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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Projizieren eines Laserlichtbilds in eine Umgebung um ein Fahrzeug.
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Im Stand der Technik ist es bekannt, bei Frontscheinwerfern eines Fahrzeugs eine Umgebung des Fahrzeugs mittels aus einem Scheinwerfer austretenden Lichtstrahlen anzuleuchten. Dieses Grundprinzip gilt unabhängig von der in dem Frontscheinwerfer verwendeten Leuchtmitteltechnologie, wie zum Beispiel eine Halogenlampe, eine Xenon-Lampe oder LEDs.
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Das beim Fahren mit dem Fahrzeug verwendete Abblendlicht stellt einen Kompromiss dar, mit dem verschiedenen Aspekten Rechnung getragen wird. Es in der Höhe begrenzt, um ein Blenden des Gegenverkehrs zu vermeiden. Dieses Begrenzen der Höhe des Abblendlichts führt jedoch gleichzeitig zu einem starken Begrenzen des Ausleuchtens einer Fahrzeugumgebung.
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Viele Autofahrer nutzen das ebenfalls in Fahrzeugen zur Verfügung stehende Fernlicht jedoch nicht, da sie befürchten, insbesondere bei Gegenverkehr nicht rechtzeitig reagieren zu können und andere Verkehrsteilnehmer zu blenden.
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Vor diesem Hintergrund wurde das adaptive Fernlicht entwickelt, bei dem mit Hilfe einer Kamera entgegenkommende oder vorausfahrende beleuchtete Fahrzeuge erfasst werden und die Reichweite der Scheinwerfer derart automatisch an die Entfernung des eigenen Fahrzeugs zu diesen Fahrzeugen angepasst wird, dass ein Scheinwerferkegel vor diesen Fahrzeugen endet.
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Noch einen Schritt weiter geht das adaptive Teilfernlicht-System. Hierbei bleibt das Fernlicht immer eingeschaltet. Erkennt das System mit Hilfe einer Kamera Gegenverkehr oder vorausfahrenden Verkehr, passt es die Lichtverteilung automatisch entsprechend an. In diesen Verkehrssituationen wird nicht mehr die Leuchtweite der Scheinwerfer geändert, sondern das entgegenkommende bzw. vorausfahrende Fahrzeug wird mit Hilfe eines Abschatters im Scheinwerfer ausgeblendet. Der Bereich rechts und links neben dem Fahrzeug wird weiterhin ausgeleuchtet und die Sichtweite nicht verringert.
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Eine weitere Verfeinerung der Lichtverteilung lässt sich mittels entsprechender Assistenz-Systeme erreichen. Erkennt zum Beispiel eine Infrarot-Kamera eines Nachtsicht-Assistenten in der Ferne Wild oder Personen auf der Fahrbahn, können diese über den Fernlichtbereich hinaus kurz angestrahlt werden (Markierungslicht). Auf diese Weise wird der Fahrer auf eine potenzielle Gefahr hingewiesen, ohne den Blick vom Fahrgeschehen abwenden zu müssen.
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Eine zusätzliche Verbesserung der Erkennbarkeit von Gefahrensituationen wird erreicht, wenn zum Beispiel bei einer Nebelsituation mittels einer Radarvorrichtung Hindernisse auf der Fahrbahn festgestellt und entweder auf einer Anzeigevorrichtung im Bereich des Armaturenbretts dargestellt oder mit Hilfe eines Headup-Displays in die Windschutzscheibe des Fahrzeugs eingespiegelt werden.
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Bei allen Frontscheinwerfersystemen für Fahrzeuge nach dem Stand der Technik sind unabhängig davon, welche Verfeinerungen und Verbesserungen sie in Bezug auf die Lichtverteilung aufweisen, aufgrund der diffusen Lichtstrahlkegel aus den Scheinwerfern die Kontraste und das Scharfsehen im Sichtfeld nicht optimal.
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Beim adaptiven Abblendlicht besteht zudem die Möglichkeit, dass der Abblendvorgang je nach Verkehrssituation eine zu lange Zeitdauer beansprucht, der Abblendvorgang nicht genau genug erfolgt oder sich das Abblenden nicht weit genug neigt, so dass es zu Blendungskonflikten kommen kann.
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Bei Nebelsituationen werden durch die Scheinwerferkegel herkömmlicher Frontscheinwerfer von Fahrzeugen Hindernisse schlecht kontrastiert und ist deren Wahrnehmung erschwert. Ein Darstellen von Hindernissen auf einer Anzeigevorrichtung zum Beispiel im Bereich des Armaturenbretts erfordert einen wiederholten Blickwechsel vom Verkehrsgeschehen zu der Anzeigevorrichtung und zurück, was zu einem Ablenken von Verkehrsgeschehen führen kann. Das Einspiegeln von Abbildungen in die Windschutzscheibe kann beim beidäugigen Sehen beim Fahrer Doppelbilder erzeugen und stellt hohe Ansprüche an das optische System und die Augenpositionshaltung.
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Weiterhin weisen die zuvor beschriebenen Frontscheinwerfersysteme oftmals eine große Anzahl an Einzelkomponenten und Systemen auf und es müssen oftmals eine Mehrzahl an elektromechanischen Komponenten angetrieben und gesteuert werden. So wird zum Beispiel bei dem adaptiven Fernlicht mit Hilfe eines Schrittmotors eine Walze eines VarioX®-Moduls innerhalb weniger Millisekunden in eine erforderliche Position gedreht. Bei LED-Frontscheinwerfern müssen die oftmals mehr als einhundert in einem Frontscheinwerfer vorhandenen LEDs einzeln adressier- und dimmbar sein, um eine erwünschte Lichtverteilung zu erzielen.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine System zu schaffen, die eine Umgebung um ein Fahrzeug für einen Fahrer gut erkennbar ausleuchten und gleichzeitig eine zusätzliche Information über die Umgebung um das Fahrzeug zur Verfügung stellen.
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Die Aufgabe wird mit den in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Maßnahmen gelöst.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Gemäß einem ersten Aspekt weist ein Verfahren zum Projizieren eines Laserlichtbilds in eine Umgebung um ein Fahrzeug ein Erfassen eines Bilds in einer vorbestimmten Umgebung um das Fahrzeug, ein Auswerten eines erfassten Bilds, ein Manipulieren eines Inhalts des erfassten Bilds und ein Projizieren eines manipulierten Inhalts des erfassten Bilds mittels Laserlichtstrahlen an eine in der vorbestimmten Umgebung um das Fahrzeug vorhandene Stelle auf, die eine vorbestimmte Beziehung zu einer Stelle des Erfassens des Bilds in der vorbestimmten Umgebung um das Fahrzeug aufweist.
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Gemäß einer Ausgestaltung werden Bilder in der vorbestimmten Umgebung um das Fahrzeug in einer vorbestimmten Frequenz erfasst und wird das Auswerten, Manipulieren und Projizieren für die erfassten Bilder durchgeführt.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung werden bei dem Auswerten und Manipulieren Daten von fahrzeuginternen und fahrzeugexternen Sensoren verwendet.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung wird das Projizieren durch horizontales und vertikales Ablenken der Laserlichtstrahlen zum bildelementweisen und zeilenweisen Abstrahlen der Laserlichtstrahlen in die vorbestimmte Umgebung um das Fahrzeug durchgeführt.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung werden eine Helligkeit und eine Farbe von zu projizierenden Bildelementen durch Modulieren der Laserlichtstrahlen festgelegt.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung werden an Stellen in der vorbestimmten Umgebung um das Fahrzeug, an die kein manipulierter Inhalt des erfassten Bilds projiziert wird, Laserlichtstrahlen zum Ausleuchten der vorbestimmten Umgebung um das Fahrzeug ausgestrahlt.
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Gemäß einem zweiten Aspekt weist eine Vorrichtung zum Projizieren eines Laserlichtbilds in eine Umgebung um ein Fahrzeug eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Bilds in einer vorbestimmten Umgebung um das Fahrzeug, eine Verarbeitungseinrichtung zum Auswerten eines erfassten Bilds und zum Manipulieren eines Inhalts des erfassten Bilds und eine Projektionseinrichtung zum Projizieren eines manipulierten Inhalts des erfassten Bilds mittels Laserlichtstrahlen an eine in der vorbestimmten Umgebung um das Fahrzeug vorhandene Stelle auf, die eine vorbestimmte Beziehung zu einer Stelle des Erfassens des Bilds in der vorbestimmten Umgebung um das Fahrzeug aufweist.
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Gemäß einer Ausgestaltung erfasst die Erfassungseinrichtung Bilder in der vorbestimmten Umgebung um das Fahrzeug in einer vorbestimmten Frequenz und werden Verarbeitungen der Verarbeitungseinrichtung und der Projektionseinrichtung für die erfassten Bilder durchgeführt.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung verwendet die Verarbeitungseinrichtung Daten von fahrzeuginternen und fahrzeugexternen Sensoren.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung führt die Projektionseinrichtung das Projizieren durch horizontales und vertikales Ablenken der Laserlichtstrahlen zum bildelementweisen und zeilenweisen Abstrahlen der Laserlichtstrahlen in die vorbestimmte Umgebung um das Fahrzeug durch.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung legt eine Modulationseinrichtung eine Helligkeit und eine Farbe von zu projizierenden Bildelementen durch Modulieren der Laserlichtstrahlen fest.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung strahlt die Projektionseinrichtung an Stellen in der vorbestimmten Umgebung um das Fahrzeug, an die kein manipulierter Inhalt des erfassten Bilds projiziert wird, Laserlichtstrahlen zum Ausleuchten der vorbestimmten Umgebung um das Fahrzeug aus.
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Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert.
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Es zeigt:
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1 eine schematische Darstellung eine Vorrichtung zum Projizieren eines Laserlichtbilds in eine Umgebung um ein Fahrzeug gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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2a eine schematische Darstellung einer Umgebung mit einer Landstraße und einem Fußgänger bei einer nächtlichen Nebelsituation mit normalem Abblendlicht gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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2b eine schematische Darstellung der Umgebung mit der Landstraße und dem Fußgänger bei der nächtlichen Nebelsituation mit projiziertem Laserlichtbild gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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2c eine schematische Darstellung einer Umgebung mit der Landstraße und dem Fußgänger bei der nächtlichen Nebelsituation mit projiziertem Laserlichtbild und einem zusätzlich projiziertem Navigationshinweis gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
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3 eine schematische Darstellung einer Umgebung mit einer Landstraße bei Nacht mit projizierten, piktogrammartig dargestellten Tieren gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eine Vorrichtung zum Projizieren eines Laserlichtbilds in eine Umgebung um ein Fahrzeug gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 ein Laserlichtbild-Projektionssystem, bezeichnet das Bezugszeichen 2 eine Kameravorrichtung, bezeichnet das Bezugszeichen 3 eine Laservorrichtung und bezeichnet das Bezugszeichen 4 ein Fahrzeug.
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Die als Erfassungseinrichtung dienende Kameravorrichtung 2 macht gemäß dem vorliegenden Beispiel innerhalb des mit ”Kamera-Aufnahme-Bereich” bezeichneten Bereichs Aufnahmen von einer vor bestimmten Fahrzeugumgebung. Die durch eine nicht dargestellte Verarbeitungseinrichtung optimierten Bilder werden mit Hilfe einer nicht gezeigten Projektionseinrichtung in die vorgegebene Fahrzeugumgebung projiziert, im dargestellten Beispiel mittels einer Laser-Lichtbild-Projektion mit zeilenweisem Aufbau.
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Das Laser-Lichtbild-Projektions-System 1 ist derart in dem Fahrzeug angebracht, dass sich sowohl die Kameravorrichtung 2 als auch die Laservorrichtung 3 ungefähr in Augenhöhe eines Fahrers befindet. Hierdurch werden Bilder aufgenommen und optimierte Bilder projiziert, die so genau wie möglich dem Blickwinkel des Fahrers auf die Fahrzeugumgebung entsprechen, wodurch aus Sicht des Fahrers eine korrekt wiedergegebene Fahrzeug- bzw. Verkehrsumgebung gegeben ist.
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Damit sich aus Sicht des Fahrers durch projizierte Bildfolgen eine „filmartige”, d. h. natürlich wirkende kontinuierliche Ausleuchtung der vorgegebenen Fahrzeugumgebung ergibt, ist es erforderlich, dass die projizierten optimierten Bilder mit einer erforderlichen Bildwiederholungsfrequenz projiziert werden. Hierbei bildet eine Bildwiederholungsfrequenz von etwa 50 Bilder/Sekunde die Untergrenze (bei einem stehenden Fahrzeug). Vorzugsweise wird die Bildwiederholungsfrequenz entsprechend der gefahrenen Geschwindigkeit und damit der pro Sekunde zurückgelegten Entfernung in geeigneter Weise derart angepasst, dass die Bildfolgen zum Beispiel mit einer Bildwiederholungsfrequenz von 50, 75, 100, 150, 200, 300, 500, 1000, 1500, 3000, 5000 oder mehr Bilder/Sekunde oder einem beliebigen Zwischenwert davon projiziert werden können.
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Vorzugsweise können 1000 Bilder/Sekunde und mehr aufgenommen, verarbeitet und projiziert werden. Besonders bevorzugt können Bilder im Mikrosekundenbereich (d. h. zwischen 103 bis 106 Bilder/Sekunden) aufgenommen, verarbeitet/optimiert und projiziert werden.
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Hierzu ist es erforderlich, das System derart auslegen, dass die erforderlichen Leistungskriterien erfüllt werden. Die Kameravorrichtung ist in der Lage, die Bilder in der vorgegebenen Frequenz aufzunehmen, die Verarbeitungseinrichtung wertet die aufgenommenen Bilder in der erforderlichen Geschwindigkeit (Echtzeit) aus und optimiert diese und die Projektionseinrichtung projiziert die optimierten Bilder in der erforderlichen Frequenz.
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Mehr als eine Kameravorrichtung und mehr als eine Verarbeitungseinrichtung können vorhanden sein und die mehrfach vorhandenen Einrichtungen können parallel zueinander jeweils bestimmte Teilaufgaben übernehmen. Eine erste Kameravorrichtung kann Bilder von einen ersten Ausschnitt der vorgegebenen Fahrzeugumgebung aufnehmen und eine erste Verarbeitungseinrichtung kann lediglich die Bilder der ersten Kameravorrichtung auswerten/optimieren. Bilder des weiteren Ausschnitts oder der weiteren Ausschnitte der vorgegebenen Fahrzeugumgebung werden in einem derartigen Fall durch eine oder mehrere weitere Kameravorrichtungen aufgenommen und durch eine oder mehrere weitere Verarbeitungseinrichtungen ausgewertet/optimiert. Ebenso können mehrere Laservorrichtungen vorhanden sein.
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Die Kameravorrichtung kann die Funktion einer normalen Kamera, einer Nachtsicht-Kamera und/oder einer Nebelsichtkamera aufweisen. Durch eine derartige Multifunktionskamera können bei allen Lichtverhältnissen (Tag/Dämmerung/Nacht) und bei praktisch allen Wetterlagen qualitativ ausreichend gute Aufnahmen der vorgegebenen Fahrzeugumgebung aufgenommen werden. Durch die Verwendung einer (zusätzlichen) Infrarot-Kameravorrichtung können zum Beispiel Menschen und Tiere aufgrund ihrer Wärmeabstrahlung frühzeitig erkannt und auf projizierten Bildern besonders hervorgehoben dargestellt werden.
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Die Verarbeitungseinrichtung ist derart eingerichtet, dass sie zusätzlich zu von der Kameravorrichtung aufgenommenen Bildern auch Daten von einer Radarvorrichtung und/oder weiteren internen oder externen Vorrichtungen verarbeiten kann. Mittels einer Radarvorrichtung (z. B. Distronic®) können zum Beispiel bei einer Nebelsituation ansonsten für einen Fahrer nicht sichtbare Hindernisse auf oder am Rande der Fahrbahn erkannt werden. Ein Beispiel für eine interne Vorrichtung ist ein Navigationssystem, ein Beispiel für eine externe Vorrichtung ist ein Verkehrsinformationssystem. Die Daten dieser zusätzlichen Vorrichtungen werden von der Verarbeitungseinrichtung bei dem Auswerten/Optimieren der von der Kameravorrichtung aufgenommenen Bilder berücksichtigt bzw. in den Verarbeitungsvorgang mit einbezogen.
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Die Verarbeitungseinrichtung führt ein Optimieren der gesamten aufgenommenen Bilder im Hinblick auf Kontrast, Farbe und Leuchtdichte durch und die derart optimierten Bilder werden in die Fahrzeugumgebung projiziert.
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Das Optimieren der Bilder wird derart durchgeführt, dass einzelne Bildelemente in einem projizierten Bild im Vergleich zu einem aufgenommenen Bild mit einer höheren oder niedrigeren Leuchtdichte und/oder einem höheren oder niedrigeren Kontrast dargestellt werden, einzelne Bildelemente in einem projizierten Bild im Vergleich zu dem aufgenommenen Bild in einer abweichenden Farbe dargestellt werden, zumindest ein Bildelement eines aufgenommenen Bilds in einem projizierten Bild piktogrammartig dargestellt wird, und/oder in ein projiziertes Bild zumindest ein zusätzliches Bildelement eingefügt wird, das in dem aufgenommenen Bild nicht enthalten ist.
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Bei dem Verarbeitungsvorgang werden durch die Verarbeitungseinrichtung zum Beispiel Leuchtdichten in identifizierten blendungssensiblen Bereichen (zum Beispiel Fahrzeuge, Fußgänger, Fensterscheiben, Verkehrszeichen) verringert und Gefahrensituationen (zum Beispiel Hindernisse, Fußgänger, spielende Kinder, Tiere) durch besonderes Hervorheben für den Fahrer kenntlich gemacht. Ein derartiges Hervorheben kann zum Beispiel in Form eines farb-, kontrast- und/oder leuchtdichteverstärkenden Verarbeitens erfolgen.
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Umgekehrt kann ein Bildelement, das in einem aufgenommenen Bild einen zu hohen Kontrast und/oder eine zu hohe Leuchtdichte aufweist, derart optimiert werden, dass dessen Kontrast und/oder Leuchtdichte entsprechend korrigiert wird. Beliebige Kombinationen sind ebenso möglich, zum Beispiel dass die Leuchtdichte eines Bildelements verringert wird und dessen Kontrast und Farbe verstärkt werden.
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Die Verarbeitungseinrichtung kann die aufgenommenen Bilder derart ändern, dass einzelne Bildelemente in einem projizierten Bild im Vergleich zu den aufgenommenen Bildern in einer abweichenden Farbe dargestellt werden. So kann zum Beispiel am Straßenrand erkanntes Wild in den projizierten Bildern in roter Warnfarbe wiedergegeben werden, die natürliche Farbe des Wildes also in eine rote Farbe umgewandelt und derart projiziert werden.
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Weiter kann zumindest ein Bildelement eines aufgenommenen Bilds in einem projizierten Bild piktogrammartig dargestellt sein. Dies kann insbesondere hilfreich sein, um die für das benötigte Verarbeiten eines aufgenommenen Bildes benötigte Zeitdauer zu minimieren. Wenn zum Beispiel durch die Verarbeitungseinrichtung in einem aufgenommenen Bild ein Fußgänger oder ein anderes Fahrzeug auf der Fahrbahn festgestellt wird, kann an die Stelle des projizierten Bilds, an der sich der Fußgänger oder das Fahrzeug befindet, das Piktogramm eines Fußgängers oder eines Fahrzeugs projiziert werden. Hierdurch kann Rechenzeit eingespart werden, die ansonsten für ein realitätsnahes farb-, kontrast- und/oder leuchtdichteverstärkendes Optimieren dieser Elemente durch die Verarbeitungseinrichtung benötigt würde.
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Auch kann in vorteilhafter Weise in ein projiziertes Bild durch die Verarbeitungseinrichtung zumindest ein zusätzliches Bildelement eingefügt werden, das in dem aufgenommenen Bild nicht enthalten ist. Derartige Bildelemente, die zum Beispiel auf Daten von internen und/oder externen Vorrichtungen (zum Beispiel Assistenz-, Navigations-, und Informationssystemen) beruhen (zum Beispiel Abbiegepfeil aufgrund einer Navigationsvorrichtung, das Einblenden einer Geschwindigkeitsbegrenzung oder ein Markierungspfeil zu einer vom Fahrer beachtenden Gefahrenstelle) werden für den Fahrer gut erkennbar in die Fahrzeugumgebung projiziert, so dass der Fahrer seine Aufmerksamkeit auf die Fahrzeug- bzw. Verkehrsumgebung konzentrieren kann und ein Ablenken durch zum Beispiel einen Blickwechsel auf eine Anzeige im Inneren des Fahrzeugs vermieden wird.
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Die Laservorrichtung ist in vorteilhafter Weise zum zeilenweisen und pixelweisen Abstrahlen von Laserlichtstrahlen in die vorgebbare Fahrzeugumgebung eingerichtet, weist einen diodengepumpten Festkörperlaser zum Generieren von Laserlicht mit den Farben Rot, Grün und Blau auf, und/oder verfügt über einen Projektionskopf mit einem zweiachsigen Spiegelscanner zum vertikalen und horizontalen Ablenken des Laserstrahls.
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Als Laservorrichtung kann vorteilhaft eine Laservorrichtung auf Grundlage der Laser-Display-Technologie (LDT) verwendet werden. Bei der LDT wird das Bild zeilenweise auf eine Projektionsfläche geschrieben. Das Ablenken erfolgt durch einen speziellen Scanner mit einem Facettenspiegel (Zeilenaufbau) und einen Kippspiegel (Zeilenvorschub). Der Laserstrahl wird zuvor moduliert, wodurch die Helligkeit und Farbe eines jeden Bildpunkts definiert werden. Vorteile der LDT sind, dass nahezu beliebig geformte Projektionsflächen verwendet werden können, kein Fokussieren erforderlich ist (Objektive dienen allein der Strahlaufweitung, nicht der Abbildung), ein sehr hoher Kontrast erzielbar ist und ein großer Gamut durch das Mischen reiner Grundfarben (RGB), also monochromatischen Lichts gegeben ist.
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Mittels der LDT ist es zum Beispiel möglich, bei einer Nebelsituation virtuelle Bilder der erzeugten Fahrzeugumgebung in die „Nebelwand” zu projizieren, so dass für einen Fahrer der Eindruck einer „freien Sicht” entsteht. Wassertröpfchen in einem Nebel eignen sich aufgrund ihrer kugelförmigen Gestalt besonders gut als „Projektionsfläche”.
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Bei der LDT haben die Unebenheiten der Projektionsfläche, sei es die Fahrzeugumgebung und/oder die „Nebelwand” oder der Abstand zwischen Projektionsöffnung und Projektionsfläche, praktisch keinen Einfluss auf eine Schärfentiefe von Abbildungen und verursachen keine Verzerrungen. Mit den erzielbaren Leuchtdichten können auch bei Tageslicht gut erkennbare Lichtbilder dargestellt werden.
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Die eigentliche Laserquelle und die Austrittsöffnung des Laserlichts können voneinander getrennt sein. Zum Beispiel kann die Laserquelle an einer vorgebbaren Stelle in einem Fahrzeug angeordnet sein und können die erzeugten Laserstrahlen mit Hilfe einer Glasfaser zu der Austrittsöffnung geführt werden.
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Um ein möglichst optimales Darstellen der projizierten Bilder für den Fahrer zu erzielen, wird in dem Fahrzeug die Austrittsöffnung für das Laserlicht ungefähr in Augenhöhe des Fahrers angeordnet. Zum Beispiel kann die Austrittsöffnung für das Laserlicht in einem Behältnis im Bereich des Rückspiegels angeordnet sein. In diesem Behältnis kann auch die Kameravorrichtung vorgesehen sein.
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Statt der LDT kann jede andere geeignete Laservorrichtung verwendet werden, wie zum Beispiel eine Laservorrichtung auf Grundlage des Grating Light Valve Systems (der Fa. Silicon Light Machines) oder des Digital Micromirror Device Systems (der Fa. Texas Instruments).
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Das verwendete Laserlicht weist eine möglichst tageslichtähnliche Farbe auf. Dies kommt den Sehgewohnheiten des Menschen entgegen. Künstliches Licht strengt das menschliche Auge umso weniger an, je näher seine Farbe dem des Tageslichts (6.500 K) entspricht. Die Leuchtdichte des Laserlichts wird zwischen 4.000 und 100.000 Lux gewählt, was der Leuchtdichte der natürlichen Umgebung entspricht. Auf diese Weise wird eine Schädigung anderer Verkehrsteilnehmer oder von Tieren durch das ausgestrahlte Laserlicht ausgeschlossen.
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Somit ist eine ausgewogene, kontrastreiche, reflexblendungsminimierte Ausleuchtung einer erweiterten Fahrzeug- bzw. Verkehrsumgebung möglich. Hierdurch sieht ein Fahrer die Fahrzeug- bzw. Verkehrsumgebung stets in optimaler Weise ausgewogen, kontrastreich und blendungsverringert und erhält gegebenenfalls zusätzliche Informationen in die Fahrzeugumgebung projiziert, ohne dass ein Blickwechsel von der Verkehrsumgebung zu einer zum Beispiel in dem Fahrzeug befindlichen Anzeigevorrichtung erforderlich wäre.
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Falls vor der ersten Aufnahme durch die Kameravorrichtung die Helligkeit nicht ausreichend ist, kann mittels der Laservorrichtung die vorgegebene Fahrzeugumgebung für die erste Aufnahme mit Laserlicht ausreichender Helligkeit und gegebenenfalls tageslichtähnlicher Farbe ausgeleuchtet werden. Die zuvor erwähnten Grenzwerte werden eingehalten, um eine Schädigung von anderen Verkehrsteilnehmern oder von Tieren durch das ausgestrahlte Laserlicht sicher zu vermeiden. Für nachfolgende Aufnahmen ist das von der Laservorrichtung ausgestrahlte Licht der projizierten optimierten Bilder ausreichend.
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Auf einfache Weise wird zusätzlich eine Vielzahl an integrierten Lichtfunktionen realisiert, wie zum Beispiel Abblendlicht, Fernlicht, adaptives Fernlicht, adaptives Teilfernlicht, adaptive Hell-Dunkel-Grenze, vertikale Hell-Dunkel-Grenze, Gefahrenmarkierungslicht, Richtscheinwerfer, Landstraßenlicht, Autobahnlicht, erweitertes Nebellicht, Schlechtwetterlicht, Stadtlicht, aktives bzw. dynamisches Kurvenlicht, Abbiegelicht, virtuelle Sicht durch Nebel, „Fotoshopping”, Manipulation, Signallaufzeitanpassung, Akzentuierung, Kontrastoptimierung, Helligkeitsanpassung, Farbverbesserung, Lichtfarbenwahl, Symbol-, Schrift- und Informationseinblendung.
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Durch die vorliegende Erfindung werden insbesondere die folgenden Vorteile erzielt: die Fahrzeug- bzw. Verkehrsumgebung wird großflächig ausgeleuchtet werden, eine kontrast- und leuchtdichteoptimierte Ausleuchtung der Fahrzeug- bzw. Verkehrsumgebung wird erzielt. Kontraste werden verstärkt oder gemindert, Leuchtdichten werden optimiert, die Fahrzeug- bzw. Verkehrsumgebung wird farblich verstärkt/verändert dargestellt, das Lichtsystem besteht lediglich aus einem einzigen Laser-Licht-Projektions-System, viele Lichtfunktionen werden in einem System integriert, die Tiefenschärfe/Schärfentiefe wird erlebbar verbessert, Reflexe z. B. von Verkehrszeichen werden blendfrei reduziert, ein Blenden von anderen Verkehrsteilnehmern wird durch punktuelle Leuchtdichtereduzierung vermieden, getrennte Funktionen wie Kurven- und Abbiegelicht sind nicht erforderlich, es ist kein „Abblenden und Aufblenden” erforderlich, Abblendlicht kann minimalisiert werden (Begrenzungslicht/Schlechtwetterlicht), die Blickwechselhäufigkeit, z. B. Blickwechsel zu internen Anzeigen wird verringert, eine virtuelle Sicht durch den Nebel in Echtzeit mit „Nebelwand” als Projektionsfläche ist möglich, eine Information wird direkt in die Fahrzeugumgebung projiziert, einschließlich „Gefahren-Markierung” und Assistenz-, Navigations- und Informationshinweisen, eine Lichtqualität/Gütemerkmale werden verbessert, eine hohe Präzision der Lichtfunktionen wird erzielt, eine große Schnelligkeit der Lichtfunktionen wird erzielt.
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2a zeigt eine schematische Darstellung einer Umgebung mit einer Landstraße und einem Fußgänger bei einer nächtlichen Nebelsituation mit normalem Abblendlicht gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Durch Reflexion von Lichtstrahlen an Nebeltröpfchen endet eine Sicht für einen Fahrer bei einer Nebelsituation oftmals sehr nah vor seinem Fahrzeug und ein Fahrer kann lediglich wenige, sich kurz vor seinem Fahrzeug befindliche Elemente, zum Beispiel Fahrbahnmarkierungen bzw. -begrenzungen 5, erkennen.
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2b zeigt eine schematische Darstellung der Umgebung mit der Landstraße und dem Fußgänger bei der nächtlichen Nebelsituation mit projiziertem Laserlichtbild gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Wie in 2b schematisch dargestellt ist, können optimierte Bilder mit für einen Fahrer hilfreichen Informationen auf eine Nebelwand projiziert werden. In dem in 2b rein schematisch dargestellten Beispiel sind dies Fahrbahnbegrenzungen bzw. -markierungen 5 über eine deutlich längere Strecke als in 2a und ein sich vom Fahrer aus gesehen am rechten Fahrbahnrand befindlicher Fußgänger 6.
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2c zeigt eine schematische Darstellung einer Umgebung mit der Landstraße und dem Fußgänger bei der nächtlichen Nebelsituation mit projiziertem Laserlichtbild und einem zusätzlich projiziertem Navigationshinweis gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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In die projizierten Bilder können auch zusätzliche, von internen oder externen Vorrichtungen stammende Daten und Informationen eingefügt werden. Wie in 2c rein schematisch dargestellt, können die projizierten Bilder zum Beispiel Navigationshinweise 7 aufweisen.
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3 zeigt eine schematische Darstellung einer Umgebung mit einer Landstraße bei Nacht mit projizierten, piktogrammartig dargestellten Tieren gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Bei einer erkannten potentiellen oder tatsächlich gegebenen Gefahrensituation können, wie in 3 schematisch dargestellt ist, die projizierten Bilder auch piktogrammartige Darstellungen 8 aufweisen, die einen Fahrer auf die Gefahrensituation aufmerksam machen. Diese piktogrammartigen Darstellungen können in einer Signalfarbe (zum Beispiel rot oder gelb) dargestellt werden und/oder in einer weiteren, die Aufmerksamkeit des Fahrers erhöhenden Darstellungsweise (zum Beispiel blinkend) dargestellt werden. Die in den 2b, 2c und 3 wiedergegebenen Darstellungen sind rein schematische Einfachstdarstellungen. Es ist ebenso möglich, detailliertere Bilder der vorgegebenen Fahrzeugumgebung mit realitätsnahen bis hin zu vollständig realistischen Darstellungen mit den hierfür erforderlichen Farben, Helligkeits- und Kontrastumfängen zu projizieren.
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Obgleich die vorliegende Erfindung vorhergehend anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben worden ist, versteht es sich, dass verschiedene Änderungen und Ausgestaltungen durchgeführt werden können, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen, wie er in den beiliegenden Ansprüchen definiert ist.
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Bezüglich weiterer Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung wird ausdrücklich auf die Offenbarung der Zeichnung verwiesen.
