DE102010022502A1 - Method for determining light direction of left and right headlight of motor vehicle activated by adaptive front lighting system, involves controlling headlights by front lighting system in given direction - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Leuchtrichtung eines von einem adaptiven Frontbeleuchtungssystem angesteuerten linken und rechten Scheinwerfers eines Kraftfahrzeuges gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.The invention relates to a method for determining the direction of illumination of a controlled by an adaptive front lighting system left and right headlamps of a motor vehicle according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a vehicle for carrying out the method according to the invention.
Aus dem Stand der Technik sind adaptive Frontbeleuchtungssysteme mit automatischer Leuchtweitenregelung der Scheinwerfer von Kraftfahrzeugen bekannt, die den ausgeleuchteten Bereich der Fahrbahn kontinuierlich an die Verkehrssituation anpassen. Ferner ist es bekannt, mit dem sogenannten Teilfernlicht die Leuchtweite so zu regeln, dass sie dem normalen Fernlicht entsprechen, jedoch die Ausleuchtung so zu steuern, d. h. die Hell-Dunkel-Grenze so abzusenken, dass bei einer Erfassung eines entgegenkommenden oder eines vorausfahrenden Fahrzeugs mittels eines Umgebungssensors eine Blendung verhindert wird, aber gleichzeitig ein gute Ausleuchtung der Umgebung erzielt wird.From the prior art adaptive front lighting systems with automatic headlight range control of the headlights of motor vehicles are known, which continuously adjust the illuminated area of the road to the traffic situation. Furthermore, it is known to regulate the headlight range with the so-called Teilfernlicht so that they correspond to the normal high beam, but to control the illumination so d. H. to reduce the cut-off threshold so that when detecting an oncoming or a preceding vehicle by means of an environmental sensor glare is prevented, but at the same time a good illumination of the environment is achieved.
Neben diesen situationsabhängigen Scheinwerfersystemen sind auch Scheinwerfersysteme bekannt, mit denen eine umgebungsabhängige Einstellung einer Ausleuchtcharakteristik erfolgt, also eine Lichtfunktion für Stadt-, Autobahn- oder Landstraßenumgebung erzeugt. Hierzu gehört sowohl das dynamische Kurven- oder Abbiegelicht als auch ein Schlechtwetterlicht, wie bspw. das Nebellicht. Das Ziel ist dabei, eine optimale Lichtverteilung für die Fahrbahnausleuchtung je nach Straßen- und Umweltsituation zu erzielen.In addition to these situation-dependent headlight systems, headlight systems are also known with which an environment-dependent adjustment of an illumination characteristic takes place, that is to say a light function for city, highway or rural road environment. This includes both the dynamic cornering or cornering light as well as a bad weather light, such as the fog light. The goal is to achieve optimal light distribution for the road illumination depending on road and environmental situation.
Solche Scheinwerfersysteme werden auf der Basis sowohl von Reflexions- als auch Projektionssysteme realisiert.Such headlamp systems are realized on the basis of both reflection and projection systems.
So werden bspw. bei einem klassischen Reflexionssystem schwenkbare Blenden, Reflektoren ober drehbare Walzen so angesteuert, dass die von einer Lampenwendel erzeugten Lichtstrahlen nur in einem bestimmten Winkel oder in einem gewissen Bereich aus dem Scheinwerfer austreten, um somit bspw. die Leuchtweite zur Realisierung eines Abblend- oder Fernlichts oder die Ausprägung eines Teilfernlichts zu steuern. Auch ist es bekannt einen Scheinwerfer um eine senkrechte Achse drehbar zu lagern, um den Scheinwerfer bei einer Kurvenbewegung des Fahrzeugs dieser Bewegung nachzuführen.For example, in a classic reflection system, pivotable diaphragms, reflectors are controlled above rotatable rollers such that the light beams generated by a lamp filament emerge from the spotlight only at a certain angle or within a certain range, thus, for example, the illumination range for realizing a dimming - or high beam or the expression of a Teilfernlichts to control. It is also known to rotatably support a headlamp about a vertical axis in order to track the headlamp in a curve movement of the vehicle this movement.
Bei Scheinwerfern in Projektionstechnik werden Reflektoren verwendet, in deren ersten Brennpunkt die Lichtquelle angeordnet ist und in einem zweiten Brennpunkt eine Linse aufweist, wobei zwischen der Lichtquelle und der Linse ein steuerbare Blende vorgesehen ist, mit der die unterschiedlichen Lichtfunktionen, also bspw. eine Leuchtweitenregelung durchgeführt wird.Reflectors are used in headlamps in projection technology, in the first focal point of the light source is arranged and having a lens in a second focal point, wherein between the light source and the lens, a controllable aperture is provided, with the different light functions, ie, for example, carried out a headlamp leveling becomes.
Die Realisierung dieser Lichtfunktionen erfordert jedoch die Fahrzeugumgebung erfassende Sensoren, die bspw. Objekte wie Fahrzeuge oder den Fahrbahnverlauf erfassen, wobei hierzu insbesondere Kamerasysteme verwendet werden. In modernen Fahrzeugen sind in der Regel solche Kamerasysteme zur Realisierung unterschiedlicher Fahrerassistenzsysteme bereits vorhanden.However, the realization of these light functions requires the vehicle environment detecting sensors that detect, for example, objects such as vehicles or the road course, in which case camera systems are used in particular. In modern vehicles, such camera systems are generally already available for implementing different driver assistance systems.
Aus der
Der Nachteil dieses bekannten Verfahrens liegt in dem für die Auswertung der Lichtverteilungsmuster erforderlichen aufwendigen Algorithmus, der entweder zu einer langen Auswertedauer führt, oder einen hochwertigen Prozessor erfordert, um die Auswertedauer klein zu halten, wodurch aber die Gesamtkosten des Systems ansteigen.The disadvantage of this known method lies in the complex algorithm required for the evaluation of the light distribution pattern, which either leads to a long evaluation period or requires a high-quality processor in order to keep the evaluation time small, but as a result the total cost of the system increases.
Aufgabe der Erfindung ist es, das Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, das die genannten Nachteile vermeidet, mit dem insbesondere ein einfaches Kalibrierverfahren durchführbar und auch in vorteilhafter Weise zur Leuchtweitenregelung einsetzbar ist.The object of the invention is to further develop the method of the type mentioned above, which avoids the disadvantages mentioned, with which in particular a simple calibration can be carried out and also advantageously used for headlamp leveling.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1This object is achieved by a method having the features of patent claim 1
Dieses Verfahren zur Bestimmung der Leuchtrichtung der von einem adaptiven Frontbeleuchtungssystem angesteuerten linken und rechten Scheinwerfer eines Kraftfahrzeuges, bei dem mittels eines Kamerasystems Bilddaten der von den Scheinwerfern ausgeleuchteten Fahrbahn oder Objekte erzeugt und ausgewertet werden, zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass
- – die Scheinwerfer von dem Frontbeleuchtungssystem in eine vorgegebene Richtung zur Erzeugung eines bestimmten Lichtstrahls gesteuert werden,
- – die Hell-Dunkel-Grenze des von dem bestimmten Lichtstrahl auf der Fahrbahn oder einem Objekt erzeugten ausgeleuchteten Bereichs erfasst wird, und
- – aus der Lage der Hell-Dunkel-Grenze die aktuelle Leuchtrichtung des Lichtstrahles bestimmt wird.
- The headlamps are controlled by the front lighting system in a predetermined direction to produce a particular beam of light,
- The light-dark boundary of the illuminated area generated by the determined light beam on the roadway or an object is detected, and
- - From the position of the light-dark boundary, the current direction of the light beam is determined.
Erfindungsgemäß wird damit die vorgegebene Richtung der Scheinwerfer mit der detektierten Lage der Hell-Dunkel-Grenze in Beziehung gesetzt. Dieses Inbeziehungsetzten erfolgt dadurch, dass die Hell-Dunkel-Grenze der in der vorgegebenen Richtung eingestellten Scheinwerfer zur Erzeugung eines bestimmten Lichtstrahls bekannt ist und damit durch einen einfachen Vergleich die Ist-Richtung des von den Scheinwerfern erzeugt Lichtstrahls bestimmt werden kann.According to the invention, the predetermined direction of the headlights is thus related to the detected position of the cut-off line. This relationship is established by the fact that the bright-dark boundary of the set in the predetermined direction headlights for generating a specific light beam is known and thus the actual direction of the light beam generated by the headlamps can be determined by a simple comparison.
Die Erfassung der Hell-Dunkel-Grenze erfolgt mit einem Kanten-Detektor-Algorithmus, der also die Lichtkanten im mit dem Kamerasystem erfassten Bild detektiert. Solche Kanten-Algorithmen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Ein einfaches Verfahren besteht bspw. darin, nach einer Binarisierung der Bilddaten eine Grauwertanalyse mittels eines Schwellwertes zur Kantendetektion durchzuführen.The detection of the bright-dark boundary is carried out with an edge detector algorithm, which thus detects the edges of the light in the captured with the camera system image. Such edge algorithms are known in the art. A simple method is, for example, to perform a gray value analysis by means of a threshold value for edge detection after a binarization of the image data.
Damit ist das erfindungsgemäße Verfahren einfach und kostengünstig durchführbar, insbesondere zur Kalibrierung der Schweinwerfer. Damit entfallen die sonst für eine Kalibrierung üblichen mechanischen Hilfsmittel innerhalb eines Scheinwerfers als auch sonstige Messvorrichtungen. Vor einer Kalibrierung ist es auch möglich, das Verfahren zur Bestimmung der Leuchtrichtung mehrmals mit unterschiedlichen Einstellungen der vorgegebenen Richtungen der Scheinwerfer durchzuführen und zunächst die mit diesen unterschiedlich eingestellten Scheinwerfern erzeugten Hell-Dunkel-Grenzen und die zugehörigen Ist-Richtungen zu ermitteln.Thus, the method according to the invention is simple and inexpensive to carry out, in particular for calibrating the headlights. This eliminates the usual for a calibration mechanical aids within a headlight and other measuring devices. Before calibration, it is also possible to carry out the method for determining the direction of the light several times with different settings of the given directions of the headlights and to first determine the light-dark limits and the associated actual directions generated with these differently adjusted headlights.
Gleichzeitig kann dieses Verfahren auch zur kontinuierlichen Regelung der Leuchtweite der Scheinwerfer während des Betriebes des Kraftfahrzeugs verwendet werden. Insbesondere ist es zur Regelung eines Teilfernlichtes im Falle eines von dem Kamerasystem erkannten Objektes geeignet, um die Blendung eines Fahrers eines entgegenkommenden oder vorausfahrenden Fahrzeugs zu verhindern bzw. zumindest erheblich zu vermindern. Eine solche Regelung passt sich automatisch auch an die Neigung des Fahrzeugs an, also auch wenn es bspw. eine Rampe hochfährt, ohne dass hierzu ein Neigungssensor erforderlich wäre.At the same time, this method can also be used for continuous control of the headlight range of the headlights during operation of the motor vehicle. In particular, it is suitable for controlling a partial high-beam light in the case of an object recognized by the camera system in order to prevent or at least considerably reduce the glare of a driver of an oncoming or preceding vehicle. Such a scheme automatically adapts to the inclination of the vehicle, so even if it, for example, a ramp ramps up, without requiring a tilt sensor would be required.
Zur Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann ein nach dem Reflexionsprinzip arbeitender Scheinwerfer verwendet werden, der zur kontinuierlichen Steuerung der Leuchtweite zur Erzeugung eines dynamischen Abblend- und Fernlichtes bzw. des Teilfernlichts mit einer vertikalen Lichtverteilung eine schwenkbare Blende oder eine drehbare Walze aufweist, die von einer Steuereinheit des Frontbeleuchtungssystems angesteuert wird. Mit einer solchen Blende oder Walze können auch andere Lichtarten, wie Kurven- oder Abbiegelicht oder Nebellicht bzw. Schlechtwetterlicht erzeugt werden.To realize the method according to the invention, a working according to the principle of reflection headlamp can be used, which has a pivotable diaphragm or a rotatable roller for continuous control of the beam range for generating a dynamic low beam and high beam or the partial high beam with a vertical light distribution from a control unit the front lighting system is controlled. With such a diaphragm or roller and other types of light, such as curve or cornering light or fog light or bad weather light can be generated.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann die Lage der Hell-Dunkel-Grenze des ausgeleuchteten Bereichs auf der Fahrbahn oder in jeder beliebigen Ebene, also insbesondere auch in einer zur Fahrbahn senkrechten Ebene, bspw. einer senkrechten Wand, wie einer Mauer oder dgl. erfasst werden.According to an advantageous development of the invention, the position of the bright-dark boundary of the illuminated area on the roadway or in any plane, ie in particular in a plane perpendicular to the roadway, for example. A vertical wall, such as a wall or the like .. Detected become.
Ferner ist es gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung besonders vorteilhaft, wenn mittels der erfassten Hell-Dunkel-Grenze des auf der Fahrbahn oder einem Objekt ausgeleuchteten Bereichs die Ausleuchtcharakteristik, insbesondere Landstraßenlicht, Autobahnlicht, Nebellicht, Kurvenlicht, Abbiegelicht und dgl. bestimmt wird.Furthermore, according to an embodiment of the invention, it is particularly advantageous if the illumination characteristic, in particular country road light, motorway light, fog light, cornering light, cornering light and the like, is determined by means of the detected light-dark boundary of the area illuminated on the roadway or an object.
Vorteilhaft ist es, wenn durch den auf die Längsrichtung des Kraftfahrzeugs bezogenen Azimutwinkel und/oder den Elevationswinkel die vorgegebene Richtung der Scheinwerfer bestimmt ist, in die die Scheinwerfer von dem Frontbeleuchtungssystem gesteuert wird. Dies gilt in gleicher Weise für die Bestimmung der Leuchtrichtung des Lichtstrahls, die ebenso durch den auf die Längsrichtung des Kraftfahrzeugs bezogenen Azimutwinkel und/oder den Elevationswinkel bestimmt ist.It is advantageous if the predetermined direction of the headlights, into which the headlights are controlled by the front lighting system, is determined by the azimuth angle and / or the elevation angle related to the longitudinal direction of the motor vehicle. This applies in the same way for the determination of the direction of illumination of the light beam, which is also determined by the related to the longitudinal direction of the motor vehicle azimuth angle and / or the elevation angle.
Schließlich wird das erfindungsgemäße Verfahren mit Vorteil in einem Kraftfahrzeug mit einer Vorrichtung zur Bestimmung der Leuchtrichtung der von einem adaptiven Frontbeleuchtungssystem angesteuerten linken und rechten Scheinwerfer eingesetzt, umfassend
- – ein adaptives Frontbeleuchtungssystem zur Ansteuerung eines linken und rechten Scheinwerfers,
- – ein Kamerasystem, das zur Erfassung des Fahrzeugumfeldes, insbesondere des von den Scheinwerfern ausgeleuchteten Bereichs am oder im Kraftfahrzeug angeordnet ist, und
- – eine mit dem Kamerasystem und dem Frontbeleuchtungssystem verbundenen Auswerteeinrichtung.
- An adaptive front lighting system for controlling a left and right headlamp,
- A camera system which is arranged to detect the vehicle surroundings, in particular the area illuminated by the headlights, on or in the motor vehicle, and
- - An evaluation connected to the camera system and the front lighting system evaluation.
Diese erfindungsgemäße Auswerteeinrichtung, in der Regel ein Mikroprozessor, führt die Auswertung des von dem Kamerasystem erfassten Bildes des von dem Lichtstrahl vor dem Fahrzeug ausgeleuchteten Bereichs mittels eines geeigneten Kanten-Detektor-Algorithmus durch.This evaluation device according to the invention, usually a microprocessor, performs the evaluation of the detected by the camera system Image of the area illuminated by the light beam in front of the vehicle by means of a suitable edge detector algorithm.
Zur Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind nicht nur auf dem Reflexionssystem basierende Scheinwerfersysteme geeignet, sondern in gleicher Weise auch auf dem Projektionsprinzip beruhende Scheinwerfersysteme.For the realization of the method according to the invention not only based on the reflection system headlight systems are suitable, but in the same way based on the projection principle headlight systems.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- 2010-06-02 DE DE102010022502A patent/DE102010022502A1/en not_active Withdrawn
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