten Messstrahlung entsprechen kann.The Recording the interfering radiation can thereby in a temporal Distance from 0 ms to 20 ms before the measurement radiation is recorded, in particular from 0 to 10 ms and more preferably from 0 to 5 ms before recording the measurement radiation, this time window the Beginning of the recording of the interfering radiation called and the Recording the interfering radiation in about the duration of the pulse may correspond to the radiated measuring radiation.
Die Strahlungseinrichtung kann dabei als Halbleiterstrahlungsquelle eine Infrarotdiode (IRED) oder eine Infrarotlaserdiode (IR-Laserdiode) umfassen. Darüber hinaus kann die Strahlungseinrichtung weitere optische Mittel, wie beispielsweise eine Sammeloptik, z. B. eine Fresnell-Linse und/oder eine bifokale Linse umfassen.The Radiation device can be used as a semiconductor radiation source an infrared diode (IRED) or an infrared laser diode (IR laser diode) include. In addition, the radiation device can further optical means, such as a collection optics, e.g. Legs Fresnel lens and / or a bifocal lens.
Es kann vorgesehen sein, dass die Detektiereinrichtung und die Strahlungseinrichtung zur Messung der infraroten Messstrahlung synchron angesteuert werden. In diesem Fall erfolgt eine Detektion der Messstrahlung nur im Zeitintervall der Strahlungsabgabe.It it can be provided that the detection device and the radiation device be controlled synchronously for measuring the infrared measuring radiation. In this case, the measurement radiation is detected only in the time interval the radiation delivery.
Anders
als im Stand der Technik, der
Es kann des Weiteren vorgesehen sein, dass die Auswerteeinrichtung mit einer Anzeigeeinrichtung zusammenwirkt, die die resultierende infrarote Strahlung visualisiert. Eine entsprechende Anzeigeeinrichtung kann insbesondere durch einen Monitor oder ein Head-up-Display oder ähnliches bereitgestellt werden. Die Anzeigeeinrichtung kann auch in die Windschutzscheibe integriert sein.It can further be provided that the evaluation cooperates with a display device, the resulting Infrared radiation visualized. A corresponding display device can in particular by a monitor or a head-up display or the like to be provided. The indicator can also be in the windshield be integrated.
Des Weiteren betrifft die Erfindung auch eine Nachtsichtvorrichtung für Kraftfahrzeuge umfassend eine Strahlungseinrichtung, die eine Halbleiterstrahlungsquelle zur Abstrahlung einer infraroten Messstrahlung aufweist, die in diskreten Zeitintervallen abstrahlbar ist, sowie eine Detektiereinrichtung zur Aufnahme eines infraroten Bildes, die der reflektierten infraroten Messstrahlung und einer Auswerteeinrichtung, wobei vor einer Abstrahlung der infraroten Messstrahlung durch die Strahlungseinrichtung eine infrarote Störstrahlung durch die Detektiereinrichtung aufnehmbar ist und die gemessene Störstrahlung, sofern sie einen definierten Grenzwert übersteigt, von der detektieren infraroten Messstrahlung in der Auswerteeinrichtung subtrahierbar ist zur Ermittlung einer resultierenden infraroten Strahlung.Of Furthermore, the invention also relates to a night vision device for motor vehicles comprising a radiation device, the one semiconductor radiation source for emitting an infrared Measuring radiation which can be emitted in discrete time intervals is, as well as a detecting device for receiving an infrared Image, the reflected infrared measuring radiation and a Evaluation device, wherein before a radiation of the infrared measuring radiation by the radiation means an infrared interference radiation by the detecting device is receivable and the measured Irradiation, if it exceeds a defined limit, of detecting infrared measuring radiation in the evaluation device can be subtracted to determine a resulting infrared Radiation.
Insbesondere betrifft die Erfindung eine solche Nachtsichtvorrichtung, die das vorstehend beschriebene Verfahren anwendet.Especially the invention relates to such a night vision device, which the applies the method described above.
Die Strahlungseinrichtung kann dabei in einen weiteren Scheinwerfer, der eine weitere Lichtquelle insbesondere zur Generierung eines sichtbaren Lichtbündels aufweisen kann, integriert sein. Diese weitere Lichtquelle kann insbesondere zur Bildung eines Abblend- und/oder eines Fernlichts dienen, und so zur Ausleuchtung eines vor dem Fahrzeug liegenden Sichtfeldes.The Radiation device can in another headlight, the another light source, in particular for generating a visible light beam may be integrated. This further light source can be used in particular to form a dimming and / or a high beam, and so to illuminate a in front of the vehicle lying field of view.
Die Halbleiterstrahlungsquelle kann daher derart ausgebildet sein, dass der Wellenlängenbereich, in dem sie Strahlung abgibt, zwischen 800 und 950 nm liegt. Das Maximum der Strahlungsleistung kann im Bereich von 870 bis 880 nm liegen, alternativ jedoch auch in einem anderen Bereich zwischen 800 und 950 nm.The Semiconductor radiation source can therefore be designed such that the wavelength range in which it gives off radiation between 800 and 950 nm. The maximum of the radiant power can in the Range from 870 to 880 nm, but alternatively also in one other range between 800 and 950 nm.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Anmeldungsunterlagen.Further Advantages and features of the invention will become apparent from the others Application documents.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand nachfolgender Zeichnung näher erläutert.One Embodiment of the invention will be described with reference to the following Drawing explained in more detail.
Die
Figur zeigt dabei aufgetragen über die Zeit in Millisekunden
einen Strahlungsimpuls
In
der oberen Darstellung der Figur sind nun Detektierzeiten bzw. Aufnahmezeiten
einer Detektiereinrichtung, dargestellt, wobei mit
Unmittelbar
vor der Messung der emittierten infraroten Messstrahlung erfolgt
nun erfindungsgemäß eine zusätzliche
Messung durch die Detektiereinrichtung, wobei hierbei lediglich
eine Störstrahlung erfasst wird, die beispielsweise durch
entgegenkommende Fahrzeuge oder Umgebungsbeleuchtung und hier deren
Infrarotlichtanteil abgegeben wird. Die Störstrahlung ist
hierbei mit
Sofern nun der gemessene Störstrahlungswert einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt, der dergestalt ermittelt wird, dass übliche Störstrahlungsbelastungen unterhalb des Grenzwertes liegen und nur solche Störstrahlungen berücksichtigt werden, die darüber liegen, wird die den Grenzwert übersteigende Störstrahlung, die zu einer Überstrahlung in der Anzeigeeinrichtung eines Fahrers führen würde, von der Messstrahlung subtrahiert.Provided Now the measured interference radiation value a predetermined Exceeds the limit determined in such a way that Stray radiation loads are below the limit and only such interference radiation taken into account those above it will exceed the limit Stray radiation, which leads to an overshoot in the Display device of a driver would lead from subtracted from the measuring radiation.
Die Messung des reinen Untergrundes ohne Messstrahlung erfolgt dabei jeweils vor jeder Messung mit Infrarotlichtquelle.The Measurement of the pure ground without measuring radiation takes place in each case before each measurement with infrared light source.
Auf diese Weise kann verhindert werden, dass Störstrahlung von dritter Seite die Anzeige der Nachtsichtvorrichtung für einen Fahrer eines entsprechenden Kraftfahrzeuges verschlechtert und die Darstellung in einer entsprechenden Anzeigeeinrichtung kann deutlich verbessert werden. Der Vorteil einer Infrarotnachtsichtvorrichtung, nämlich eine Vergrößerung des Sichtfeldes in der Tiefe, kann dadurch erhöht werden.On This way can be prevented from interfering radiation from third side the display of the night vision device for deteriorates a driver of a corresponding motor vehicle and the representation in a corresponding display device can be significantly improved. The advantage of an infrared night vision device, namely an enlargement of the field of view in the depth, it can be increased.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- - EP 0479634 B1 [0005] EP 0479634 B1 [0005]
- - DE 1298481 A2 [0017] DE 1298481 A2 [0017]
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2007
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