-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Frontkamera eines Kraftfahrzeugs, mittels welcher Bilder eines Umgebungsbereiches in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug erfasst werden. Zumindest eine Lichtquelle eines frontalen Scheinwerfers des Kraftfahrzeugs wird gepulst betrieben und hierbei abwechselnd zwischen einem Aktivzustand und einem Inaktivzustand geschaltet. Im Aktivzustand ist die zumindest eine Lichtquelle eingeschaltet, während sie im Inaktivzustand ausgeschaltet ist. Vor einem Bildsensor der Frontkamera – beispielsweise zwischen dem Bildsensor und einer Optik – ist eine steuerbare Blende (shutter) angeordnet, welche zwischen einer Schließstellung, in welcher die Blende den Bildsensor gegen den Umgebungsbereich abdeckt, und einer Offenstellung bewegt wird, in welcher der Bildsensor einem Licht des Umgebungsbereiches ausgesetzt ist. Die Erfindung betrifft außerdem eine entsprechende Vorrichtung für ein Kraftfahrzeug, wie auch ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Vorrichtung.
-
Frontkameras für Kraftfahrzeuge sind bereits Stand der Technik. Eine Frontkamera erfasst üblicherweise Bilder eines Umgebungsbereiches vor dem Kraftfahrzeug. Anhand dieser Bilder können dann beispielsweise neben der Straße stehende Verkehrszeichen und/oder direkt an der Straße angebrachte Markierungen und/oder Fußgänger identifiziert werden. Die erfasste Information kann dann an den Fahrer des Kraftfahrzeugs ausgegeben werden. Es ist auch Stand der Technik, anhand der aufgenommenen Bilder fahrzeugexterne Lichtquellen – etwa die Scheinwerfer eines vorausfahrenden oder aber eines entgegenkommenden Kraftfahrzeugs – zu detektieren. In Abhängigkeit von dieser Detektion kann dann der eigene Frontscheinwerfer des Kraftfahrzeugs angesteuert werden und hierbei beispielsweise zwischen dem Fernlicht und dem Abblendlicht umgeschaltet werden. Wird beispielsweise ein Scheinwerfer eines vorausfahrenden oder eines entgegenkommenden Fahrzeugs erkannt, so kann das Fernlicht deaktiviert und das Abblendlicht aktiviert werden.
-
Es ist des Weiteren bekannt, vor dem Bildsensor der Frontkamera eine bewegliche Blende einzusetzen, welche in einer Schließstellung den Bildsensor gegen den Umgebungsbereich abdeckt und aus dieser Schließstellung auch in eine Offenstellung bewegt werden kann, in welcher der Bildsensor für das Umgebungslicht freigegeben und somit dem Umgebungslicht ausgesetzt ist. Eine solche Lösung ist beispielsweise aus dem Dokument
JP 2010 111 261 bekannt. Hier wird die Blende (shutter) dann geöffnet, wenn die Lichtquelle für das Fernlicht des Scheinwerfers eingeschaltet ist. Somit wird sichergestellt, dass der Bildsensor nur dann dem Umgebungslicht ausgesetzt ist, wenn die Umgebung durch den eigenen Scheinwerfer beleuchtet wird. Die Helligkeit der Bilder kann somit erhöht werden.
-
Werden anhand der Bilder der Frontkamera fahrzeugexterne Lichtquellen, wie die Scheinwerfer anderer Fahrzeuge, detektiert, so besteht ein Problem darin, dass das fahrzeugexterne Licht (etwa die Scheinwerfer anderer Fahrzeuge) häufig von dem Licht des eigenen Scheinwerfers nicht unterschieden werden kann, welches an den Verkehrszeichen und anderen in der Umgebung befindlichen Gegenständen reflektiert wird. Es wurde erkannt, dass eine solche Unterscheidung nicht immer gewährleistet ist, was beispielsweise dazu führt, dass das Fernlicht des eigenen Kraftfahrzeugs ausgeschaltet wird, obwohl sich kein anderes Fahrzeug vor dem eigenen Kraftfahrzeug befindet.
-
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Lösung aufzuzeigen, wie bei einem Verfahren der eingangs genannten Gattung die von der Frontkamera erfassten Bilder zuverlässiger als im Stand der Technik, insbesondere hinsichtlich der Erfassung von externen Lichtquellen, verarbeitet werden können.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren, durch eine Vorrichtung, wie auch durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung und der Figuren.
-
Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Betreiben einer Frontkamera eines Kraftfahrzeugs, mittels welcher Bilder eines Umgebungsbereiches in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug erfasst werden, wobei zumindest eine Lichtquelle eines frontalen Scheinwerfers des Kraftfahrzeugs gepulst betrieben wird und hierbei abwechseln – insbesondere periodisch mit einer Frequenz von beispielsweise größer als 100 Hz – zwischen einem Aktivzustand und einem weiteren Zustand geschaltet wird. Die zumindest eine Lichtquelle ist im Aktivzustand aktiviert und weist im weiteren Zustand eine geringere Lichtintensität als im Aktivzustand auf. Vor einem Bildsensor der Frontkamera ist eine Blende angeordnet, welche zwischen einer Schließstellung und einer Offenstellung bewegt wird. In der Offenstellung ist der Bildsensor dem Umgebungslicht ausgesetzt, während in der Schließstellung die Blende den Bildsensor gegen den Umgebungsbereich abdeckt. Für zumindest ein vorgegebenes erstes Zeitintervall wird die Bewegung der Blende synchron zu dem gepulsten Betrieb der zumindest einen Lichtquelle des frontalen Scheinwerfers gesteuert, wobei die synchrone Steuerung der Blende derart erfolgt, dass die Schließstellung der Blende mit dem Aktivzustand der Lichtquelle und die Offenstellung der Blende mit dem weiteren Zustand der Lichtquelle zusammenfallen. Während des ersten Zeitintervalls wird zumindest ein erstes Bild mittels des Bildsensors erfasst.
-
Vorzugsweise ist der weitere Zustand ein Inaktivzustand, in welchem die zumindest eine Lichtquelle deaktiviert ist. Es kann jedoch auch ein weiterer Zustand vorgesehen sein, in welchem die zumindest eine Lichtquelle eine geringere Lichtintensität größer als Null aufweist.
-
Die Erfindung geht also den Weg, die Blende genau dann zu schließen und den Bildsensor gegen den Umgebungsbereich abzudecken, wenn die mindestens eine Lichtquelle des frontalen Scheinwerfers im Aktivzustand eingeschaltet wird. Während des ersten Zeitintervalls können somit (erste) Bilder erfasst werden, in denen der Umgebungsbereich ohne eine zusätzliche Beleuchtung oder nur mit einer geringen Beleuchtung durch den Scheinwerfer des eigenen Kraftfahrzeugs abgebildet ist. In diesen Bildern treten somit auch keine Lichtreflexionen des eigenen Scheinwerfers auf, so dass die fahrzeugexternen Lichtquellen als solche zuverlässig detektiert werden können und keine Verwechslung der fahrzeugexternen Lichtquellen mit dem reflektierten Licht des eigenen Scheinwerfers stattfindet. Auf diese Weise kann auch verhindert werden, dass der eigene Scheinwerfer vom Fernlicht zum Abblendlicht umgeschaltet wird, obwohl sich vor dem Kraftfahrzeug keine anderen Fahrzeuge befinden. Es kann folglich insgesamt eine besonders zuverlässige und robuste Ansteuerung des eigenen Scheinwerfers durchgeführt werden.
-
Die Frontkamera kann beispielsweise hinter einer Windschutzscheibe des Kraftfahrzeugs angeordnet sein. Sie erfasst also die Umgebung in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug. Dies kann insbesondere bedeuten, dass eine senkrecht zur Ebene des Bildsensors verlaufende Kameraachse parallel bzw. entlang der Fahrzeuglängsachse orientiert ist.
-
Die Frontkamera ist bevorzugt eine Videokamera, welche eine Vielzahl von einzelnen Bildern (Frames) pro Sekunde aufnehmen kann. Der Bildsensor kann dabei entweder ein CCD-Sensor oder aber ein CMOS-Sensor sein. Die Erfassung eines einzelnen Bildes erfolgt dabei vorzugsweise während der sogenannten Integrationszeit des Bildsensors. Dies bedeutet, dass der Bildsensor das auf selbigen Bildsensor einfallende Licht während der Integrationszeit aufintegriert und so ein einzelnes Bild erfasst. Nach Ablauf der Integrationszeit folgt in der Regel eine kurze Pause und nach der Pause erfolgt dann die Erfassung des nächsten Bildes. Die Integrationszeit des Bildsensors ist dabei vorzugsweise länger als die Zeitdauer, für welche die zumindest eine Lichtquelle des Scheinwerfers in den Aktivzustand geschaltet wird. Die Integrationszeit des Bildsensors ist vorzugsweise auch länger als die doppelte Zeitdauer, für welche sich die Lichtquelle in dem Aktivzustand befindet.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren hat auch den Vorteil, dass kein schneller und teurer Bildsensor eingesetzt werden muss, welcher dazu in der Lage wäre, die Erfassung der Bilder und somit die Integrationszeit mit dem gepulsten Betrieb des Scheinwerfers zu synchronisieren. Solche Bildsensoren müssten eine besonders schnelle Integrationszeit aufweisen und wären daher entsprechend teuer. Statt einen solchen besonders schnellen Bildsensor einzusetzen, wird vor dem Bildsensor die Blende platziert, welche mit dem gepulsten Betrieb des Scheinwerfers synchronisiert werden kann. Somit kann ein „langsamerer” Bildsensor eingesetzt werden, dessen Integrationszeit länger als eine Periodendauer des gepulsten Betriebs der zumindest einen Lichtquelle ist.
-
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass anhand des zumindest einen ersten Bildes – dieses wird während des ersten Zeitintervalls erfasst – eine externe Lichtquelle detektiert wird. Als externe Lichtquelle wird bevorzugt ein Scheinwerfer eines vorausfahrenden und/oder eines entgegenkommenden Fahrzeugs detektiert. Dann kommen die Vorteile des Verfahrens vollständig zum Tragen, und die externe Lichtquelle wird mit dem Licht des eigenen Scheinwerfers nicht verwechselt. Die Präzision bei der Detektion der externen Lichtquelle wird somit im Vergleich zum Stand der Technik deutlich erhöht.
-
Wird die externe Lichtquelle identifiziert, so kann der frontale Scheinwerfer des eigenen Kraftfahrzeugs unter Berücksichtigung dieser externen Lichtquelle angesteuert werden. Dies kann insbesondere so aussehen, dass nach Erkennen des Scheinwerfers eines vorausfahrenden und/oder eines entgegenkommenden Fahrzeugs das Fernlicht des eigenen Kraftfahrzeugs ausgeschaltet und zum Abblendlicht umgeschaltet wird. Somit werden die anderen Verkehrsteilnehmer durch das Licht des Kraftfahrzeugs nicht geblendet.
-
Die Bewegung der Blende synchron mit dem gepulsten Betrieb der zumindest einen Lichtquelle erfolgt also während des ersten Zeitintervalls, d. h. insbesondere in einem ersten Betriebsmodus der Frontkamera. Neben diesem ersten Betriebsmodus kann auch ein zweiter Betriebsmodus vorgesehen sein: Für zumindest ein vorgegebenes zweites Zeitintervall – mit der Dauer von mindestens einer Periode des gepulsten Betriebs der zumindest einen Lichtquelle – kann die Blende durchgehend in der Offenstellung gehalten werden. Innerhalb des zweiten Zeitintervalls wird dann zumindest ein zweites Bild mittels des Bildsensors erfasst. Auf diese Weise werden insgesamt zwei verschiedene Bilder oder zwei verschiedene Bildgruppen erfasst, nämlich einerseits zumindest ein erstes Bild in dem ersten Betriebsmodus, in welchem die Blende synchron mit dem gepulsten Betrieb der Lichtquelle bewegt wird, und andererseits zumindest ein zweites Bild in dem zweiten Betriebsmodus, in welchem die Blende durchgehend geöffnet ist. Das zweite Bild entspricht also quasi einem „normalen” Bild, welches mit Hilfe einer herkömmlichen Kamera ohne eine solche Blende erfasst werden kann. Durch die Erfassung von solchen unterschiedlichen Bildern kann die Detektion der fahrzeugexternen Objekte noch präziser erfolgen, und die Bildverarbeitungsalgorithmen können verbessert werden.
-
So können das zumindest eine zweite Bild und das zumindest eine erste Bild miteinander verglichen werden. Vorzugsweise werden eine Vielzahl von ersten Bildern, welche in unterschiedlichen Zeitpunkten und damit bei unterschiedlichen Einstellungen des Bildsensors aufgenommen werden, paarweise mit einer Vielzahl von zweiten Bildern verglichen. Durch den Vergleich der beiden Bilder können die durch den eigenen Scheinwerfer beleuchteten Objekte zuverlässig detektiert werden. Diese Objekte sind nämlich in dem zweiten Bild deutlich besser zu erkennen, weil sie durch den Scheinwerfer des Kraftfahrzeugs beleuchtet werden. Demgegenüber wird das erste Bild erfasst, wenn diese Objekte durch den Scheinwerfer nicht beleuchtet sind. Durch eine Subtraktion der beiden Bilder kann nun ein durch den Scheinwerfer beleuchtetes Objekt, welches keine eigene Lichtquelle besitzt, zuverlässig und präzise identifiziert werden.
-
Anhand des Vergleiches der beiden Bilder kann also in einer Ausführungsform ein fahrzeugexternes Objekt in dem Umgebungsbereich identifiziert werden. Bei diesem Objekt handelt es sich insbesondere um ein „passives” Objekt, welches über keine eigene Lichtquelle verfügt und nur das Licht des Scheinwerfers reflektiert. Ein solches Objekt kann nun selbst bei Dunkelheit anhand eines Subtraktionsbildes identifiziert werden, welches durch eine Subtraktion des ersten Bildes von dem zweiten Bild gewonnen wird. Als Objekt kann dabei beispielsweise ein Verkehrszeichen und/oder ein Fußgänger identifiziert werden. Diese Information über das identifizierte Verkehrszeichen und/oder über den Fußgänger kann dann an den Fahrer des Kraftfahrzeugs ausgegeben werden, so dass der Fahrer über das Verkehrszeichen informiert und/oder vor der Präsenz des Fußgängers in dem Umgebungsbereich gewarnt wird.
-
Werden die beiden Bilder miteinander verglichen und beispielsweise das genannte Subtraktionsbild ausgewertet, so kann anhand des Vergleiches der Bilder – insbesondere abhängig von dem Subtraktionsbild – die Detektion der externen Lichtquelle plausibilisiert werden. Dies bedeutet, dass die Detektion der externen Lichtquelle anhand des ersten Bildes auch abhängig von dem Vergleich der beiden Bilder auf die Plausibiliät hin überprüft werden kann. Es kann mit anderen Worten überprüft werden, ob diese Lichtquelle auch in dem zweiten Bild vorhanden ist oder nicht. Dies führt zu einer fehlerfreien Detektion von externen Lichtquellen.
-
Dadurch, dass auch das zweite Bild aufgenommen wird, in welchem der Umgebungsbereich durch den eigenen Scheinwerfer beleuchtet wird, erhält man auch zusätzliche Informationen über die fahrzeugexternen Objekte bzw. Hindernisse, nämlich beispielsweise die Farbinformationen und dergleichen. Diese zusätzlichen Informationen können dann bei der Darstellung der Bilder auf einem Display berücksichtigt werden, und die Bilder können beispielsweise farblich dargestellt werden.
-
Das beschriebene Verfahren ist insbesondere bei Dunkelheit und somit beispielsweise in der Nacht besonders vorteilhaft. Die Blende kann jedoch auch in den Tageszeiten verwendet werden, um beispielsweise die Blendung des Bildsensors zu vermeiden, wenn die Intensität des Umgebungslichts einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet. Zu diesem Zwecke kann beispielsweise ein Lichtsensor eingesetzt werden, mittels welchem die Lichtintensität gemessen wird. Ergänzend oder alternativ kann die Intensität des Umgebungslichts auch durch Analyse der aufgenommenen Bilder und/oder abhängig von einem in der Kamera eingestellten Verstärkungsfaktor bestimmt werden. Überschreitet die Intensität des Umgebungslichts einen Grenzwert, so kann die Blende in der Weise gesteuert werden, dass sie zwischen der Offenstellung und der Schließstellung periodisch bewegt wird. Die Frequenz dieser Bewegung braucht dann nicht mehr an den gepulsten Betrieb des Scheinwerfers angepasst zu werden. Die Frequenz und/oder das Tastverhältnis (Duty Cycle) der Bewegung der Blende kann in diesem Falle in Abhängigkeit von der aktuellen Intensität des Umgebungslichts eingestellt werden.
-
Das Synchronisieren der Bewegung der Blende mit dem gepulsten Betrieb der zumindest einen Lichtquelle erfolgt in einer Ausführungsform drahtlos. Hierbei können jeweilige Kommunikationseinrichtungen bereitgestellt werden, welche miteinander drahtlos kommunizieren. Diese Kommunikation, während welcher Daten zwischen den jeweiligen Einrichtungen übermittelt werden, kann zum Beispiel nach dem Bluetooth-Standard durchgeführt werden. Somit erübrigt sich eine Leitung für die Übertragung der benötigten Informationen.
-
Hinsichtlich der Ansteuerung der Blende können unterschiedliche Ausführungsformen vorgesehen sein:
Die Bewegung der Blende kann in einer Ausführungsform mittels eines Steuergeräts des Scheinwerfers gesteuert werden. Hier wird die Blende also durch ein Steuergerät angesteuert, welches auch zur Ansteuerung der zumindest einen Lichtquelle des Scheinwerfers verwendet wird. Diese Ausführungsform ist insbesondere für den ersten Betriebsmodus besonders vorteilhaft, in welchem die Blende synchron zum gepulsten Betrieb des Scheinwerfers bewegt wird. Das Steuergerät des Scheinwerfers kennt nämlich stets die Frequenz der Lichtquelle und den Zustand, in welchem sich die mindestens eine Lichtquelle aktuell befindet. Dieses Steuergerät kann somit auch entsprechende Steuersignale an die Blende abgeben, durch welche die Blende synchron mit der Lichtquelle angesteuert wird.
-
Solche Steuersignale können ergänzend oder alternativ auch mittels einer Steuereinheit der Frontkamera an die Blende abgegeben werden. Diese interne Steuereinheit der Frontkamera kann beispielsweise auch der Bildsensor alleine oder aber ein Mikrokontroller der Kamera sein. Durch die interne Steuereinheit der Frontkamera kann beispielsweise das zweite Zeitintervall eingeleitet werden, in welchem die Blende durchgehend und kontinuierlich in der Offenstellung gehalten wird, so dass der Bildsensor nicht abgedeckt wird. In diesem zweiten Zeitintervall kann dann das mindestens eine zweite Bild aufgenommen werden.
-
Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung für ein Kraftfahrzeug, welche zum durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist.
-
Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug, insbesondere ein Personenkraftwagen, umfasst eine erfindungsgemäße Vorrichtung.
-
Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für die erfindungsgemäße Vorrichtung, wie auch für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.
-
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Alle vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegeben Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder aber in Alleinstellung verwendbar.
-
Die Erfindung wird nun anhand einzelner bevorzugter Ausführungsbeispiele, wie auch unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es sei betont, dass das nachfolgend beschriebene Ausführungsbeispiel eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung darstellt und die Erfindung somit nicht auf diese beispielhafte Ausführungsform beschränkt ist.
-
Es zeigen:
-
1 in schematischer Darstellung ein Kraftfahrzeug mit einer Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
-
2 in schematischer Darstellung ein Blockdiagramm einer Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
-
3a und 3b zeitliche Verläufe;
-
4 in schematischer Darstellung ein Blockdiagramm einer Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und
-
5a bis 5c zeitliche Verläufe.
-
Ein in 1 dargestelltes Kraftfahrzeug 1 ist beispielsweise ein Personenkraftwagen. Das Kraftfahrzeug 1 hat in bekannter Weise zwei frontale Scheinwerfer 2, welche einen Umgebungsbereich 3 vor dem Kraftfahrzeug 1 beleuchten. Die Scheinwerfer 2 beinhalten Lichtquellen für das Abblendlicht, wie auch für das Fernlicht sowie gegebenenfalls für das Tagfahrlicht. Die Erfindung ist dabei nicht auf eine konkrete Lichtart beschränkt und kann sowohl auf Ausführungen mit Fernlicht als auch mit Abblendlicht und gegebenenfalls auch mit Tagfahrlicht angewendet werden.
-
Hinter einer Windschutzscheibe 4 des Kraftfahrzeugs 1 ist eine Frontkamera 5 angebracht, welche eine Videokamera ist. Die Frontkamera 5 stellt Bilder des Umgebungsbereiches 3 vor dem Kraftfahrzeug 1 bereit. Die Bilder können auch gegebenenfalls und somit optional auf einem Display 6 im Innenraum des Kraftfahrzeugs 1 angezeigt werden. Das Display 6 kann beispielsweise in einem Kombiinstrument oder an einer Instrumententafel oder aber an einer Mittelkonsole angeordnet sein und liegt somit im Sichtbereich des Fahrers.
-
Die Frontkamera 5 ist mit zumindest einem Scheinwerfer 2 elektrisch gekoppelt.
-
In 2 ist eine Vorrichtung 7 mit dem Scheinwerfer 2 und der Frontkamera 5 näher dargestellt. Dem Scheinwerfer 2 ist ein Steuergerät 8 zugeordnet, welches zumindest eine Lichtquelle 9 des Scheinwerfers 2 ansteuert. Die Lichtquelle 9 wird dabei gepulst betrieben und beispielsweise mit einer Frequenz von mindestens 100 Hz zwischen einem Aktivzustand und einem Inaktivzustand geschaltet. Diese Umschaltung der Lichtquelle 9 zwischen dem Aktivzustand und dem Inaktivzustand erfolgt periodisch. Dieses periodische Schalten der Lichtquelle 9 ist anhand eines Verlaufs über der Zeit t in 3a dargestellt. Die Lichtquelle 9 wird dabei zwischen dem Zustand „0” und dem Zustand „1” hin- und her geschaltet, nämlich mit der genannten Frequenz von beispielsweise mindestens 100 Hz. Der Zustand „0” ist der Inaktivzustand, in welchem die Lichtquelle 9 ausgeschaltet ist. Demgegenüber ist die Lichtquelle 9 im Zustand „1” und somit im Aktivzustand eingeschaltet.
-
Eine solche gepulste Ansteuerung von Lichtquellen kann beispielsweise sowohl für das Abblendlicht als auch für das Fernlicht gelten.
-
Mit erneutem Bezug auf 2 beinhaltet die Frontkamera 5 einen Bildsensor 10, mittels welchem die Bilder des Umgebungsbereiches 3 erfasst werden. Der Bildsensor 10 kann beispielsweise ein CCD-Sensor oder ein CMOS-Sensor sein. Zwischen dem Bildsensor 10 einerseits und einer Optikeinrichtung 11 andererseits ist eine steuerbare Blende 12 angeordnet. Die Optikeinrichtung 11 kann dabei z. B. eine Linse und dergleichen umfassen.
-
Die Blende 12 dient zum Abdecken des Bildsensors 10 gegen den Umgebungsbereich 3 und somit gegen das Umgebungslicht. Die Blende 12 kann dabei zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung hin- und her bewegt werden. In der Schließstellung verdeckt sie den Bildsensor 10 gegen den Umgebungsbereich 3, während in der Offenstellung der Bildsensor 10 vollständig freigegeben und somit nicht abgedeckt ist. In der Offenstellung der Blende 12 kann der Bildsensor 10 daher das Umgebungslicht detektieren.
-
Der Bildsensor 10 ist mit einem Mikroprozessor 13 elektrisch gekoppelt, mittels welchem die Bilder verarbeitet werden können.
-
Im Ausführungsbeispiel gemäß 2 wird die Blende 12 mittels des Steuergeräts 8 des Scheinwerfers 2 angesteuert, und zwar über einen Treiber 14 (Driver). Das Steuergerät 8 kann also die Bewegung der Blende 12 zwischen der Offenstellung und der Schließstellung steuern.
-
Die Ansteuerung der Blende 12 wird nun bezugnehmend auf 3b erläutert. Die Blende 12 wird dabei zwischen der Offenstellung S0 und der Schließstellung S1 hin- und her bewegt. Diese Bewegung der Blende 12 erfolgt – wie aus den 3a und 3b hervorgeht – synchron mit der Umschaltung der Lichtquelle 9. Die beiden zeitlichen Verläufe in den 3a und 3b sind nämlich identisch. Dies bedeutet, dass die Offenstellung S0 der Blende 12 vollständig mit dem Inaktivzustand der Lichtquelle 9 zusammenfällt, während die Schließstellung S1 der Blende 12 vollständig mit dem Aktivzustand der Lichtquelle 9 zusammenfällt. Eine solche zeitsynchrone Bewegung der Blende 12 hat den Vorteil, dass anhand der aufgenommenen Bilder fahrzeugexterne Lichtquellen, wie beispielsweise Scheinwerfer anderer Fahrzeuge, ohne viel Aufwand detektiert werden können, weil diese externen Lichtquellen nicht mit dem Licht des eigenen Scheinwerfers 2 verwechselt werden können, welches an unterschiedlichen Gegenständen in dem Umgebungsbereich 3 reflektiert wird.
-
Diese synchrone Bewegung der Blende 12 kann auch für den gesamten vollständigen Betrieb der Frontkamera 5 gelten. Dies bedeutet, dass die Blende 12 synchron zu dem gepulsten Betrieb der Lichtquelle 9 gesteuert wird, solange der Scheinwerfer 2 überhaupt aktiviert ist. Ist der Scheinwerfer 2 nicht aktiviert, so kann die Blende 12 geöffnet werden. In dieser Tageszeit kann die Blende 12 gegebenenfalls auch hin und wieder zwischen der Offenstellung und der Schließstellung hin- und herbewegt werden, nämlich abhängig von der aktuellen Intensität des Umgebungslichts. Diese Intensität kann mit Hilfe eines entsprechenden Sensors und/oder anhand der Bilder bestimmt werden. Es wird somit verhindert, dass der Bildsensor 10 geblendet wird, wenn die Intensität des Umgebungslichts einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet.
-
Es kann auch vorgesehen sein, dass beim aktivierten Scheinwerfer 2 die Blende 12 nicht die ganze Zeit synchron zu dem gepulsten Betrieb der Lichtquelle 9 gesteuert wird. In einer Ausführungsform kann diese synchrone Steuerung lediglich für ein vorgegebenes erstes Zeitintervall vorgenommen werden, während für ein nachfolgendes zweites Zeitintervall die Blende 12 durchgehend in der Offenstellung gehalten werden kann.
-
In 4 ist nun die Vorrichtung 7 gemäß einer weiteren Ausführungsform dargestellt. Die Blende 12 kann nun nicht nur mittels des Steuergeräts 8 des Scheinwerfers 2 angesteuert werden, sondern zusätzlich auch mittels des Bildsensors 10 alleine oder aber mittels des Mikroprozessors 13. Zu diesem Zwecke ist sowohl der Treiber 14 als auch der Bildsensor 10 über einen Verteiler 15 an die Blende 12 elektrisch angebunden.
-
Mittels des Bildsensors 10 oder des Mikroprozessors 13 kann die Frontkamera 5 dann von einem ersten Betriebsmodus, in welchem die Blende 12 synchron zu dem gepulsten Betrieb der Lichtquelle 9 gesteuert wird, in einen zweiten Betriebsmodus geschaltet werden. In diesem zweiten Betriebsmodus wird die Blende 12 für ein zweites Zeitintervall durchgehend in der Offenstellung gehalten. Dieses zweite Zeitintervall hat dabei eine Zeitdauer von mindestens einer Periode des gepulsten Betriebs der Lichtquelle 9.
-
Bezug nehmend nun auf die 5a bis 5c wird der Betrieb der Frontkamera 5 gemäß einer Ausführungsform näher erläutert. In 5a ist dabei der gepulste Betrieb der Lichtquelle 9 und somit ein zeitlicher Verlauf des Zustands der Lichtquelle 9 dargestellt. Wie bereits mit Bezug auf 3 ausgeführt, wird die Lichtquelle 9 periodisch mit einer Frequenz von mindestens 100 Hz zwischen dem Inaktivzustand „0” und dem Aktivzustand „1” hin- und her geschaltet. 5c zeigt dabei den zeitlichen Verlauf der Bewegung der Blende 12; die Blende 12 wird zwischen der Offenstellung S0 und der Schließstellung S1 bewegt. Wie aus 5c hervorgeht, wird die Blende 12 für ein erstes Zeitintervall T1 synchron zu dem gepulsten Betrieb der Lichtquelle 9 gesteuert, so dass die Schließstellung S1 der Blende 12 mit dem Aktivzustand „1” der Lichtquelle 9 und die Offenstellung S0 der Blende 12 mit dem Inaktivzustand „0” der Lichtquelle 9 zusammenfallen. Nach Ablauf dieses Zeitintervalls T1 beginnt anschließend ein zweites Zeitintervall T2, für welchen die Blende 12 durchgehend in der Offenstellung S0 gehalten wird. Die Zeitintervalle T1 und T2 können dabei die gleiche Zeitdauer aufweisen.
-
Die Zeitintervalle T1 und T2 sind so bemessen, dass sie ein wenig länger sind als eine Integrationszeit T3 des Bildsensors 10. Die Zeitintervalle T1, T2 sind außerdem ein wenig größer als die doppelte Periode des gepulsten Betriebs der Lichtquelle 9. Die Zeitintervalle T1, T2 werden gemäß 5c abwechselnd wiederholt.
-
In 5b sind die Integrationszeiten T3 des Bildsensors 10 dargestellt. Der Bildsensor 10 erfasst dabei ein einzelnes Bild während der Integrationszeit T3. Der Bildsensor 10 wird also abwechselnd zwischen einem Zustand „0” und einem Zustand „1” geschaltet, wobei im Zustand „0” kein Licht durch den Bildsensor 10 detektiert wird, während im Zustand „1” ein Aufintegrieren des Lichts und somit die Erfassung eines Bildes erfolgt. Die Zeitdauer der Erfassung eines einzelnen Bildes entspricht dabei der Integrationszeit T3 des Bildsensors 10.
-
Wie aus 5b weiterhin hervorgeht, erfasst der Bildsensor 10 abwechselnd ein erstes Bild B1 und dann ein zweites Bild B2. Das erste Bild B1 wird innerhalb des ersten Zeitintervalls T1 und somit im ersten Betriebsmodus erfasst, während das zweite Bild B2 innerhalb des zweiten Zeitintervalls T2 und somit im zweiten Betriebsmodus erfasst wird. Es liegt also insgesamt eine Gruppe von ersten Bildern B1 vor, wie auch eine Gruppe von zweiten Bildern B2. In den ersten Bildern B1 ist der Umgebungsbereich 3 frei von dem Licht des Scheinwerfers 2. Hingegen ist in den zweiten Bildern B2 der Umgebungsbereich 3 mit einer zusätzlichen Beleuchtung durch den Scheinwerfer 2 abgebildet. Anhand dieser unterschiedlichen Bilder B1 und B2 können nun verschiedenste Algorithmen ausgeführt und unterschiedliche Funktionalitäten bereitgestellt werden.
-
Anhand eines Vergleiches der Bilder B1 und B2 kann beispielsweise die Detektion der externen Lichtquelle plausibilisiert werden, welche anhand der ersten Bilder B1 detektiert wurde. Dies kann beispielsweise so aussehen, dass ein Subtraktionsbild durch eine Subtraktion des ersten Bildes B1 von dem unmittelbar nachfolgenden zweiten Bild B2 gewonnen wird. Dann kann überprüft werden, ob die externe Lichtquelle in dem Subtraktionsbild vorhanden ist oder nicht.
-
Anhand eines solchen Subtraktionsbildes können auch andere fahrzeugexterne Objekte identifiziert werden, nämlich insbesondere solche Objekte, welche selbst kein Licht abstrahlen und lediglich das Licht des Scheinwerfers 2 reflektieren. Bei solchen Objekten kann es sich beispielsweise um Verkehrszeichen und/oder um Fußgänger handeln. Solche Objekte werden durch das Licht des Scheinwerfers 2 beleuchtet und sind somit in dem zweiten Bild B2 besonders gut erkennbar. In dem Subtraktionsbild können diese Objekte folglich besonders gut erkannt werden. Eine Information über ein identifiziertes Verkehrszeichen und/oder über einen Fußgänger in dem Umgebungsbereich 3 kann dann an den Fahrer ausgegeben werden.
-
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
-
