DE102012110535A1

DE102012110535A1 - Leuchtsystem für ein Kraftfahrzeug sowie Verfahren zur Justage einer Lichteinheit eines derartigen Leuchtsystems

Info

Publication number: DE102012110535A1
Application number: DE201210110535
Authority: DE
Inventors: Sebastian Söhner; Torsten Schaal
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2012-11-05
Filing date: 2012-11-05
Publication date: 2014-05-08

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Leuchtsystem für ein Kraftfahrzeug, mit einer Steuereinheit (26), mit mindestens einer Bilderfassungseinheit (10), mit zumindest einer Lichteinheit (12), die mindestens eine Lichtquelle (14) aufweist, wobei die Lichteinheit (12) mittels mindestens eines Stellantriebes (28) einstellbar ist und wobei die Lichteinheit (12) im aktivierten Zustand eine Lichtverteilung mit Hell-Dunkel-Grenzen (16), kurz HDGs, erzeugt, derart, dass eine Justage der Lichteinheit (12) mittels der Steuereinheit (26) durchführbar ist, wobei mittels der Bilderfassungseinheit (10) mindestens zwei Punkte P1, P2 einer HDG (16) ermittelbar sind, wobei die Steuereinheit (26) derart mit dem Stellantrieb (28) steuerungstechnisch verbunden ist, dass eine Überlagerung der beiden Punkte P1, P2 durchführbar ist und in der Steuerungseinheit (26) auswertbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Leuchtsystem für ein Kraftfahrzeug, mit einer Steuereinheit, mit mindestens einer Bilderfassungseinheit, mit mindestens einer Lichteinheit, die mindestens eine Lichtquelle aufweist, wobei die Lichteinheit mittels mindestens eines Stellantriebes einstellbar ist und wobei die Lichteinheit im aktivierten Zustand eine Lichtverteilung mit Hell-Dunkel-Grenzen, kurz HDGs, erzeugt, derart, dass eine Justage der Lichteinheit mittels der Steuereinheit durchführbar ist.
Ein derartiges Leuchtsystem bzw. ein Verfahren zur Justage einer Lichteinheit eines derartigen Leuchtsystems ist beispielsweise aus der DE 10 2010 046 517 A1 bekannt. Das bekannte Verfahren sieht hierbei vor, die Lichteinheit im fahrinaktiven Zustand hinsichtlich von Hell-Grenzen (HDGs) zu kalibrieren bzw. zu justieren. Hierzu wird das Fahrzeug in einem definierten Abstand vor einer Fläche aufgestellt, derart, dass die Lichteinheit ein Bild auf die Fläche projizieren kann und die Bilderfassungseinheit Hell-Dunkel-Grenzen erfassen und auswerten kann. Auf diese Weise soll eine optimale Ausleuchtung der vor- und seitlich neben dem Fahrzeug befindlichen Umgebung während des fahraktiven Zustandes gewährleistet sein. Des Weiteren kann während des fahraktiven Zustandes eine Feineinstellung hinsichtlich der Lichtverteilung innerhalb der HDGs vorgenommen werden. Zur grundsätzlichen Justage ist ein Stillstand des Fahrzeuges und eine definierte Fläche, auf der die Hell-Dunkel-Grenzen projiziert werden können, vorzusehen. Dann wird ein aufwendiges Kalibrier-/Justageverfahren durchgeführt. Ein schnelles Anpassen, beispielsweise an eine besondere Beladesituation, ist hiermit nicht möglich.
Somit stellt sich die Aufgabe, ein Leuchtsystem bzw. ein Verfahren zur Justage einer Lichteinheit eines derartigen Leuchtsystems bereitzustellen, wodurch der oben genannte Nachteil vermieden wird.
Diese Aufgabe wird durch ein Leuchtsystem für ein Kraftfahrzeug dadurch gelöst, dass mittels der Bilderfassungseinheit mindestens zwei Punkte P₁, P₂ einer HDG ermittelbar sind, wobei die Steuereinheit derart mit dem Stellantrieb steuerungstechnisch verbunden ist, dass eine Überlagerung der beiden Punkte P₁, P₂ durchführbar ist und in der Steuerungseinheit auswertbar ist. Auf diese Weise ist es möglich, eine Justage der Lichteinheit im Nutzbetrieb des Kraftfahrzeuges bei Stillstand, beispielsweise vor einer Ampel oder im Stau, automatisch oder manuell durchführen zu lassen. Das Leuchtsystem kann somit den besonderen Randbedingungen des jeweiligen Nutzbetriebes individuell angepasst werden. Diese individuelle Anpassung erfolgt hierbei lediglich durch die Erfassung von mindestens zwei Punkten, einer HDG, sowie durch die besondere Ausführung der Steuereinheit, wodurch keine aufwendige Sensorik zur Umwelterfassung notwendig ist.
Als Bilderfassungseinheit kann in vorteilhafter Weise Kamera, wobei sowohl eine Monokamera als auch eine Stereokamera, eine 2D-3D-PMD-Kamera eingesetzt werden.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, dass in der Steuereinheit Punkte P_1Soll und P_2Soll mittels Richtungsvektoren r_asoll und r_esoll hinterlegt sind. Hierbei ist es dann besonders vorteilhaft, wenn in der Steuereinheit als Rechenoperation eine Drehmatrixmultiplikation
hinterlegt ist.
Des Weiteren wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Justage einer Lichteinheit eines Leuchtsystems nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt die HDGs auf einer Fläche abgebildet werden, dass in einem zweiten Schritt mindestens ein erster Punkt P₁ und ein mindestens ein zweiter Punkt P₂ der HDG ermittelt werden, dass in einem dritten Schritt diese Bilddaten von P₁ und P₂ an die Steuereinheit übermittelt werden, dass in einem vierten Schritt der Stellantrieb mittels eines Referenzlaufes den Punkt P₁ in Überlagerung mit dem Punkt P₂ bringt, dass in einem fünften Schritt die Referenzlaufdaten an die Steuereinheit übermittelt werden, dass in einem sechsten Schritt in der Steuereinheit die Referenzlaufdaten mit den hinterlegten Solllaufdaten verglichen werden und dass bei Abweichung in einem siebten Schritt die Lichteinheit mittels des Stellantriebes justiert wird. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn im sechsten Schritt der Vergleich der Referenzlaufdaten mit den hinterlegten Solllaufdaten durch eine Drehmatrixmultiplikation durchgeführt wird. Prinzipiell ist festzuhalten, dass für eine Nachjustierung mehrere Werte ermittelt werden können, aus welchen dann ein Mittelwert bestimmt wird. Einzelne stark abweichende Messwerte können so ausgeglichen werden. Der Vergleich an sich ist im Wesentlichen eine Erfassung von Werten der Abweichung, wobei hier die Minimalwerte wesentlich für die Nachführung sind.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert, hierbei zeigen:
1 eine schematische Ansicht eines Fahrzeuges im Nutzbetrieb, bei der eine Justage einer Lichteinheit eines Leuchtsystems vorgenommen wird,
2a, 2b eine schematische Darstellung der Funktionsweise der Drehmatrixmultiplikation, und
3 ein Blockschaltbild zur Justage einer Lichteinheit des Leuchtsystems.
1 zeigt ein Fahrzeug 2 im Nutzbetrieb, jedoch im Stillstand, beispielsweise an einer Ampel oder im Stau, oder geparkt an einer Garagenfront 4. Das Fahrzeug 2 weist ein Leuchtsystem 6 auf, das im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine in 3 schematisch dargestellte Steuereinheit 26, eine im Frontbereich angeordnete Bilderfassungseinheit 10, sowie zwei Lichteinheiten 12, die jeweils an sich bekannte Scheinwerfer 14 als Lichtquelle aufweisen. Die Bilderfassungseinheit 10 ist im Ausführungsbeispiel im Fahrzeugbug 8 angeordnet. Eine Anordnung im Bereich des Innen-Rück-Spiegels, beispielsweise im Spiegelfuß ist ebenfalls möglich. Es sollte deutlich sein, dass hier im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Einfachheit halber lediglich von einer Lichtquelle mit einem Scheinwerfer ausgegangen wird. Des Weiteren betrifft die nachfolgende Beschreibung auch lediglich die Justage einer Lichteinheit 12.
Durch eine schwere Beladung des Kraftfahrzeuges 2 ergibt sich bei eingeschalteten Scheinwerfern 14 an der Projektionsfläche 4 die in durchgezogenen Linien dargestellte Hell-Dunkel-Grenze 16. Diese Hell-Dunkel-Grenze weist insbesondere die Punkte P₁ und P₂ auf. In gestrichelter Linie ist eine weitere Hell-Dunkel-Grenze 18 gezeigt, die die in der Steuereinheit 26 hinterlegte Soll-Hell-Dunkel-Grenze mit den Punkten P_1Soll und P_2Soll beschreibt. Für die Punkte P_1Soll,P_2Soll der Soll-HDG sind in der Steuereinheit 26 entsprechende Richtungsvektoren r_asoll und r_esoll hinterlegt. Die Bilderfassungseinheit 10 erfasste die Punkte P₁ und P₂, wobei diese Bilddatenerfassung ausreicht, um das nachfolgend beschriebene Verfahren zur Justage der Lichteinheit 12 durchzuführen.
Zunächst wird nachfolgend jedoch noch die Rechenoperation (Drehmatrixmultiplikation) anhand der 2a und 2b dargestellt. Hier soll ein Referenzlauf am Beispiel der Überführung eines Punktes a in den Punkt e gezeigt werden. Zunächst erfolgt eine Drehung um den Winkel φ1 zum Punkt b und eine Drehung um den Winkel ψ1 zum Punkt c. Dann erfolgt eine Drehung um den Winkel ψ2 zum Punkt d und schließlich eine Drehung φ2 zum Punkt e. Der Startvektor zum Punkt a wird mit
und der Zielvektor zum Punkt e mit
bezeichnet. Der Zielvektor
ist also

Mit Hilfe der Drehmatrixmultiplikation kann also auf besonders einfache Art und Weise eine Verstellung der Lichteinheit erfasst werden und mittels eines nicht weiter dargestellten Stellantriebes ausgeglichen bzw. justiert werden.
Anhand des in 3 dargestellten Blockschaltbildes unter Zuhilfenahme von 1 soll nun das Verfahren zur Justage der Lichteinheit 12 näher erläutert werden. In einem ersten Schritt werden die HDGs 16 auf einer Projektionsfläche 4, die sich im Verkehrsraum 19 befindet, abgebildet. Dies erfolgt durch Aktivierung der Scheinwerfer 14, dargestellt durch den Pfeil 20. In einem zweiten Schritt wird ein erster Punkt P₁ und ein zweiter Punkt P₂ der HDG 16 durch die Bilderfassungseinheit 10 ermittelt, dargestellt durch den Pfeil 22. Mit Pfeil 24 ist die Übermittlung dieser Bilddaten von P₁ und P₂ in einem dritten Schritt an die Steuereinheit 26 dargestellt. Die Steuereinheit 26 ist ebenfalls mit dem Stellantrieb 28 verbunden, der in einem vierten Schritt mittels eines Referenzlaufes den ermittelten Punkt P₁ in Überlagerung mit dem Punkt P₂ bringt (Pfeil 29). Diese Referenzlaufdaten werden in einem fünften Schritt an die Steuereinheit 26 übermittelt, wobei zur Darstellung die Vektorform genutzt wird. In einem sechsten Schritt wird dann in der Steuereinheit 26 ein Vergleich der Referenzlaufdaten (Minimalwertanalyse auf Basis der Vektorgleichungen) mit den hinterlegten Solllaufdaten durch eine Drehmatrixmultiplikation durchgeführt. Auf diese Weise ergibt sich die Fehlstellung der Scheinwerfer 14, die durch den Stellantrieb 28 wieder justiert werden können, dargestellt durch den Pfeil 30. Sei es durch Verwendung des Abblendlichtes der Scheinwerfer 14 oder durch besondere Funktionen, wie Nachführung, Ausblendung oder Markierung, dargestellt durch den Block 32 und Pfeil 34 ist nun eine optimale Lichtverteilung gewährleistet. Es sollte deutlich sein, dass die Einstellung der Scheinwerfer nicht dauerhaft erfolgen muss. Fehlstellungen bei einer bestimmten vorgenommenen Einstellung können gespeichert und bei zukünftigen Einstellungen in das Justageverfahren integriert werden.
Darüber hinaus sollte deutlich sein, dass bei der erfolgten Darstellung die Drehmatrixmultiplikation bezüglich des Scheinwerfermittelpunktes definiert wird. Weicht, wie im Normalfall üblich, die Bilderfassungseinheit vom Scheinwerfermittelpunkt ab, so sind die erfassten Bilddaten mittels der geeigneten Rechenoperationen auf den einzustellenden Scheinwerfermittelpunkt zu skalieren.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010046517 A1 [0002]

Claims

Leuchtsystem für ein Kraftfahrzeug, mit einer Steuereinheit (26), mit mindestens einer Bilderfassungseinheit (10), mit zumindest einer Lichteinheit (12), die mindestens eine Lichtquelle (14) aufweist, wobei die Lichteinheit (12) mittels mindestens eines Stellantriebes (28) einstellbar ist und wobei die Lichteinheit (12) im aktivierten Zustand eine Lichtverteilung mit Hell-Dunkel-Grenzen (16), kurz HDGs, erzeugt, derart, dass eine Justage der Lichteinheit (12) mittels der Steuereinheit (26) durchführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Bilderfassungseinheit (10) mindestens zwei Punkte P₁, P₂ einer HDG (16) ermittelbar sind, wobei die Steuereinheit (26) derart mit dem Stellantrieb (28) steuerungstechnisch verbunden ist, dass eine Überlagerung der beiden Punkte P₁, P₂ durchführbar ist und in der Steuerungseinheit (26) auswertbar ist.
Leuchtsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Bilderfassungseinheit (10) eine Stereokamera, eine 2D-3D-PMD-Kamera oder eine Monokamera einsetzbar ist.
Leuchtsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Steuereinheit (26) Punkte P_1Soll und P_2Soll mittels Richtungsvektoren
hinterlegt sind.
Leuchtsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Steuereinheit als Rechenoperation eine Drehmatrixmultiplikation
hinterlegt ist.
Verfahren zur Justage einer Lichteinheit (14) eines Leuchtsystems (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt die HDGs (16) auf einer Fläche (4) abgebildet werden, dass in einem zweiten Schritt mindestens ein erster Punkt P₁ und ein mindestens ein zweiter Punkt P₂ der HDG (16) ermittelt werden, dass in einem dritten Schritt diese Bilddaten von P₁ und P₂ an die Steuereinheit (26) übermittelt werden, dass in einem vierten Schritt der Stellantrieb (28) mittels eines Referenzlaufes den Punkt P₁ in Überlagerung mit dem Punkt P₂ bringt, dass in einem fünften Schritt die Referenzlaufdaten an die Steuereinheit (26) übermittelt werden, dass in einem sechsten Schritt in der Steuereinheit (26) die Referenzlaufdaten mit hinterlegten Solllaufdaten auf Grundlage eine Minimalwertanalyse verglichen werden und dass bei Abweichung in einem siebten Schritt die Lichteinheit (14) mittels des Stellantriebes justiert wird.
Verfahren zur Justage einer Lichteinheit eines Leuchtsystems nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass im sechsten Schritt der Vergleich der Referenzlaufdaten mit den hinterlegten Solllaufdaten durch eine Drehmatrixmultiplikation durchgeführt wird.