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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen einer Lichtquelle eines fahrzeugexternen Objekts in einem von einer Detektoreinheit eines Fahrzeugs aufgenommenen Bilds, bei welchem eine zur Umgebungsausleuchtung des Fahrzeugs ausgebildete Lichtanlage des Fahrzeugs, welche zur Erzeugung eines Abblendlichts und eines Fernlichts ausgebildet ist, abhängig von einem Erkennen der Lichtquelle des durch die Lichtanlage nicht zu blendenden Objekts betrieben wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Fahrerassistenzsystem, insbesondere ein Fernlichtassistenzsystem, zum Betreiben einer zur Umgebungsausleuchtung eines Fahrzeugs ausgebildeten Lichtanlage des Fahrzeugs.
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Fernlichtassistenzsysteme für Fahrzeuge sind bekannt. Bei diesen wird bei der aktivierten Lichtanlage mittels entsprechender Sensorik das Umfeld, insbesondere die Vorfeld-Umgebung des Fahrzeugs im Hinblick auf Objekte, welche durch das aktivierte Fernlicht nicht geblendet werden sollen, erfasst. Wird diesbezüglich ein nicht zu blendendes Objekt, beispielsweise ein entgegenkommendes Fahrzeug oder dergleichen, erkannt, so wird automatisch das Fernlicht deaktiviert und das Abblendlicht aktiviert. Darüber hinaus sind Nachtsichtsysteme für Fahrzeuge bekannt, welche in der Dunkelheit die Vorfeld-Umgebung des Fahrzeugs auch über einen derartig weiten Bereich erfassen, welcher durch das menschliche Auge und das Abblendlicht des Fahrzeugs nicht mehr erkannt bzw. ausgeleuchtet wird. In diesem Zusammenhang sind auch aktive Kamerasysteme bekannt, die mittels einer eigenen Infrarotlichtquelle eine Beleuchtung der Umgebung mit Infrarotlicht durchführen können und das reflektierte Licht detektieren können und Bildaufnahme durchführen können. Bei den bekannten Fernlichtassistenzsystemen ist ein Problem dahingehend zu sehen, dass nicht ausreichend genau genug erkannt werden kann, ob sich ein nicht zu blendendes Objekt in der Vorfeld-Umgebung des Fahrzeugs befindet oder nicht. Gerade dann, wenn in dieser Vorfeld-Umgebung anderweitige Beleuchtungen wie beispielsweise eine Straßenbeleuchtung vorhanden sind oder darüber hinaus stark reflektierende Objekte, wie Verkehrsschilder oder dergleichen vorhanden sind, wird oftmals eine derartige Lichtmenge erkannt bzw. zurückreflektiert, die vom System fälschlicherweise beispielsweise als entgegenkommendes Fahrzeug, dass seinerseits die Lichtanlage aktiviert hat, erkannt wird. Gerade bei diesen Situationen wird dann fälschlicherweise auf ein nicht zu blendendes Objekt geschlossen und das Fernlicht deaktiviert, was in diesen Fällen nicht erforderlich ist. Da bei derartigen Fällen gegebenenfalls auch von einem Fahrer nicht mit einer Deaktivierung des Fernlichts gerechnet wird, kann er sich durch diese unerwarteten Aktionen erschrecken und es kann auch zu sicherheitskritischen Fahrmanövern führen.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren sowie ein Fahrerassistenzsystem zu schaffen, mit dem der Betrieb einer Lichtanlage des Fahrzeugs im Hinblick auf ein zuverlässiges Erkennen von nicht zu blendenden Objekten verbessert werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren, welches die Merkmale nach Anspruch 1 aufweist, und ein Fahrerassistenzsystem, insbesondere ein Fernlichtassistenzsystem, welches die Merkmale nach Anspruch 10 aufweist, gelöst.
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Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Erkennen einer Lichtquelle eines fahrzeugexternen Objekts in einem von einer Detektoreinheit eines Fahrzeugs aufgenommenen Bilds, wird eine zur Umgebungsausleuchtung des Fahrzeugs ausgebildete Lichtanlage des Fahrzeugs, welche zur Erzeugung eines Abblendlichts und eines Fernlichts ausgebildet ist, abhängig von einem Erkennen der Lichtquelle des durch die Lichtanlage nicht zu blendenden Objekts betrieben. In einem Erkennungsmodus der Lichtanlage wird Licht von einer Erkennungslichtquelle des Fahrzeugs erzeugt und im aktiven Zustand der Erkennungslichtquelle ein erstes Bild der Vorfeld-Umgebung des Fahrzeugs durch eine Detektoreinheit aufgenommen, und ein zweites Bild der Vorfeld-Umgebung wird mit im Vergleich zum aktiven Betrieb mit zumindest reduzierter Lichtleistung betriebener Erkennungslichtquelle von der Detektoreinheit aufgenommen und mit dem ersten Bild verglichen. Das Ergebnis des Vergleichs wird für die Entscheidung berücksichtigt, ob sich in der Vorfeld-Umgebung des Fahrzeugs eine Lichtquelle eines nicht zu blendenden Objekts befindet.
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Durch eine derartige Vorgehensweise kann wesentlich präziser erkannt werden, ob von der Detektoreinheit detektiertes Licht von einem Objekt reflektiertes Licht ist, welches im Hinblick auf die Blendung mittels Fernlicht unkritisch ist, oder ob das Licht von einem Objekt stammt, welches durch das Fernlicht des Fahrzeugs nicht geblendet werden sollte.
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Vorzugsweise werden als Lichtquellen eines nicht zu blenden Objekts ein aktivierter Frontscheinwerfer eines entgegenkommenden Fahrzeugs oder eine Rückleuchte oder ein Bremslicht eines vorausfahrenden Fahrzeugs erkannt.
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Es kann vorgesehen sein, dass die durch den Vergleich der zumindest zwei Bilder gewonnenen Informationen alleine oder gegebenenfalls mit weiteren Informationen eine Entscheidung ermöglichen, ob sich im Vorfeld des Fahrzeugs ein nicht zu blendendes Objekt befindet oder nicht.
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Vorzugsweise wird durch den Vergleich erkannt, ob ein Hauptanteil des detektierten Lichts von einer extern zum Fahrzeug angeordneten Lichtquelle abgestrahlt wird oder ob der Hauptanteil des detektierten Lichts das von der Lichtanlage des Fahrzeugs abgestrahlte und an einem Objekt reflektierte Licht ist. Durch eine derartige Ausgestaltung wird eine sehr sensitive Vorgehensweise und damit auch äußerst präzise Vorgehensweise ermöglicht, welche die detektierten Lichtmengen unterscheiden kann. Da auch von unterschiedlichsten Objekten Licht reflektiert werden kann, jedoch im Vergleich zu Verkehrsschildern oder dergleichen dies ein geringer und sogar vernachlässigbarer Anteil ist, kann aufgrund der detektieren Lichtstärke und Lichtmenge eine genaue Aussage gemacht werden. Unter einem Hauptanteil wird zumindest ein Anteil größer 50% des gesamten detektierten Lichts verstanden.
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Vorzugsweise wird in dem Erkennungsmodus zumindest zweimal ein Bild mit aktivierter Erkennungslichtquelle und zumindest zweimal ein Bild mit deaktivierter Erkennungslichtquelle aufgenommen. Eine derartige Vorgehensweise kann die Präzision der Aussage im Hinblick auf die Erkennung eines nicht zu blendenden Objekts erhöht werden. Vorzugsweise werden jeweils eine Mehrzahl von Bildern bei aktivierter Erkennungslichtquelle und eine Mehrzahl von Bildern bei zumindest demgegenüber reduzierter Lichtleistung der Erkennungslichtquelle aufgenommen.
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Vorzugsweise wird zur Aufnahme des zweiten Bildes die Lichtleistung der Erkennungslichtquelle nicht vollständig deaktiviert, jedoch zumindest um 50%, insbesondere um zumindest 80% reduziert. Besonders bevorzugt ist jedoch eine vollständige Deaktivierung, da dadurch die Aussagen über reflektiertes Licht in dem detektierten Bild dann noch präziser erfolgen kann.
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Vorzugsweise ist die Erkennungslichtquelle zur Erzeugung von Infrarotlicht ausgebildet. Durch eine derartige Ausgestaltung kann das Blenden von anderen Verkehrsteilnehmern vermieden werden. Darüber hinaus kann gerade bei Dunkelheit eine zuverlässige Detektion von Objekten in der Vorfeld-Umgebung ermöglicht werden.
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Vorzugsweise ist eine Erkennungslichtquelle, welche zur Erzeugung von Infrarotlicht ausgebildet ist, sowohl einem Fernlichtassistenzsystem des Fahrzeugs als auch einem Nachtsichtsystem des Fahrzeugs funktionell zugeordnet. Dies ist eine besonders hervorzuhebende Ausführung, da dadurch Bauteile gespart werden können und zumindest eine Lichtquelle, nämlich die Erkennungslichtquelle multifunktionell verwendet werden kann. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Erkennungslichtquelle zur Erzeugung von Licht im für den Menschen sichtbaren Spektralbereich ausgebildet ist und die Erkennungslichtquelle insbesondere anteilig Licht für ein Abblendlicht und/oder ein Fernlicht der Lichtanlage erzeugt. Auch hier ist eine multifunktionelle Verwendung der Erkennungslichtquelle vorgesehen. Sie trägt zum Einen einen Lichtanteil zu den von der Lichtanlage erzeugbaren Beleuchtungsmodi der Fahrzeugumgebung bei, dient andererseits jedoch auch im Erkennungsmodus dazu, dass sie quasi getaktet werden kann und somit zeitabhängig mit unterschiedlicher Lichtleistung betreibbar ist, so dass diesbezüglich auch entsprechende Bilder bei aktivierter Erkennungslichtquelle und zumindest dazu mit reduzierter Lichtleistung betriebener Form gewährleistet ist.
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Bei einer derartigen Ausführung ist besonders vorteilhaft vorgesehen, dass die Erkennungslichtquelle zur Aufnahme eines zweiten Bildes für eine Zeitdauer ausgeschaltet wird, die vom menschlichen Auge nicht wahrgenommen wird. Insbesondere sind hier somit Taktzyklen im einstelligen Millisekundenbereich vorgesehen, so dass der Fahrer gar nicht wahrnimmt, dass die Erkennungslichtquelle zumindest zeitweise im Erkennungsmodus mit zumindest reduzierter Lichtleistung, betrieben wird, insbesondere vollständig deaktiviert wird.
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Vorzugsweise ist die Erkennungslichtquelle als Leuchtdiode ausgebildet, insbesondere dann, wenn sie auch zur Erzeugung eines Abblendlichts und/oder eines Fernlichts der Lichtanlage anteilig beiträgt und somit einem Frontscheinwerfer des Fahrzeugs funktionell zugeordnet ist. Gerade Leuchtdioden ermöglichen besonders schnelle Reaktionszeiten im Hinblick auf das Ein- und Ausschalten, so dass diesbezüglich auch Taktzyklen möglich sind, die vom Fahrer nicht störend wahrgenommen werden, wenn die Erkennungslichtquelle deaktiviert wird.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Fahrerassistenzsystem, insbesondere ein Fernlichtassistenzsystem, zum Erkennen einer Lichtquelle eines fahrzeugexternen Objekts in einem von einer Detektoreinheit des Fahrerassistenzsystems eines Fahrzeugs aufgenommenen Bilds, bei welchem eine zur Umgebungsausleuchtung des Fahrzeugs ausgebildete Lichtanlage des Fahrzeugs, welche zur Erzeugung eines Abblendlichts und eines Fernlichts ausgebildet ist, abhängig von einem Erkennen der Lichtquelle des durch die Lichtanlage nicht zu blendenden Objekts betrieben wird. Das System umfasst zumindest eine Erkennungslichtquelle, mit welcher in einem Erkennungsmodus der Lichtanlage Licht erzeugt wird, und ist mit zumindest einer Detektoreinheit ausgebildet, mit welcher im aktiven Zustand der Erkennungslichtquelle ein erstes Bild der Vorfeld-Umgebung des Fahrzeugs aufgenommen wird und ein zweites Bild der Vorfeld-Umgebung mit im Vergleich zum aktiven Betrieb mit zumindest reduzierter Lichtleistung betriebener Erkennungslichtquelle von der Detektoreinheit aufgenommen wird. Das System umfasst eine Auswerteeinheit, mit welcher die Bilder verglichen werden, wobei das Ergebnis des Vergleichs für die Entscheidung berücksichtigt wird, ob sich in der Vorfeld-Umgebung des Fahrzeugs eine Lichtquelle eines nicht zu blendenden Objekts befindet.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Darüber hinaus sind vorteilhafte Ausführungen des erfindungsgemäßen Verfahrens auch als vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems anzusehen.
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Des Weiteren ist von der Erfindung ein Fahrzeug umfasst, welches ein erfindungsgemäßes Fahrerassistenzsystem oder eine vorteilhafte Ausgestaltung davon aufweist.
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Insbesondere kann somit eine ohnehin in einem Fahrzeug vorhandene Lichtquelle nämlich die Erkennungslichtquelle, multifunktionell verwendet werden. Ist die Erkennungslichtquelle einem Nachtsichtsystem des Fahrzeugs funktionell zugeordnet, so kann sie in weiterer Verwendung zusätzlich auch einem Fernlichtassistenzsystem funktionell zugeordnet werden und diesbezüglich zur Informationsgenerierung beitragen. Insbesondere ist somit zumindest eine multifunktionell verwendbare Erkennungslichtquelle vorhanden, die für optisch arbeitende Fahrerassistenzsysteme und somit insbesondere zwei Systeme im Fahrzeug davon, Verwendung finden kann.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen als auch die in der Figurenbeschreibung und/oder den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen, sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer Verkehrssituation, bei dem ein Fahrzeug mit einem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems dargestellt ist; und
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2 ein vereinfachtes Diagramm, bei dem die Taktung der Erkennungslichtquelle schematisch gezeigt ist.
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In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist in einer schematischen Darstellung eine Fahrbahn 1 gezeigt, welche eine erste Fahrspur 2 und eine zweite Fahrspur 3 aufweist. Auf der ersten Fahrspur 2 bewegt sich ein Fahrzeug 4 in Richtung des Pfeils, wobei sich auf der gegenüberliegenden Fahrspur ein Fahrzeug 5 in Richtung des dort angegebenen Pfeils bewegt. Das Fahrzeug 4 umfasst eine Lichtanlage mit zwei Frontscheinwerfern 6 und 7, welche im Ausführungsbeispiel als LED(light emitting diode)-Scheinwerfer ausgebildet sind. Die Frontscheinwerfer 6 und 7 weisen jeweils eine Mehrzahl von Leuchtdioden als Lichtquellen auf. Dies ist symbolisch durch die Mehrzahl von Kreisen angedeutet.
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Die Lichtanlage und somit auch die Scheinwerfer 6 und 7 sind zur Erzeugung eines Abblendlichts und eines Fernlichts des Fahrzeugs 4 ausgebildet und zur Ausleuchtung eines Vorfeld-Umgebungsbereichs 8 des Fahrzeugs 4 konzipiert.
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Das Fahrzeug 4 umfasst darüber hinaus ein Fernlichtassistenzsystem 9, welches zum automatischen Aktivieren und Deaktivieren des Fernlichts ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass bei einem Erkennen eines in der Vorfeld-Umgebung 8 nicht zu blendenden Objekts das Fernlicht automatisch deaktiviert wird und das Abblendlicht aktiviert wird. Diese Funktionsweise des Fernlichtsassistenzsystems ist lediglich dann aktiv, wenn die Lichtanlage mit den Scheinwerfern 6 und 7 aktiviert ist und somit grundsätzlich die Scheinwerfer 6 und 7 leuchten.
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Darüber hinaus umfasst das Fahrzeug 4 auch ein Nachtsichtsystem 10, welches zumindest eine Infrarotlichtquelle 11 aufweist. Die Infrarotlichtquelle 11 ist zur Erzeugung von Infrarotlicht ausgebildet, wobei darüber hinaus zumindest eine Detektoreinheit 12 vorgesehen ist, mit welcher Infrarotlicht detektierbar ist. Durch dieses Nachtsichtsystem 10 kann gerade bei lediglich aktiviertem Abblendlicht auch eine Umgebung im Vorfeld des Fahrzeugs erfasst werden, welche durch die Reichweite des Abblendlichts nicht mehr beleuchtet ist.
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Das Fahrzeug 4 umfasst darüber hinaus eine Auswerteeinheit 13.
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In einem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Infrarotlichtquelle 11 auch neben der funktionellen Zuordnung zum Nachtsichtsystem 10 auch dem Fernlichtassistenzsystem 9 funktionell zugeordnet ist.
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Das Fernlichtassistenzsystem 9 arbeitet in diesem Zusammenhang dahingehend, dass es bei aktivierter Lichtanlage und insbesondere auch aktiviertem Fernlicht zumindest ein erstes Bild der Vorfeld-Umgebung 8 oder zumindest eines Teilbereichs davon aufnimmt, wenn die Infrarotlichtquelle 11 in Funktion und Betriebsmodus als Erkennungslichtquelle aktiviert ist und somit Infrarotlicht aussendet. Darüber hinaus wird dann zumindest ein zweites Bild durch die Detektoreinheit 12 aufgenommen, bei der die Infrarotlichtquelle 11 deaktiviert ist. Diese zumindest beiden Bilder werden miteinander verglichen und abhängig von dem Vergleich, der in der Auswerteeinheit 13 durchgeführt wird, wird diese Information für die Entscheidung berücksichtigt, ob sich in der Vorfeld-Umgebung 8 des Fahrzeugs 4 ein nicht zu blendendes Objekt befindet, welches durch das Fernlicht nicht geblendet werden sollte. Durch diese Vorgehensweise wird mit wesentlich höherer Präzision erkannt, ob das durch die Detektoreinheit 12 detektierte Licht beispielsweise von einer Lichtquelle eines anderen Verkehrsteilnehmer, wie dem Fahrzeug 5 stammt, oder ob dies von einem anderen Objekt stammt und dort reflektiert wurde. In diesem Zusammenhang ist beispielsweise ein Verkehrsschild 14 genannt, welches das von der Infrarotlichtquelle 11 erzeugte Licht mit großem Anteil wieder reflektiert.
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Es kann also zumindest entscheidungsunterstützend durch diesen Bildvergleich beigetragen werden, damit diesbezüglich präziser erfasst werden kann, ob das detektierte Licht wirklich von einem durch das Fernlicht des Fahrzeugs 4 geblendeten Objekt stammt oder ob dieses Licht reflektiert wurde und von einem Objekt stammt, welches durch das Fernlicht und nicht sicherheitskritisch geblendet wird.
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Im Hinblick darauf wird dann entsprechend reagiert und durch diese gewonnenen Informationen alleine oder in Verbindung mit anderen Informationen erkannt, ob das Fernlicht deaktiviert und das Abblendlicht aktiviert werden soll oder das Fernlicht aktiviert bleibt.
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Es kann auch vorgesehen sein, dass das Nachtsichtsystem 10 zumindest zwei Infrarotlichtquellen 11 aufweist, und zumindest diese beiden als Erkennungslichtquellen für das Fernlichtassistenzsystem 9 funktionell verwendet werden können.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Erkennungslichtquelle nicht durch die Infrarotlichtquelle 11 gebildet ist, sondern zumindest durch eine Leuchtdiode eines Scheinwerfers 6 und/oder 7. Beispielsweise kann dies eine Leuchtdiode 15 des Scheinwerfers 6 sein. Diese als Erkennungslichtquelle dienende Leuchtdiode 15 trägt im aktivierten Zustand anteilig zur Lichterzeugung des Abblendlichts und/oder des Fernlichts bei. Ist der Erkennungsmodus des Fernlichtsassistenzsystems 9 aktiviert, so fungiert diese Leuchtdiode 15 als Erkennungslichtquelle und wird getaktet betrieben. Auch hier wird dann vorzugsweise ein mehrfaches Ein- und Ausschalten der Leuchtdiode 15 durchgeführt, wobei in einem eingeschalteten Zustand ein erstes Bild und in einem darauf folgenden ausgeschalteten Zustand ein zweites Bild der Vorfeld-Umgebung 8 oder zumindest eines Teilbereichs davon durch die Detektoreinheit 12 aufgenommen wird. Abhängig von der jeweiligen Ausführungsform kann die Detektoreinheit 12 sensitiv für Licht im infraroten Spektralbereich und/oder sensitiv für Licht im für den Menschen sichtbaren Spektralbereich sein.
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In der 2 ist in vereinfachter Darstellung ein Diagramm gezeigt, bei dem die ausgesendete Lichtleistung der Leuchtdiode 15 in Abhängigkeit von der Zeit t im Erkennungsmodus dargestellt ist. Zum Zeitpunkt t1 wird die Leuchtdiode 15 aktiviert, bis zum Zeitpunkt t2 bleibt sie angeschaltet. Während dieser Zeitdauer wird zumindest ein erstes Bild aufgenommen. Zum Zeitpunkt t2 wird die Leuchtdiode 15 in der gezeigten Ausführung vollständig deaktiviert und bleibt dies bis zum Zeitpunkt t3. In dieser Zeitspanne zwischen den Zeitpunkten t2 und t3 wird zumindest ein zweites Bild der Vorfeld-Umgebung 8 aufgenommen. In der gezeigten Ausführung gemäß 2 werden im Nachfolgenden noch weitere Ein-Auszyklen zu den Zeitpunkten t3, t4, t5, t6, t7, t8, t9, t10 und t11 durchgeführt und diesbezüglich jeweils weitere erste und zweite Bilder erzeugt.
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Zusätzlich zur Darstellung in 1 kann auch vorgesehen sein, dass anstatt oder zusätzlich zur Leuchtdiode 15 auch der Scheinwerfer 7 zumindest eine derartige Leuchtdiode aufweist, welche im Erkennungsmodus als Erkennungslichtquelle betreibbar ist.
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Die in 2 gezeigten Taktzyklen sind gerade für den deaktivierten Betrieb der Leuchtdiode 15 so bemessen, dass sie im einstelligen Millisekundenbereich liegen und daher so zeitlich bemessen sind, dass sie im Hinblick auf das Ein- und Ausschalten vom menschlichen Auge und dessen Auflösungsfähigkeit nicht erkannt werden können.
