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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Leuchtweitenregelung eines Fahrzeugscheinwerfers, insbesondere für einen Fahrzeugscheinwerfer in einem Kraftfahrzeug.
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Aus dem allgemeinen Stand der Technik sind Systeme zur Leuchtweitenregelung eines Fahrzeugscheinwerfers bekannt, die vollautomatisch ausgeführt sind. Dabei werden Niveaugeber, auch als Achssensoren bezeichnet, an jeder Achse mit einer Steuereinheit verbunden, um eine Veränderung der Fahrzeugneigung festzustellen und entsprechend mit einer veränderten Einstellung der Scheinwerfer zu kompensieren.
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Aus der
DE 10 2009 047 932 A1 ist ein Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug bekannt, bei dem eine Einrichtung für eine Scheinwerfergrundeinstellung vorgesehen ist. Werden die Scheinwerfer in Betrieb genommen, so kann durch eine Bilderfassungskamera die Lage einer Lichtachse detektiert und mit der vorgegebenen Lage der Lichtachse verglichen werden. Durch diesen Soll-Ist-Vergleich kann über die Einrichtung derart nachgestellt werden, dass die Lichtachse mit der vorgegebenen Lichtachse übereinstimmt. Hierzu ist ein Entfernungssensor vorgesehen, der die Entfernung zwischen dem Kraftfahrzeug und einer Abbildungsfläche detektiert.
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Eine der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Leuchtweitenregelung eines Fahrzeugscheinwerfers anzugeben, dass eine weitere Möglichkeit bietet, eine automatische Leuchtweitenregelung durchzuführen.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand der Unteransprüche. Diese können in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden. Die Beschreibung, insbesondere im Zusammenhang mit der Zeichnung, charakterisiert und spezifiziert die Erfindung zusätzlich.
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Vorgesehen ist demgemäß ein Verfahren zur Leuchtweitenregelung eines Scheinwerfers in einem Kraftfahrzeug. Es wird eine erste Koordinate erfasst, die einer Position des Kraftfahrzeugs entspricht. Es erfolgt ein Auswerten wenigstens eines Bildes einer mit dem Kraftfahrzeug verbundenen Kamera, um eine zweite Koordinate zu erfassen, die einer Position eines Objekts auf einer Fahrbahn im Vorfeld des Kraftfahrzeugs entspricht. Außerdem wird ein Referenzwinkel des Kraftfahrzeugs aus der ersten Koordinate, der zweiten Koordinate und einer Höhe der Kamera über der Fahrbahn berechnet. Es erfolgt eine Regelung der Leuchtweite des Scheinwerfers anhand des Referenzwinkels.
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Demgemäß wird ein Referenzwinkel des Kraftfahrzeugs bestimmt, der zur Regelung der Leuchtweite des Scheinwerfers herangezogen wird. Dabei ist es nicht nötig, den von den Scheinwerfern abgestrahlten Lichtkegel zu detektieren, da der Referenzwinkel des Kraftfahrzeugs als Neigungsindikator fungiert. Folglich kann das Verfahren auch dann durchgeführt werden, wenn die Scheinwerfer nicht in Betreib sind, da keinerlei Lichtachsen oder dergleichen detektiert werden müssen. Außerdem ist es möglich, das Verfahren während des Fahrbetriebes zu nutzen, so dass die oftmals bei automatischen Leuchtweitenregelungen beobachtete Verzögerung durch die Auslese der Niveaugeber wenigstens teilweise eliminiert wird. Diese Verzögerung kommt daher zustande, dass die Niveaugeber häufig nicht während der Fahrt ausgelesen werden, so dass eine Änderung der Beladung des Kraftfahrzeugs, die eine Regelung der Leuchtweite verursachen würde, erst nacheinem Neustart des Fahrzeugs erkannt wird. Die Erfindung ermöglicht dagegen eine kontinuierliche Regelung der Leuchtweite. Da sich der Referenzwinkel bei Beladen oder Entladen durch die unterschiedliche Karosserieneigung ändert, kann auf einfache Weise eine Regelung der Leuchtweite vorgenommen werden.
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In einer Ausführungsform wird die erste Koordinate mittels eines satellitengestützten Navigationssystems, vorzugsweise eines GPS-, Galileo-, Compass- oder GLONASS-Empfangssystems, erfasst.
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Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Bestimmung des Referenzwinkels anhand der ersten Koordinate, der zweiten Koordinate und der Anbauhöhe der Kamera. Während die Anbauhöhe nach Einbau der Kamera festgelegt ist und sich nicht mehr verändert, muss die aktuelle Position des Kraftfahrzeugs bestimmt werden, um eine Berechnung des Referenzwinkels zu ermöglichen. Dazu kann ein satellitengestütztes Navigationssystem verwendet werden, das heutzutage üblicherweise als GPS-Empfangssystem bereitgestellt wird. Die Verwendung des zukünftigen europäischen Systems, sowie der chinesischen und russischen Systeme, ist ebenfalls möglich.
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In einer weiteren Ausführungsform ist das Objekt auf der Fahrbahn eine Fahrbahnmarkierung, vorzugsweise eine Haltelinie oder eine Anordnung von Markierungen zur Abstandskontrolle.
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Gemäß dieser Ausführungsform wird als Objekt auf der Fahrbahn eine Haltelinie oder eine Anordnung von Markierungen zur Abstandskontrolle, wie sie oftmals auf Autobahnen beispielsweise vor Brücken vorgefunden werden, verwendet. Das Objekt auf der Fahrbahn wird von der Kamera erfasst, so dass neben der ersten Koordinate bei bekannter Position des Objekts auf der Fahrbahn eine zweite Koordinate festgelegt werden kann. Zusammen mit der bekannten Höhe der Kamera wird auf diese Weise der Referenzwinkel bestimmt.
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In einer weiteren Ausführungsform wird die zweite Koordinate mittels des satellitengestützten Navigationssystems, einer digitalen Straßenkarte, oder einer Datenbank bestimmt.
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Das Objekt auf der Fahrbahn kann beispielsweise in einer digitalen Straßenkarte vermerkt sein oder in einer Datenbank abgespeichert sein. Ebenso ist es möglich, das Objekt mittels des satellitengestützten Navigationssystems zu erfassen. Dazu wird beispielsweise die Position des Kraftfahrzeugs erfasst, wenn dieses vor der Haltelinie zu stehen kommt oder diese überfährt.
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In einer weiteren Ausführungsform werden die Schritte wiederholt ausgeführt, wobei eine Mittelung einiger oder aller bisherig berechneter Referenzwinkel durchgeführt wird, um Abweichungen von einem Soll-Wert zu bestimmen.
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Gemäß dieser Ausführungsform wird ein stetiger Abgleich der Scheinwerfer-Leuchtweite über das Kamerasystem vorgenommen, wodurch eine vollautomatische und kontinuierliche Leuchtweitenregelung erreicht wird.
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In einer weiteren Ausführungsform erfolgt der Schritt des Berechnens des Referenzwinkels mittels Triangulation.
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Über eine Triangulation auch Dreiecksvernetzung genannt, erfolgt in der optischen Messtechnik eine Methode zur Entfernungsmessung mit Licht aus den Stützstellen Position des Kraftfahrzeugs, Position der Linie und Höhe der Kamera. Somit lässt sich eine Veränderung der Neigung des Kraftfahrzeugs auf einfache Weise nachweisen, wobei die Änderung sich in einem Geänderten Referenzwinkel widerspiegelt, der als Stellgröße für die Leuchtweitenregelung herangezogen wird.
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In einer weiteren Ausführungsform wird der Schritt des Regelns der Leuchtweite des Scheinwerfers anhand des Referenzwinkels zusätzlich zu einem Signal eines Achssensors vorgenommen.
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Achssensoren oder Neigungsgeber werden oftmals zur automatischen Leuchtweitenregelung eingesetzt. Gemäß dieser Ausführungsform lassen sich beide Vorgehensweisen kombinieren, so dass ein insgesamt robustes Verfahren zur Leuchtweitenregelung geschaffen wird.
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Das beschriebene Verfahren sowie die vorteilhaften Ausgestaltungen können in einem Kraftfahrzeug, insbesondere in einer Steuereinheit zur Regelung der Leuchtweite eines Scheinwerfers, vorgesehen sein.
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Die Steuereinheit kann eine mit einem Speichersystem und einem Bussystem datenverbundene digitale Mikroprozessoreinheit (CPU), einen Arbeitsspeicher (RAM) sowie ein Speichermittel besitzen. Die CPU ist ausgebildet, Befehle, die als ein in einem Speichersystem abgelegtes Programm ausgeführt sind, abzuarbeiten, Eingangssignale vom Datenbus zu erfassen und Ausgangssignale an den Datenbus abzugeben. Das Speichersystem kann verschiedene Speichermedien wie optische, magnetische, Festkörper- und andere nicht-flüchtige Medien besitzen, auf dem ein entsprechendes Computerprogramm zur Durchführung des Verfahrens sowie der vorteilhaften Ausgestaltungen gespeichert ist. Das Programm kann derart beschaffen sein, dass es die hier beschriebenen Verfahren verkörpert bzw. auszuführen imstande ist, sodass die CPU die Schritte solcher Verfahren ausführen kann und damit das Kraftfahrzeug beziehungsweise den oder die Scheinwerfer steuern kann.
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Zur Durchführung eines Verfahrens geeignet ist ein Computerprogramm, welches Programmcode-Mittel aufweist, um alle Schritte von jedem beliebigen der Ansprüche durchzuführen, wenn das Programm auf einem Computer ausgeführt wird.
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Das Computerprogramm kann mit einfachen Mitteln in bereits bestehende Steuereinheiten eingelesen und verwendet werden, um die Leuchtweite eines Scheinwerfers zu regeln.
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Hierfür vorgesehen ist ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode-Mitteln, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, um das Verfahren nach jedem beliebigen der Ansprüche durchzuführen, wenn das Programmprodukt auf einem Computer ausgeführt wird. Das Computerprogrammprodukt kann als auch Nachrüstoption in Steuereinheiten integriert werden.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen Apparat zur Leuchtweitenregelung eines Scheinwerfers in einem Kraftfahrzeug, umfassend:
- a) Mittel zum Erfassen einer ersten Koordinate, die einer Position des Kraftfahrzeugs entspricht;
- b) Mittel zum Auswerten wenigstens eines Bildes einer mit dem Kraftfahrzeug verbundenen Kamera, um eine zweite Koordinate zu erfassen, die einer Position eines Objekts auf einer Fahrbahn im Vorfeld des Kraftfahrzeugs entspricht;
- c) Mittel zum Berechnen eines Referenzwinkels des Kraftfahrzeugs aus der ersten Koordinate, der zweiten Koordinate und einer Höhe der Kamera über der Fahrbahn; und
- d) Mittel zur Regelung der Leuchtweite des Scheinwerfers anhand des Referenzwinkels.
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In einer Ausführungsform des Apparats wird die erste Koordinate mittels eines satellitengestützten Navigationssystems, vorzugsweise eines GPS-, Galileo-, Compass- oder GLONASS-Empfangssystems, erfasst.
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In einer weiteren Ausführungsform des Apparats ist das Objekt auf der Fahrbahn eine Fahrbahnmarkierung, vorzugsweise eine Haltelinie oder eine Anordnung von Markierungen zur Abstandskontrolle.
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In einer weiteren Ausführungsform des Apparats wird die zweite Koordinate mittels des satellitengestützten Navigationssystems, einer digitalen Straßenkarte, oder einer Datenbank bestimmt.
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In einer weiteren Ausführungsform des Apparats werden die Schritte wiederholt ausgeführt, wobei eine Mittelung einiger oder aller bisherig berechneter Referenzwinkel durchgeführt wird, um Abweichungen von einem Soll-Wert zu bestimmen.
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Bei einer weiteren Ausführungsform des Apparats sind die Mittel zum Bestimmen des Referenzwinkels so ausgebildet, dass eine Bestimmung mittels Triangulation erfolgen kann.
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Bei einer weiteren Ausführungsform des Apparats sind die Mittel zum Regeln der Leuchtweite des Scheinwerfers anhand des Referenzwinkels so ausgeführt, dass dies zusätzlich zu einem Signal eines Achssensors vorgenommen werden kann.
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Nachfolgend werden einige Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
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1: eine Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs während der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
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2: eine weitere Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs während der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, und
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3: Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem Flussdiagramm.
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In den Figuren sind gleiche oder funktional gleichwirkende Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist schematisch in einer Seitenansicht ein Kraftfahrzeug 1 gezeigt. Das Kraftfahrzeug 1 ist mit Scheinwerfern 2 und sowie einer Steuereinheit 3 zur Regulierung der Leuchtweite der Scheinwerfer 2 ausgerüstet, das über eine erste Verbindung 5 mit den Scheinwerfern 2 kommuniziert. Die Steuereinheit 3 ist über eine zweite Verbindung 6 datenübertragend mit einem Kamerasystem 4 verbunden. Über das Kamerasystem 4 kann insbesondere ein Vorfeld 7 des Kraftfahrzeugs 1 erfasst und in der Steuereinheit 3 in nicht dargestellter Weise verarbeitet werden. Insbesondere können im Vorfeld 7 auf einer Fahrbahn 8 befindliche Objekte 9 erkannt werden.
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Das auf der Fahrbahn 8 befindliche Objekt 9 ist eine Fahrbahnmarkierung, beispielsweise eine Haltelinie oder eine Anordnung von Markierungen zur Abstandskontrolle, wie sie oftmals auf Autobahnen vor Brücken angebracht sind.
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Des Weiteren ist das Kraftfahrzeug 1 mit einem satellitengestützten Navigationssystem 13 ausgestattet, das als GPS-, Galileo-, Compass- oder GLONASS-Empfangssystem arbeiten kann. Das satellitengestützten Navigationssystem 13 ist über eine dritte Verbindung 14 ebenfalls mit der Steuereinheit 3 datenübertragend verbunden.
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Mit dem satellitengestützten Navigationssystem 13 wird eine erste Koordinate 11 erfasst, die der Position des Kraftfahrzeugs 1 entspricht. Wie in 1 gezeigt, kann die erste Koordinate 11 in einer gedachten Senkrechten unterhalb der Kamera 4 definiert sein.
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Außerdem weist die Kamera 4 über der Fahrbahn 8 eine Höhe 10 auf, die der Einbauhöhe der Kamera 4 im Kraftfahrzeug 1 entspricht.
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Durch Auswerten eines Bildes der mit dem Kraftfahrzeug 1 verbundenen Kamera 2, wird eine zweite Koordinate 15 erfasst, die der Position des Objekts 9 auf der Fahrbahn 8 im Vorfeld 7 des Kraftfahrzeugs 1 entspricht. Diese Position wird beispielsweise mittels des satellitengestützten Navigationssystems 13, einer digitalen Straßenkarte, oder einer Datenbank bestimmt.
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Wie man in 1 erkennt, erhält man zwischen den Punkten 4, 11 und 15 ein rechtwinkliges Dreieck, so dass sich nun bei bekanntem Abstand 11–15 ein Referenzwinkels 12 des Kraftfahrzeugs 1 aus der ersten Koordinate 11, der zweite Koordinate 15 am Ort des Objekts 9 und der Höhe 10 der Kamera 4 über der Fahrbahn 8 berechnen lässt. Das Berechnen des Referenzwinkels 12 erfolgt mittels Triangulation. Dieser Referenzwinkel 12 kann zur Regelung der Leuchtweite des Scheinwerfers 2 herangezogen werden.
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Wenn nun, wie in 2 gezeigt, die Neigung des Kraftfahrzeugs 1 leicht verändert wird, so ändert sich auch das rechtwinklige Dreieck zwischen den Punkten 4, 11 und 15. Wenn beispielsweise das Kraftfahrzeug 1 durch Aussteigen eines oder mehrerer Fondpassagiere die hintere Achse entlastet wird, verkleinert sich der Referenzwinkel 12'. Anders ausgedrückt wird bei ansonsten unveränderter Geometrie der Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug 1 und dem Objekt 9 kleiner, was in 2 durch die Fahrbahnmarkierung als zweite Koordinate 15' angedeutet ist. Durch Vergleich des neuen Referenzwinkels 12' (Ist-Wert) mit dem vormals berechneten Referenzwinkel 12 (Soll-Wert) kann nun eine Regulierung der Leuchtweite der Scheinwerfer 2 mittels des Steuergeräts 3 vorgenommen werden.
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3 zeigt schematisch einen Verfahrensablauf, welcher in der Steuereinheit 3 des Kraftfahrzeugs 1 implementiert sein kann.
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In einem Schritt 100 erfolgt das Erfassen einer ersten Koordinate 11, die einer Position des Kraftfahrzeugs 1 entspricht. In Schritt 102 erfolgt das Auswerten wenigstens eines Bildes einer mit dem Kraftfahrzeug 1 verbundenen Kamera 4, um eine zweite Koordinate zu erfassen, die einer Position eines Objekts 9 auf einer Fahrbahn 8 im Vorfeld des Kraftfahrzeugs 1 entspricht. In Schritt 104 erfolgt das Berechnen eines Referenzwinkels 12 des Kraftfahrzeugs 1 aus der ersten Koordinate, der zweiten Koordinate und einer Höhe 10 der Kamera 4 über der Fahrbahn 8. In Schritt 106 erfolgt eine Regelung der Leuchtweite des Scheinwerfers 2 anhand des Referenzwinkels 12.
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Die Schritte 100 bis 106 können wiederholt ausgeführt werden, wobei eine Mittelung einiger oder aller bisherig berechneter Referenzwinkel 12 und 12' durchgeführt wird, um Abweichungen von dem Soll-Wert zu bestimmen.
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Das beschriebene Verfahren gemäß den Schritten 100 bis 106 kann auch zusätzlich zu einem Signal eines Achssensors ausgeführt werden.
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Gleichwohl in der vorangegangenen Beschreibung einige mögliche Ausführungen der Erfindung offenbart wurden, versteht es sich, dass zahlreiche weitere Varianten von Ausführungen durch Kombinationsmöglichkeiten aller genannten und ferner aller dem Fachmann naheliegenden technischen Merkmale und Ausführungsformen existieren. Es versteht sich ferner, dass die Ausführungsbeispiele lediglich als Beispiele zu verstehen sind, die den Schutzbereich, die Anwendbarkeit und die Konfiguration in keiner Weise beschränken. Vielmehr möchte die vorangegangene Beschreibung dem Fachmann einen geeigneten Weg aufzeigen, um zumindest eine beispielhafte Ausführungsform zu realisieren. Es versteht sich, dass bei einer beispielhaften Ausführungsform zahlreiche Änderungen bezüglich Funktion und Anordnung der Elemente vorgenommen werden können, ohne den in den Ansprüchen offenbarten Schutzbereich und dessen Äquivalente zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Scheinwerfer
- 3
- Steuereinheit
- 4
- Kamera
- 5
- erste Verbindung
- 6
- zweite Verbindung
- 7
- Vorfeld
- 8
- Fahrbahn
- 9
- Objekt
- 10
- Höhe
- 11
- erste Koordinate
- 12
- Referenzwinkel (Soll)
- 12
- Referenzwinkel (Ist)
- 13
- satellitengestütztes Navigationssystem
- 14
- dritte Verbindung
- 15
- zweite Koordinate (Soll)
- 15'
- zweite Koordinate (Ist)
- 100–106
- Schritte
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009047932 A1 [0003]
