DE102012002333A1

DE102012002333A1 - Verfahren zur Steuerung einer Fahrlichtverteilung

Info

Publication number: DE102012002333A1
Application number: DE201210002333
Authority: DE
Inventors: Florian Herold; Volker Reinhold; Stefan Töpfer
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2012-02-07
Filing date: 2012-02-07
Publication date: 2013-08-08

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines eine optische Achse aufweisenden Strahlenbündels einer Fahrlichtverteilung eines Fahrzeugs, wobei ein Überschreiten einer Fahrspurbegrenzung von einem Sensorsystem im Fahrzeug erfasst wird. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein gegenüber dem Stand der Technik erweitertes Verfahren zur Steuerung einer Fahrlichtverteilung anzugeben. Beim Überschreiten der Fahrspurbegrenzung wird die optische Achse des Strahlenbündels als Warnfunktion auf die überschreitende Fahrspurbegrenzung gerichtet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Fahrlichtverteilung wobei beim Überschreiten der Fahrspurbegrenzung eine optische Achse der Fahrlichtverteilung als Warnfunktion auf die überschreitende Fahrspurbegrenzung gerichtet wird.
Aus der DE 10 2009 057 219 A1 ist bekannt, eine Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrlichts eines Fahrzeugs umfassend zumindest einen Scheinwerfer mit zumindest einer Lichtquelle, Mittel zum Schwenken einer erzeugten Lichtverteilung und zumindest ein optisches Element, mittels welchem ein Strahlengang der Lichtverteilung einstellbar ist, wobei das optische Element eine Lichtdurchtrittsöffnung umfasst und bei einer detektierten Gefahrensituation in eine optische Achse der Lichtquelle schwenkbar ist, wobei ein Strahlenbündel der Lichtverteilung derart begrenzt und/oder abgelenkt ist, dass in einem vorgebbaren Bereich vor dem Fahrzeug eine begrenzte Lichtfläche erzeugbar ist, welche eine Außenform der Lichtdurchtrittsöffnung aufweist.
Aus der DE 10 2008 020 007 A1 ist bekannt, ein Verfahren zum Unterstützen eines Fahrers beim Fahren mit einem Fahrzeug, mit einer Fahrspurerkennung, wobei eine Fahrbahnranderkennung mittels Sensoren, wie Infrarotsensoren, optischer Einrichtungen, wie einer Kamera oder bildgebender Abstandsmessung mit zum Beispiel Radar- oder Laserscannern, durchgeführt wird und eine Erkennung eines Fahrspurwechsels anhand der Auswertung der Sensorsignale nach Merkmalen, die die oberflächliche Beschaffenheit der Straße und des Straßenrandes repräsentieren, erfolgt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein gegenüber dem Stand der Technik erweitertes Verfahren zur Steuerung einer Fahrlichtverteilung anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Beim Überschreiten der Fahrspurbegrenzung wird die optische Achse des Strahlenbündels als Warnfunktion auf die überschreitende Fahrspurbegrenzung gerichtet.
Eine Fahrlichtverteilung weist zumindest ein Strahlenbündel auf, dessen Lichtstrahlen derart begrenzt und/oder abgelenkt sind, dass in einem vorgebbaren Bereich vor dem Fahrzeug eine begrenzte Lichtfläche ähnlich einem Lichtspot erzeugbar ist.
Eine Fahrlichtverteilung kann sich aus mehreren unterschiedlichen Strahlenbündeln zu einer Gesamtlichtverteilung zusammensetzen.
Die optische Achse ist eine virtuelle Verbindungslinie zwischen einem Leuchtmodul an einem Fahrzeug und der Fahrbahnmarkierung.
Unter einer Fahrspurbegrenzung ist insbesondere jede Art von Fahrspurmarkierung wie Seitenstreifen, Mittelstreifen oder Spurtrennstreifen zu verstehen.
Das Sensorsystem, dass ein Überschreiten einer Fahrspurbegrenzung erkennt, kann eine Kamera, eine Stereokamera, einen Radarsensor oder ein Videosystem beinhalten.
Mit dem Verfahren ist eine visuelle Warnung des Fahrers möglich, ohne dass der Fahrer den Blick von der Straße nehmen muss, weil ihm die Information beispielsweise alternativ auf einem Display im Fahrzeug angezeigt wird.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird das Strahlenbündel für die Warnfunktion von einem Leuchtmodul erzeugt, dass der überschreitenden Fahrspurbegrenzung am nächsten ist.
Hierbei kann es sich um ein Leuchtmodul handeln, wie es in einem Scheinwerfer zur Erzeugung eines Abblendlicht oder Fernlicht, oder in einem Tagfahrlicht oder in einem Nebellicht oder in einem Abbiegelicht oder in einem Zusatzlichtmodul eingesetzt wird.
Damit ist insbesondere eine schnelle Reaktionszeit aufgrund eines kleinen Schwenkwinkels des Leuchtmoduls gewährleistet. Das Schwenken kann durch ein Drehen oder Verschieben eines optischen Elements des Leuchtmoduls erfolgen. Das optische Element kann eine Lichtquelle, eine Linse, ein Reflektor, eine Walze, eine Blende oder jedes andere Objekt zur Erzeugung einer Fahrlichtverteilung sein. Das Schwenken kann auch bei mehreren Lichtquellen durch gezieltes An- und Ausschalten von Lichtquellen erfolgen, wenn beispielsweise die Lichtquelle als LED-Array realisiert ist.
Bevorzugt wird die Fahrlichtverteilung aus der Lichtverteilung zumindest eines Leuchtmoduls aufgebaut, wobei die Leuchtmodule nach ihrer Lage in Bezug auf eine Mittelachse des Fahrzeugs in Fahrtrichtung in linksseitige – und rechtsseitige Leuchtmodule unterteilt werden, wobei nach ihrer Lage in Bezug auf eine Mittelachse des Fahrzeugs in Fahrtrichtung eine Fahrspurbegrenzung in linksseitige – und rechtsseitige Fahrspurbegrenzung unterschieden wird, wobei die auf die Fahrspurbegrenzung gerichtete optische Achse beim Überschreiten einer linksseitigen Fahrspurbegrenzung von einem linksseitigen Leuchtmodul und beim Überschreiten einer rechtsseitigen Fahrspurbegrenzung von einem rechtsseitigen Leuchtmodul die Fahrspurbegrenzung überschreitenden Leuchtmodul gebildet wird.
Dies führt zu einer erhöhten Sicherheit für den Fahrer und andere Verkehrsteilnehmer, da die Richtung der Überschreitung der Fahrspurbegrenzung für den Fahrer und insbesondere andere Verkehrsteilnehmer sichtbar wird.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird eine Helligkeit der Fahrlichtverteilung anhand einer Pulsweitenmodulation eingestellt, wobei eine Pulsfrequenz derart eingestellt wird, dass für den Fahrer sichtbare Blinkeffekte entstehen.
Die Blinkeffekte erhöhen die Aufmerksamkeit des Fahrers und der anderen Verkehrsteilnehmer auf die Lichtverteilung mit der optischen Achse auf die Fahrspurbegrenzung.
Die verschiedenen Helligkeiten-Blinkeffekte können mit den vorgenannten Leuchtmodulen eingestellt werden.
Die Blinkeffekte erhöhen die Aufmerksamkeit des Fahrers und der anderen Verkehrsteilnehmer auf die Lichtverteilung mit der optischen Achse auf die Fahrspurbegrenzung und haben damit auch eine den Fahrer warnende Funktion, ohne dass dieser den Blick von der Straße nehmen muss.
Bevorzugt wird eine Helligkeit der Fahrlichtverteilung durch das Hinein- und Herausbewegen einer Blende in den Strahlengang oder durch das Steuern von An- und Auszeiten von Lichtquellen eingestellt, wobei das Hinein- und Herausbewegen oder das Steuern von An- und Auszeiten mit einer Frequenz erfolgt, derart, dass Blinkeffekte entstehen.
Mit der Blende ist beispielsweise eine flächige Blende gemeint, die in den Strahlengang geschoben oder gedreht werden kann oder auch eine Walze, wobei die Blinkeffekte durch ein Drehen der Walze erreicht werden. Ein Strahlengang ist vorzugsweise der Weg des Lichts von der Lichtquelle bis zur Ausstrahlung in die Fahrzeugumgebung.
Mit diesem Verfahren lassen sich mit mechanischen Mitteln kostengünstig Blinkeffekte realisieren.
Eine Leuchtweite der Fahrlichtverteilung wird in dem Verfahren vorteilhafter Weise derart eingestellt, dass ein weiterer Verkehrsteilnehmer die Blinkeffekte der Beleuchtungseinrichtung sehen kann, der andere Verkehrsteilnehmer aber nicht geblendet wird.
Bei den weiteren Verkehrsteilnehmern kann es sich um entgegenkommende –, vorausfahrende Fahrzeuge, Fußgänger oder Radfahrer handeln.
Das Vermeiden von Blendungen der anderen Verkehrsteilnehmer ist wichtig um diese nicht zu gefährden.
Die Fahrspurbegrenzung wird bevorzugt mit einer Kamera erkannt. Kameras sind heute in fast jedem Fahrzeug verbaut. Gleichwohl kann zum Erkennen der Fahrspurbegrenzung auch jede andere Sensorik zur Umfelderfassung eingesetzt werden.
Bevorzugt wird in dem Verfahren zur Steuerung eines eine optische Achse aufweisenden Strahlenbündels einer Fahrlichtverteilung die visuelle Warnfunktion in einem Fahrspurassistenten mit einer haptischen Warnfunktion oder einer akustischen Warnfunktion gekoppelt.
Heutige Fahrspurassistenten setzen andere technische Hilfsmittel ein um den Fahrer beim Halten der Fahrspur oder um den Fahrer bei einem Fahrspurwechsel zu unterstützen. Bekannt sind Systeme die ein Unterstützungsmoment auf das Lenkrad geben, oder die beim Überschreiten einer Fahrspurbegrenzung ein akustisches Signal absetzen.
Das Verfahren zur Steuerung eines eine optische Achse aufweisenden Strahlenbündels einer Fahrlichtverteilung eines Fahrzeugs kann als alternativer eigenständiger Fahrspurassistent oder in Ergänzung zu den bestehenden Fahrspurassistenten gesehen werden, insofern er eine neue, ein visuelle Art der Warnung an den Fahrer abgibt, in dem er dem Fahrer durch das Beleuchten der Fahrspurbegrenzung die Ursache, das Überschreiten der Fahrspurbegrenzung, für die Warnung direkt anzeigt.
Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die untergeordneten Ansprüche und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung einer Ausführungsform zu verweisen. Es sollen auch die vorteilhaften Ausgestaltungen einbezogen sein, die sich aus einer beliebigen Kombination der Unteransprüche ergeben. In den Zeichnungen sind Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Es zeigen jeweils in schematischer Darstellung,
Dabei zeigen:
1 Schematische Darstellung des Verfahrens zur Steuerung einer Fahrlichtverteilung
2 Schematische Darstellung einer Fahrlichtverteilung mit einer optischen Achse auf einen Mittelstreifen
3 Schematische Darstellung einer Fahrlichtverteilung mit einer optischen Achse auf einen Fahrbahnrand
4 Schematische Darstellung einer Fahrlichtverteilung mit einer optischen Achse auf einen Mittelstreifen und einer adaptiven Lichtfunktion
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In 1 ist das Verfahren zur Steuerung einer Fahrlichtverteilung schematisch dargestellt. Zum einen wird die Fahrspurbegrenzung als auch ein Überschreiten der Fahrspurbegrenzung durch das Fahrzeug von dem Sensorsystem 1 detektiert. Das Überschreiten der Fahrspurbegrenzung und die Lage der Fahrspurbegrenzung werden an die Steuerung 2 übermittelt. Die Steuerung 2 bestimmt ein Leuchtmodul 3, 3', dass eine optische Achse der Lichtverteilung auf die Fahrspurbegrenzung richtet. Des Weiteren bestimmt die Steuerung 2 die Parameter, die für die Ausrichtung und das Nachführen der optischen Achse der Lichtverteilung auf die Fahrspurbegrenzung durch das Leuchtmodul 3, 3' vom Leuchtmodul 3, 3' benötigt werden und übermittelt diese an das Leuchtmodul 3, 3'. Das Leuchtmodul 3, 3' erzeugt die Fahrlichtverteilung mit einer optischen Achse auf die Fahrspurbegrenzung.
In dem Ausführungsbeispiel ist das Sensorsystem 1 eine Kamera mit einem Bildauswerteverfahren mit der die Fahrzeugumgebung vor dem Fahrzeug erfasst und ausgewertet wird. Für das Verfahren zur Steuerung einer Fahrlichtverteilung wird das Kamerabild, derart ausgewertet, dass auf dem Kamerabild eine Fahrspurbegrenzung, deren Lage/Position sowie deren Verlauf in Bezug zum Fahrzeug erkannt/detektiert wird. Die Parameter, die Lage/Position und Verlauf der Fahrspurbegrenzung definieren, werden an die Steuerung 2, hier das Lichtsteuergerät einer Fahrlichtverteilung übergeben. Von der Steuerung 2 werden die Parameter berechnet und an das Leuchtmodul 3, 3' übergeben, die zum Einstellen der Fahrlichtverteilung und zum Ausrichten des Strahlenbündels, wie z. B. eine Blendenposition, eine Walzenposition oder ein Schwenkwinkel des Leuchtmoduls 3, 3' benötigt werden. Das Leuchtmodul 3, 3' stellt die Fahrlichtverteilung, anhand der Parameter wie Blendenposition oder Walzenposition oder Schwenkwinkel oder dem AN oder AUS von Lichtquellen, beispielsweise bei einer Realisierung als LED-Array, ein.
Das begrenzte Strahlenbündel einer Fahrlichtverteilung als Warnfunktion wird insbesondere mit einer Blende oder einer Walze im Strahlengang erzeugt. Die Walze beziehungsweise die Blende verfügt hierzu über eine Lichtdurchtrittsstruktur, die ein begrenztes Lichtbündel derart erzeugt, dass eine begrenzte Lichtfläche vor dem Fahrzeug ähnlich einem Spot erzeugbar ist.
Alternativ wird das begrenzte Strahlenbündel einer Fahrlichtverteilung als Warnfunktion mit einem LED-Array realisiert. Das LED-Array verfügt hierzu über mehrere Lichtquellen, die LEDs, die derart geschaltet werden, dass eine begrenzte Lichtfläche ähnlich einem Spot vor dem Fahrzeug erzeugbar ist.
In 2 ist eine Fahrlichtverteilung 4 mit einem eine optische Achse aufweisenden Strahlenbündel 5 auf einen Mittelstreifen 6 schematisch dargestellt. Ein Fahrzeug 7 wechselt von der rechten Fahrspur 11' auf die linke Fahrspur 11 und überschreitet somit zunächst mit dem linken Leuchtmodul 3 den Mittelstreifen. Dabei wird das eine optische Achse aufweisende Strahlenbündel 5 der Fahrlichtverteilung 4 von dem linken Leuchtmodul 3, dem der überschreitenden Fahrspurbegrenzung am nächsten liegenden Leuchtmodul, auf den Mittelstreifen 6 gerichtet.
Mit demselben Effekt kann alternativ ein eine optische Achse aufweisendes Strahlenbündel 5' der Fahrlichtverteilung 4 von dem rechten Leuchtmodul 3' auf den Mittelstreifen 6 gerichtet werden.
Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel wird unterstellt, dass sich das Fahrzeug im Rechtsverkehr befindet. Ein Fahrspurwechsel über den Mittelstreifen 6 im Linksverkehr würde von der linken Fahrspur 11 auf die rechte Fahrspur 11' erfolgen.
In 3 ist eine Fahrlichtverteilung 4 mit einem eine optische Achse aufweisenden Strahlenbündel 5' auf einen rechten Fahrbahnrand 10' schematisch dargestellt. Ein Fahrzeug 7 überschreitet, beispielsweise aufgrund einer Unaufmerksamkeit des Fahrers den rechten Fahrbahnrand 10'. Das Fahrzeug 7 überschreitet somit zunächst mit dem rechten Leuchtmodul 3' den rechten Fahrbahnrand 10'. Dabei wird das eine optische Achse aufweisende Strahlenbündel 5' der Fahrlichtlichtverteilung 4 von dem rechten Leuchtmodul 3' auf den rechten Fahrbahnrand 10' gerichtet.
Mit demselben Effekt kann alternativ ein eine optische Achse aufweisendes Strahlenbündel 5 der Fahrlichtverteilung 4 von dem Leuchtmodul 3 auf den rechten Fahrbahnrand 10' gerichtet werden.
In 4 ist eine Fahrlichtverteilung 4 mit einem eine optische Achse aufweisenden Strahlenbündel 5 auf einen Mittelstreifen 6 schematisch dargestellt. Ein Fahrzeug 7 überschreitet, beispielsweise aufgrund einer Unaufmerksamkeit des Fahrers den Mittelstreifen von der rechten Fahrspur 11' auf die linke Fahrspur 11. Das Fahrzeug 7 überschreitet somit zunächst mit dem linken Leuchtmodul 3 den Mittelstreifen. Dabei wird ein eine optische Achse aufweisendes Strahlenbündel 5 der Fahrlichtverteilung 4 von dem linken Leuchtmodul 3 auf den Mittelstreifen 6 gerichtet. Insofern es sich bei der Fahrlichtverteilung 4 um eine adaptive Lichtverteilung handelt und eine Umgebungserfassung – nicht in 4 dargestellt – ein entgegenkommendes Fahrzeug 12 erkennt, wird die Lichtverteilung hinsichtlich Leuchtweite und vertikaler einzustellender Hell-Dunkel-Grenzen derart nachgeführt, dass das entgegenkommende Fahrzeug 12 nicht geblendet wird.
Alternativ wird ein eine optische Achse aufweisendes Strahlenbündel 5' der Fahrlichtverteilung 4 von dem Leuchtmodul 3' auf den Mittelstreifen 6 gerichtet. Auch in 4 ist, wie in 2 Rechtsverkehr unterstellt. Das Ausführungsbeispiel gilt so prinzipiell auch im Linksverkehr.
Zum Erhöhen der Aufmerksamkeit beim Überschreiten einer Fahrspurbegrenzung wie einem Mittelstreifen 6 oder einem Fahrbahnrand 10, 10' kann bei der Fahrlichtverteilung 4 der vorangehenden Beispiele ein Helligkeit der Lichtverteilung derart eingestellt werden, dass für den Fahrer oder einen Entgegenkommer ein Blinken visuell wahrnehmbar ist.
Beim Überschreiten einer Fahrspurbegrenzung 6, 10, 10' wie in den 2, 3 und 4 dargestellt kann die visuelle Warnung des auf die Fahrspurbegrenzung leuchten an den Fahrer mit einem akustischen Signal wie einem Piep-Ton im Innenraum des Fahrzeug 7 oder einem Vibrieren des Lenkrads – haptisches Signal – gekoppelt sein, um die Aufmerksamkeit des Fahrers auf die Situation Überschreiten einer Fahrspurbegrenzung zu erhöhen.
Bezugszeichenliste

1: Sensorsystem
2: Steuerung
3, 3': Leuchtmodul
4: Fahrlichtverteilung
5: Ein eine optische Achse aufweisendes Strahlenbündel
6: Mittelstreifen
7: Fahrzeug
8: Fahrtrichtung von Fahrzeug 7
9: Mittelachse von Fahrzeug 7
10, 10': Fahrbahnrand
11, 11': Fahrspur
12: Fahrzeug-Entgegenkommer
13: Fahrtrichtung von Fahrzeug 12

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102009057219 A1 [0002]
DE 102008020007 A1 [0003]

Claims

Verfahren zur Steuerung eines eine optische Achse aufweisenden Strahlenbündels einer Fahrlichtverteilung eines Fahrzeugs, wobei ein Überschreiten einer Fahrspurbegrenzung von einem Sensorsystem im Fahrzeug erfasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass beim Überschreiten der Fahrspurbegrenzung die optische Achse des Strahlenbündels als Warnfunktion auf die überschreitende Fahrspurbegrenzung gerichtet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Strahlenbündel für die Warnfunktion von zumindest einem Leuchtmodul erzeugt wird, das der überschreitenden Fahrspurbegrenzung am nächsten ist.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass – die Fahrlichtverteilung aus der Lichtverteilung zumindest eines Leuchtmoduls aufgebaut wird, – wobei die Leuchtmodule nach ihrer Lage in Bezug auf eine Mittelachse des Fahrzeugs in Fahrtrichtung in linksseitige – und rechtsseitige Leuchtmodule unterteilt werden, – wobei nach ihrer Lage in Bezug auf eine Mittelachse des Fahrzeugs in Fahrtrichtung eine Fahrspurbegrenzung in linksseitige – und rechtsseitige Fahrspurbegrenzung unterschieden wird, – wobei die auf die Fahrspurbegrenzung gerichtete optische Achse beim Überschreiten einer linksseitigen Fahrspurbegrenzung von einem linksseitigen Leuchtmodul und beim Überschreiten einer rechtsseitigen Fahrspurbegrenzung von einem rechtsseitigen Leuchtmodul die Fahrspurbegrenzung überschreitenden Leuchtmodul gebildet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Helligkeit der Fahrlichtverteilung anhand einer Pulsweitenmodulation eingestellt wird, wobei eine Pulsfrequenz derart eingestellt wird, dass für den Fahrer sichtbare Blinkeffekte entstehen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Helligkeit der Fahrlichtverteilung durch das Hinein- und das Hinausbewegen einer Blende in den Strahlengang eingestellt wird, wobei das Hinein- und Herausbewegen mit einer Frequenz erfolgt, derart, dass Blinkeffekte entstehen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Leuchtweite der Fahrlichtverteilung derart eingestellt wird, dass ein weiterer Verkehrsteilnehmer die Blinkeffekte der Beleuchtungseinrichtung sehen kann ohne, dass der weitere Verkehrsteilnehmer geblendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrspurbegrenzung mit einer Kamera erkannt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Verfahren um eine visuelle Warnfunktion handelt, die in einem Fahrspurassistenten mit einer haptischen Warnfunktion oder einer akustischen Warnfunktion gekoppelt wird.