DE102013104274A1

DE102013104274A1 - Verfahren für die Bestimmung des Eigenlichtanteils in Reflexionslicht

Info

Publication number: DE102013104274A1
Application number: DE201310104274
Authority: DE
Inventors: Karsten Eichhorn; Christoph Föcking; Steffen Pietzonka; Carsten Wilks
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2013-04-26
Filing date: 2013-04-26
Publication date: 2014-10-30

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für die Bestimmung des Eigenlichtanteils (E) in Reflexionslicht (R), welches aus einem Ausleuchtbereich (110) vor einem Fahrzeug (100) in Richtung des Fahrzeugs (100) zurückstreut wird, aufweisend die folgenden Schritte: – Aussenden von Eigenlicht (E) von einer Ausleuchtvorrichtung (20) des Fahrzeugs (100), – Erzeugen wenigstens eines für das Eigenlicht (E) spezifischen Parameters im ausgesendeten Eigenlicht (E), – Empfangen von Reflexionslicht (R) mit einer Sensorvorrichtung (30), – Auswerten des Reflexionslichts (R) mit Bezug auf den wenigstens einen erzeugten spezifischen Parameter des Eigenlichts (E).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren für die Bestimmung des Eigenlichtanteils in Reflexionslicht, welches aus einem Ausleuchtbereich vor einem Fahrzeug in Richtung des Fahrzeugs zurück gestreut wird sowie ein Ausleuchtsystem für ein Fahrzeug zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
Es ist grundsätzlich bekannt, dass durch Ausleuchtvorrichtungen Ausleuchtbereiche vor einem Fahrzeug erzeugt werden. Diese sind insbesondere einzelnen Lichtfunktionen zuzuordnen, wie z. B. einem Landstraßenlicht, einem Fernlicht oder einem klassischen Abblendlicht. Auch ist es bekannt, dass diese Ausleuchtbereiche situationsabhängig verändert werden können. So werden beispielsweise bereits sogenannte adaptive Fernlichtsysteme eingesetzt, um eine möglichst ideale Ausleuchtung auch um ein entgegenkommendes Objekt herum gewährleisten zu können.
Nachteilhaft bei bekannten Verfahren sowie bei bekannten Ausleuchtsystemen ist es, dass eine Rückkopplung zwischen realer Ausleuchtsituation im Ausleuchtbereich und dem entsprechenden Zusammenhang zu dem zur Verfügung gestellten Eigenlicht nur schwer bis überhaupt nicht möglich ist. Dies führt dazu, dass bei bekannten Regelverfahren für die Veränderung eines Ausleuchtbereichs sowie für die Anpassung der Ausleuchtung in dem Ausleuchtbereich ausschließlich die reale Ausleuchtsituation in undifferenzierter Weise zur Verfügung gestellt werden kann. Dies kann zu einer nicht optimalen Ausleuchtung in Bezug auf Blendung und Erkennungsreichweite im Ausleuchtbereich führen. Insbesondere wird die Einflussnahme von fremden Ausleuchtquellen und deren erzeugtes Fremdlicht bei bekannten Regelverfahren nicht berücksichtigt.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren für die Bestimmung des Eigenlichtanteils in Reflexionslicht sowie ein entsprechendes Ausleuchtsystem für ein Fahrzeug zur Verfügung zu stellen, welche in kostengünstiger und einfacher Weise eine Unterscheidung zwischen Eigenlichtanteil und Fremdlichtanteil erlauben.
Voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Ausleuchtsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 14. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Ausleuchtsystem und jeweils umgekehrt, sodass bzgl. der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient der Bestimmung des Eigenlichtanteils in Reflexionslicht, welches aus einem Ausleuchtbereich vor einem Fahrzeug in Richtung des Fahrzeugs zurück gestreut wird. Hierfür weist ein erfindungsgemäßes Verfahren die folgenden Schritte auf:

– Aussenden von Eigenlicht von einer Ausleuchtvorrichtung des Fahrzeugs
– Erzeugen wenigstens eines für das Eigenlicht spezifischen Parameters im ausgesendeten Eigenlicht
– Empfangen von Reflexionslicht mit einer Sensorvorrichtung
– Auswerten des Reflexionslichts mit Bezug auf den wenigstens einen erzeugten spezifischen Parameter des Eigenlichts

Ein erfindungsgemäßes Verfahren stellt eine besonders einfache und kostengünstige Möglichkeit zur Verfügung, um Eigenlichtanteile im Reflexionslicht zu erkennen. Das Reflexionslicht ist dabei das Licht, welches aus dem Ausleuchtbereich vor einem Fahrzeug wieder zum Fahrzeug zurückgestreut wird. So wird durch eine Ausleuchtvorrichtung Eigenlicht ausgesendet, also von einem oder mehreren Leuchtmitteln emittiert. Dieses Eigenlicht erzeugt einen in seiner Form und seiner Ausleuchtung definierten Ausleuchtbereich vor dem Fahrzeug. Je nach Beschaffenheit vor dem Fahrzeug, also je nach Oberflächengestaltung bzw. Bodenbelag der Fahrbahn vor dem Fahrzeug, wird sich ein unterschiedliches Reflexionsverhalten einstellen. Auch Objekte im Bereich des Ausleuchtbereichs vor dem Fahrzeug verändern das Reflexionsverhalten. So wird ausgehend von der tatsächlichen Situation vor dem Fahrzeug in unterschiedlicher Weise Reflexionslicht zum Fahrzeug zurückgelangen. Auf Basis dieses Reflexionslichts und der Auswertung auf die Ausleuchtung im Ausleuchtbereich kann eine Regelung der Ausleuchtung im Ausleuchtbereich stattfinden. Insbesondere kann eine lokale und/oder individuelle Regelung in einzelnen Ausleuchtabschnitten des Ausleuchtbereichs durchgeführt werden.
Insbesondere, wenn die Auswertung des Reflexionslichts für eine Regelung zur Ausleuchtung des Ausleuchtbereichs herangezogen wird, ist entscheidend, mit welcher Korrelation das ausgesendete Eigenlicht überhaupt eine Einwirkung auf die Ausleuchtung im Ausleuchtbereich ausübt. Insbesondere fremde Ausleuchtquellen oder besonders starke Reflexionsbereiche, welche das ausgesendete Licht schlucken bzw. vom Fahrzeug weg reflektieren, können auf diese Weise wirksam erkannt bzw. differenziert werden. Fremde Ausleuchtquellen können z. B. die Lichtquellen fremder Fahrzeuge oder statische Ausleuchtquellen in Form von Straßenlaternen sein. Sie erzeugen in Teilabschnitten des Ausleuchtbereichs eine zusätzliche Ausleuchtung, sodass diese Teilabschnitte deutlich heller ausgeleuchtet werden. Dementsprechend wird auch eine höhere Ausleuchtung im Reflexionslicht erkannt. Um nun zu bestimmen, inwieweit diese erhöhte Ausleuchtung überhaupt mit dem ausgesendeten Eigenlichtanteil korreliert, und dementsprechend durch ein solches Regelverfahren beeinflussbar ist, kann durch ein erfindungsgemäßes Verfahren der Eigenlichtanteil in diesem Reflexionslicht bestimmt werden. Durch ein erfindungsgemäßes Verfahren wird also das Reflexionslicht näher spezifiziert, um einer anschließenden Regelschleife für den Ausleuchtbereich in spezifizierter Weise zur Verfügung gestellt zu werden.
Die Aussendung von Eigenlicht erfolgt von einer Ausleuchtvorrichtung des Fahrzeugs. Dabei kann es sich z. B. um das Lichtmodul eines Scheinwerfers handeln. Insbesondere ist ein erfindungsgemäßes Verfahren für eine einzige Lichtfunktion eingesetzt, welche z. B. das Landstraßenlicht oder das Fernlicht eines Fahrzeugs sein kann. Auch ein kombiniertes Gesamtlicht ist im Sinne der vorliegenden Erfindung durch eine Ausleuchtvorrichtung als eine Lichtfunktion erzeugbar.
Einer der Kernpunkte der vorliegenden Erfindung ist die Spezifizierung des Eigenlichts. So kann das Eigenlicht in erfindungsgemäßer Weise für wenigstens einen spezifischen Parameter eindeutig spezifiziert werden. Dieser spezifische Parameter kann sowohl lichtspezifisch als auch sendespezifisch sein. Dementsprechend kann zu einem späteren Zeitpunkt nach dem Empfangen des Reflexionslichts eine spezifizierte Auswertung des Reflexionslichts erfolgen. Es erfolgt also eine Korrelation der Erzeugung des spezifischen Parameters und der Auswertung auf diesen erzeugten spezifischen Parameter. Selbstverständlich können auch zwei oder mehr spezifische Parameter für die Erzeugung und die Auswertung eingesetzt werden. Auch die Kombination unterschiedlicher Parametereinflüsse, z. B. von Sendeparametern und Lichtparametern, ist im Sinne der vorliegenden Erfindung möglich. Dabei kann bei der Auswertung wie auch bei der Erzeugung eine unterschiedliche Gewichtung auf unterschiedliche spezifische Parameter gelegt werden.
Unter dem Eigenlichtanteil ist im Sinne der vorliegenden Erfindung der Anteil des Reflexionslichts zu verstehen, welcher eine Reflexion des emittierten Eigenlichts darstellt. Dementsprechend setzt sich das Reflexionslicht aus dem Eigenlichtanteil und darüber hinaus aus einem Fremdlichtanteil zusammen. Der Fremdlichtanteil ist der Anteil des Reflexionslichts, welcher nicht von der Ausleuchtvorrichtung emittiert worden ist. Er kann z. B. von externen Ausleuchtquellen statischer oder dynamischer Natur herrühren.
Unter einem Sendeparameter für den spezifischen Parameter des ausgesendeten Eigenlichts ist z. B. die Zeitdauer von An- und/oder Aus-Phasen der Ausleuchtvorrichtung zu verstehen. Auch Frequenzen für diese An- und Aus-Parameter sind Sendeparameter im Sinne der vorliegenden Erfindung.
Ein Lichtparameter als spezifischer Parameter kann z. B. die Pulsweitenmodulation oder die Amplitudenmodulation des Lichts sein. Auch unterschiedliche, definierte Spektralabschnitte für das ausgesendete Eigenlicht sind lichtspezifische Parameter des ausgesendeten Eigenlichts.
Die Unterscheidung zwischen Eigenlicht und Fremdlicht im Reflexionslicht wird als zusätzliche Information anschließend einem Regelverfahren zur Verfügung stellbar. Wird beispielsweise der Ausleuchtbereich oder werden in lokaler und/oder individueller Weise einzelne lokale Ausleuchtabschnitte des Ausleuchtbereichs auf ihre Ausleuchtung überwacht, so kann hiermit nun eine Korrelation zwischen der überwachten und bestimmten Ausleuchtung hinsichtlich des überwachten Ist-Werts und des zur Verfügung gestellten Eigenlichts getroffen werden. Erfolgt beispielsweise eine Überwachung dahingehend, dass in einem lokalen Ausleuchtabschnitt des Ausleuchtbereichs eine relativ hohe Ausleuchtung als Ist-Wert bestimmt wird, so kann dann nachfolgend eine Aussage darüber getroffen werden, in welcher Weise diese relativ hohe Ausleuchtung überhaupt mit ausgesendetem Eigenlicht korreliert. Dementsprechend kann die Anpassung durch das Regelverfahren nun spezifisch auf die bestimmte Korrelation erfolgen. Es kann also eine Vorhersage getroffen werden, inwieweit überhaupt eine Veränderung des Reflexionslichts und damit auch der Ausleuchtung in dem entsprechenden lokalen Ausleuchtabschnitt durch eine Variation des ausgesendeten Eigenlichts erzeugbar ist.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren wird insbesondere für Ausleuchtvorrichtungen eingesetzt, welche moderne Leuchtmittel aufweisen. Insbesondere handelt es sich dabei um Leuchtmittel in Form von LEDs oder Laser-Leuchtvorrichtungen, sodass eine definierte Ausleuchtsituation insbesondere mit Bezug auf den spezifischen Parameter vorgesehen werden kann.
Unter der Sensorvorrichtung ist im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere eine Kameravorrichtung oder eine Kameraeinheit zu verstehen. Dabei erfolgt eine bildhafte Auswertung der erzeugten Sensordaten, sodass über die Bildauswertung die Ausleuchtung im Ausleuchtbereich und damit das Reflexionslicht aufgefangen werden kann. Die Auswertung des Reflexionslichts erfolgt vorzugsweise ebenfalls innerhalb der Sensorvorrichtung und/oder in einer separaten Kontrolleinheit, wie dies später noch erläutert wird.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren lässt sich dahingehend weiterbilden, dass für die Erzeugung eines spezifischen Parameters im ausgesendeten Eigenlicht die Pulsweitenmodulation des Eigenlichts verändert, insbesondere für alle Leuchtmittel der Ausleuchtvorrichtung auf gleiche oder überschneidende Auszeiten synchronisiert wird. Insbesondere erfolgt eine Synchronisation der Auszeiten. Unter einer Pulsweitenmodulation des Eigenlichts ist der Anteil der An- und Auszeiten innerhalb einer Frequenzphase zu verstehen. Dieser kann für einzelne LEDs einer Ausleuchtvorrichtung verschieden sein. So kann beispielsweise eine Verschiebung von Auszeiten in der Pulsweitenmodulation erfolgen. Durch eine erfindungsgemäße Ausbildung erfolgt insbesondere eine Synchronisation der Pulsweitenmodulation sämtlicher Leuchtmittel einer Ausleuchtvorrichtung. Das bedeutet, dass die einzelnen Aus-Phasen miteinander zumindest überlappen bzw. im Wesentlichen komplett gleich sind. Damit kann eine definierte Aus-Phase aller Leuchtmittel im Millisekundenbereich zur Verfügung gestellt werden, welche nachträglich in der Auswertung und damit in der Erkennung des Eigenlichts wieder Verwendung finden kann. Die Aus-Phase erzeugt also für eine kurze Zeitspanne ein dunkles Bild bzw. ein Bild, in welchem kein Eigenlichtanteil zur Verfügung gestellt wird. Erfolgt die Überwachung und damit die Aufnahme des Ausleuchtbereichs durch eine Kameravorrichtung, so wird für diesen Zeitraum der synchronisierten Auszeit ausschließlich Fremdlicht im Ausleuchtbereich aufgenommen. Findet anschließend durch die synchronisierte Pulsweitenmodulation wieder ein Einschalten des Eigenlichts statt, so wird auf diese Weise ein Bild mit Reflexionslicht erzeugt, welches Eigenlicht und Fremdlicht beinhaltet. Der Vergleich dieser beiden Bilder, insbesondere das Ausbilden der Differenz dieser beiden Bilder, erlaubt es nun, das Eigenlicht herauszufiltern. Die Differenzauswertung erfolgt also zwischen dem dunkleren und dem helleren Bild. Insbesondere kann auf diese Weise eine im Wesentlichen kontinuierliche oder semikontinuierliche Überwachung zur Verfügung gestellt werden. Die Zeitdauer für die synchronisierte Auszeit liegt insbesondere im Bereich von weniger als ca. 20 ms. Eine Kamera erzeugt vorzugsweise als Sensorvorrichtung alle ca. 45 ms ein Bild. Dabei schließt diese Zeitspanne vorzugsweise sowohl das Erzeugen des Bildes als auch die zugehörige Auswertung mit ein.
Vorteilhaft ist es ebenfalls, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren für die Erzeugung eines spezifischen Parameters im ausgesendeten Eigenlicht die Aussendung von Eigenlicht zu einem definierten Zeitpunkt und/oder für eine definierte Zeitdauer unterbleibt. Im Unterschied zu der voranstehend beschriebenen Pulsweitenmodulation, welche automatisiert im Wesentlichen kontinuierlich über die gesamte Aussendezeit des Eigenlichts erfolgt, wird hier nun ein aktives Ausschalten des Eigenlichts zur Verfügung gestellt. Insbesondere erfolgt dieses aktive, getriggerte Ausschalten zu einem definierten Zeitpunkt und für eine definierte Zeitdauer. Es erfolgt also vorzugsweise einmalig und nicht kontinuierlich. Selbstverständlich kann dieser Verfahrensschritt jedoch regelmäßig oder in unregelmäßigen Abständen wiederholt werden, um ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen. Auch das rhythmische Ausschalten der Aussendung von Eigenlicht ist dabei möglich. Insbesondere kann dabei die Aktivierung dieses Verfahrensschritts z. B. von der Sensorvorrichtung ausgehen. Damit kann eine aufwendige Synchronisierung, wie sie bei der Pulsweitenmodulation gemäß dem voranstehenden Abschnitt notwendig ist, vorzugsweise gänzlich unterbleiben. Darüber hinaus kann die Sensorvorrichtung selbst diesen definierten Zeitpunkt und/oder die definierte Zeitdauer zur Verfügung stellen. Die getriggerte Auszeit liegt dabei vorzugsweise im Bereich zwischen ca. 10 und ca. 300 ms, insbesondere in einem Bereich von weniger als ca. 100 ms. Zeitspannen darüber sind vorzugsweise zu vermeiden, da dann die Gefahr besteht, dass die Aus-Phase tatsächlich vom Fahrer des Fahrzeugs als dunkle Zeit wahrgenommen wird. Geringere Auszeiten von weniger als 10 ms sind vorzugsweise zu vermeiden, da dies zu einer komplexeren Auswertung und/oder teureren Sensorvorrichtungen führt, um diese kurzen Auszeiten auch wahrnehmen zu können.
Vorteilhaft ist darüber hinaus, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren die Sensorvorrichtung an die Art des erzeugten spezifischen Parameters im ausgesendeten Eigenlicht angepasst ist, insbesondere darauf synchronisiert wird. Die Anpassung an der Sensorvorrichtung erfolgt vorzugsweise über eine separate Kontrolleinheit, die damit den Synchronisationsaufwand sowohl für die Ausleuchtvorrichtung als auch für die Sensorvorrichtung übernimmt. Die Synchronisation erfolgt insbesondere Bezug nehmend auf Auszeiten einer Pulsweitenmodulation oder auf getriggerte Auszeiten, wie sie im voranstehenden Absatz beschrieben worden sind. Dabei kann die Synchronisation aber auch direkt von der Sensorvorrichtung ausgehen, um sozusagen eine direkte automatisierte Synchronisation zur Verfügung stellen zu können. In einem solchen Fall kann vorzugsweise auf eine separate Kontrolleinheit verzichtet werden.
Ein weiterer Vorteil wird erzielt, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren für die Erzeugung eines spezifischen Parameters im ausgesendeten Eigenlicht eine Codierung auf das ausgesendete Eigenlicht aufmoduliert wird. Insbesondere handelt es sich dabei um wenigstens eine der folgenden Formen:

– Amplitudenmodulation
– Frequenzmodulation

Bei der voranstehenden Aufzählung handelt es sich um eine nicht abschließende Liste. Eine Codierung kann z. B. in definierten An- und Auszeiten verstanden werden. Dabei handelt es sich insbesondere um eine Frequenzmodulation. Die Modulierung bzw. die Codierung erfolgt in spezifischer Weise, sodass z. B. bei der Frequenzmodulation eine eindeutige Unterscheidung zur Frequenz von Fremdlicht vorgenommen werden kann. Wird beispielsweise eine fremde Ausleuchtquelle in Form einer Straßenlaterne erkannt, so wird diese mit großer Wahrscheinlichkeit mit einer Ausleuchtfrequenz von ca. 50 Hz betrieben. Erfolgt eine Codierung des Eigenlichts durch Frequenzmodulation in einem deutlich von diesen 50 Hz beabstandeten Bereich, so kann durch den Frequenzunterschied eine eindeutige Unterscheidung im Reflexionslicht zwischen Eigenlichtanteil und Fremdlichtanteil vorgenommen werden.
Eine Amplitudenmodulation erzeugt eine Veränderung der Leuchtintensität. So kann durch eine definierte Schwankung und damit eine aufmodulierte Codierung in der Ausleuchtung im Ausleuchtbereich ebenfalls eine Unterscheidung zwischen Eigenlichtanteil und Fremdlichtanteil zur Verfügung gestellt werden. Bevorzugt ist es, wenn sämtliche codierten Aufmodulationen in einem Bereich geschehen, welcher unterhalb der Wahrnehmungsgrenze des menschlichen Auges und/oder unterhalb der Interpretationsfähigkeit des menschlichen Gehirns liegt. Damit erfolgt die Auswertung außerhalb der Wahrnehmung vom Fahrer, sodass keine negative Beeinflussung durch die Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens für den Fahrer erzeugt wird. Insbesondere die Frequenzmodulation ist hierfür besonders geeignet, da sie insbesondere robust und unempfindlich gegen widrige Witterungsbedingungen ausgebildet werden kann.
Vorteilhaft ist es darüber hinaus, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß dem voranstehenden Absatz die Codierung mit einer Frequenz erfolgt, welche der Resonanzfrequenz der Sensorvorrichtung, insbesondere in Form einer Kameravorrichtung, entspricht oder im Wesentlichen entspricht. Die Codierung mit einer Frequenz im Bereich der Resonanzfrequenz führt zu einer im Wesentlichen automatisierten Verstärkung in der Wahrnehmungsmöglichkeit der Sensorvorrichtung. Wird die Resonanzfrequenz bzw. die Eigenfrequenz der Sensorvorrichtung durch die erfindungsgemäße Codierung getroffen, so kann mit geringeren Frequenzunterschieden im Codierungsbereich, also beim Erzeugen des spezifischen Parameters, gearbeitet werden. Diese Reduktion führt jedoch nicht zu einer reduzierten Erkennung, da auch durch das Treffen der Resonanzfrequenz sozusagen eine automatische Verstärkung für die Auswertung erfolgt. Geringe Amplitudenveränderungen und/oder geringe Frequenzmodulationen führen damit auch bei weniger komplex und weniger genau ausgestalteten Sensorvorrichtungen dadurch zu einer kosteneffizienten Möglichkeit der Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
Vorteilhaft ist es weiter, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren für die Erzeugung eines spezifischen Parameters im ausgesendeten Eigenlicht das Eigenlicht mit einem definierten Spektrum und/oder einem definierten Spektrumsabschnitt ausgesendet wird. Dies kann aktiv durch das erfindungsgemäße Verfahren vorgegeben werden. Auch ist es möglich, dass bereits durch spezifische Ausbildung der Ausleuchtvorrichtung ein definiertes Spektrum und/oder ein definierter Spektrumsabschnitt vorgesehen ist. So kann z. B. bei der Wahl der Leuchtmittel in Form von LEDs oder einer entsprechenden Phosphatmischung eine Laserlichtquelle ein Focus auf ein definiertes Spektrum und/oder einen definierten Spektrumsabschnitt gelegt werden. In der Auswertung erfolgt vorzugsweise die Verwendung einer Spektralanalyse, um das tatsächliche Spektrum im Reflexionslicht auswerten zu können. Dies ermöglicht es, sowohl qualitativ als auch durch die Amplitudenauswertung quantitativ eine Auswertung des Eigenlichtanteils und des Fremdlichtanteils durchzuführen. Selbstverständlich können hierfür unterschiedliche Sensorelemente innerhalb der Sensorvorrichtung miteinander kombiniert werden. So ist es beispielsweise möglich, dass als erstes Sensorelement eine Kameravorrichtung und/oder als zweites Sensorelement ein Spektrometer eingesetzt wird. Die Korrelation mit einem definierten Spektrum und/oder einem definierten Spektrumsabschnitt erlaubt eine besonders genaue und effiziente Erkennung. Insbesondere können fahrzeugspezifische Spektren eingesetzt werden, um eine Unterscheidung von gleichartigen oder ähnlichen Fahrzeugen in der Umgebung, welche ebenfalls eigenes spezifiziertes Eigenlicht aussenden, durchführen zu können.
Ein weiterer Vorteil wird erzielt, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zusätzlich ein Schritt der Überwachung der Umgebung des Fahrzeugs auf Objekte durchgeführt wird und die Anwesenheit von Objekten, insbesondere der Abstand zu Objekten, in die Auswertung des Reflexionslichts einfließt. Das bedeutet, dass nicht nur die Unterscheidung zwischen Eigenlichtanteil und Fremdlichtanteil allgemein durchgeführt wird, sondern vielmehr auch eine Korrelation zur Umgebungssituation um das Fahrzeug mit einbezogen wird. Insbesondere wird die Reflexion durch andere Objekte beeinflusst. Beispielsweise kann ein Rückschluss auf die Umgebungssituation durch das Reflexionsverhalten erfolgen. Wird beispielsweise eine reduzierte Ausleuchtung durch reduziertes Reflexionslicht erkannt, so kann dies unterschiedliche Ursachen haben. Beispielsweise kann die Straße einen gekrümmten Verlauf nach unten aufweisen, sodass Licht nicht mehr zur Reflexion zur Verfügung steht. Auch ist es jedoch möglich, dass auf der Straße stärker reflektierende Bereiche in Form von Pfützen oder Eisflächen vorliegen, sodass mehr Eigenlicht vom Fahrzeug weg reflektiert wird und dementsprechend nicht als Reflexionslicht ausgewertet werden kann. Wird im letzteren Fall ein Objekt erkannt, so kann diese verstärkte Reflexion zu einer verstärkten Blendung des Objekts bzw. Gegenverkehrs führen. Wird somit die Objektsituation für ein erfindungsgemäßes Verfahren mit einbezogen, so kann in der Situation der verstärkten Reflexion nach vorne das nachfolgende Regelverfahren angepasst werden. Während üblicherweise bei erkannter reduzierter Ausleuchtung in einem solchen Fall der Eigenlichtanteil und damit das ausgesendete Eigenlicht erhöht werden würde, wird in diesem Fall eine verstärkte Blendung des Gegenverkehrs vermieden. Die Erhöhung des ausgesendeten Eigenlichts unterbleibt dementsprechend oder wird sogar komplett zurückgenommen oder das Eigenlicht reduziert. Es erfolgt also durch ein erfindungsgemäßes Verfahren hier eine Inversion des nachfolgenden Regelverfahrens, sodass ein Beispiel einer Optimierung der nachfolgenden Regelung aufgezeigt ist.
Ein weiterer Vorteil kann erzielt werden, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren die Erzeugung des spezifischen Parameters in einer von der Ausleuchtvorrichtung und der Sensorvorrichtung separaten Master-Kontrolleinheit durchgeführt wird. Dies ermöglicht insbesondere die Nachrüstbarkeit eines erfindungsgemäßen Verfahrens für bereits bestehende Systeme. Es kann also eine gemeinsame Taktgebung von der Master-Kontrolleinheit vorgegeben werden, sodass aktiv eine bereits beschriebene Synchronisierung von Sensorvorrichtung und Ausleuchtvorrichtung erfolgen kann. Auch können die einzelnen Bauelemente, wie die Ausleuchtvorrichtung und die Sensorvorrichtung, einzelne Slave-Kontrolleinheiten aufweisen, die mit der Master-Kontrolleinheit kommunizieren. Damit ist eine direkte Kommunikation zwischen den einzelnen Vorrichtungen und der Master-Kontrolleinheit und damit eine zentralisierte Regelung vorstellbar.
Alternativ zur Ausführungsform gemäß dem voranstehenden Abschnitt ist es auch möglich, dass die Erzeugung des spezifischen Parameters von der Sensorvorrichtung aus durchgeführt wird. Das bedeutet, dass beispielsweise bei der Ausführungsform einer Synchronisation diese von der Sensorvorrichtung ausgeht. So kann die Sensorvorrichtung synchronisierend auf sich selbst und zusätzlich auf die Ausleuchtvorrichtung einwirken. Zum Beispiel kann bei der Pulsweitenmodulation diese von der Sensorvorrichtung getriggert werden. Auf eine Master-Kontrolleinheit kann hier vorzugsweise verzichtet werden, sodass die Komplexität in der Ausbildung für die Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens reduziert werden kann.
Ein weiterer Vorteil ist es, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren bei der Auswertung des Reflexionslichts ein Vergleich mit dem ausgesendeten Eigenlicht durchgeführt wird, sodass ein Rückschluss auf das Reflexionsverhalten der Fahrbahn vor dem Fahrzeug erfolgt. Dabei handelt es sich insbesondere um ein nachgeordnetes Regelungsverfahren, sodass bei der Auswertung des Reflexionslichts und dem Vergleich mit dem ausgesendeten Eigenlicht der bestimmte Ist-Wert mit einem gespeicherten und vordefinierten Soll-Wert verglichen werden kann. Dieser Vergleich kann sowohl für den gesamten Ausleuchtbereich als auch individuell für einen lokalen Ausleuchtabschnitt des Ausleuchtbereichs durchgeführt werden. Es wird also eine Möglichkeit gegeben, einen Rückschluss auf die Wirksamkeit der Ausleuchtung und dementsprechend eine eventuelle Anpassung durchführen zu können. Insbesondere erfolgt der Vergleich mit einer Datenbank, um einen Rückschluss auf das Reflexionsverhalten vor der Fahrbahn zu erlauben.
Ein weiterer Vorteil ist erzielbar, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren auf Basis des Reflexionsverhaltens der Fahrbahn vor dem Fahrzeug eine entsprechende Information an den Fahrer und/oder ein Steuergerät des Fahrzeugs ausgegeben wird. Beispielsweise kann auf diese Weise eine Unterstützung einer Erkennung oder eine vollständige Erkennung des Fahrbahnbelags vor dem Fahrzeug durchgeführt werden. Insbesondere sich verändernder Fahrbahnbelag kann zu Risikosituationen führen. Dies kann z. B. durch Eis und damit Glätte oder Nässe auf der Fahrbahn der Fall sein. Beispielsweise kann durch eine veränderte Reflexion insbesondere mit Bezug auf den darin erkannten Eigenlichtanteil eine Vorbereitung des Fahrers und/oder des Fahrzeugs erfolgen. So kann beispielsweise eine Information an den Fahrer ausgegeben werden. Auch ist es möglich, dass Assistenzsysteme des Fahrzeugs, wie ein Bremsassistentsystem oder ein ABS-System, vorbereitet werden. Auch kann bereits aktiv eine zu erwartende Bremskraftverteilung angepasst werden, um an die veränderte Fahrbahnsituation in risikominimierter Weise angepasst zu sein.
Weiter ist es möglich, dass bei einem erfindungsgemäßen Verfahren für die Erzeugung eines spezifischen Parameters im ausgesendeten Eigenlicht für eine definierte Zeitspanne ein Hilfslicht als Eigenlicht ausgesendet wird. Insbesondere wird das Hilfslicht kurzzeitig für eine minimale Zeitdauer ausgesendet und kann damit auch als Blitzlicht bezeichnet werden. Insbesondere unterscheidet sich das Hilfslicht damit vom ausgesendeten sonstigen Eigenlicht, sodass die beschriebenen spezifischen Parameter hinsichtlich der Spezifizierung des Eigenlichts ausschließlich für das Hilfslicht zur Verfügung gestellt werden. Insbesondere bei Fahrzeugen, die Ausleuchtvorrichtungen mit klassischen Leuchtmitteln aufweisen, kann dies eine Möglichkeit der Nachrüstung sein. Insbesondere kann auf diese Weise eine besonders einfache Unterscheidung zwischen einem selbstleuchtenden Objekt und einem Reflexionsobjekt, z. B. einem Verkehrsschild, durchgeführt werden. Das Hilfslicht wird dabei z. B. für eine Zeitspanne in einem Bereich von ca. 20 ms ausgesendet.
Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Ausleuchtsystem für ein Fahrzeug, aufweisend zumindest eine Ausleuchtvorrichtung für die Aussendung von Eigenlicht für die Erzeugung eines Ausleuchtbereichs vor einem Fahrzeug mit wenigstens einem Lichtmodul. Ein erfindungsgemäßes Ausleuchtsystem zeichnet sich dadurch aus, dass zumindest eine Sensorvorrichtung für das Empfangen von Reflexionslicht vorgesehen ist. Weiter ist zumindest eine Kontrolleinheit vorgesehen, welche für das Erzeugen wenigstens eines für das Eigenlicht spezifischen Parameters im ausgesendeten Eigenlicht und das Auswerten des Reflexionslichts mit Bezug auf den wenigstens einen erzeugten spezifischen Parameter des Eigenlichts ausgebildet ist. Insbesondere ist bei einem erfindungsgemäßen Ausleuchtsystem die Sensorvorrichtung und/oder die Kontrolleinheit für die Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet. Dementsprechend bringt ein erfindungsgemäßes Ausleuchtsystem die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Verfahren erläutert worden sind.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen:
1 ein Beispiel eines erzeugten Ausleuchtbereichs mit einem darin befindlichen Objekt und ein Ausleuchtsystem,
2 ein Ausleuchtsystem einer weiteren Ausführungsform,
3 eine Möglichkeit der Synchronisierung von Auszeiten,
4 eine Möglichkeit eines definierten Spektrums,
5 eine Möglichkeit eines Ausleuchtsystems,
6 eine weitere Möglichkeit eines Ausleuchtsystems und
7 eine weitere Möglichkeit eines Ausleuchtsystems.
1 zeigt in schematischer Darstellung die Draufsicht eines Fahrzeugs 100. Dieses Fahrzeug 100 ist mit zwei Ausleuchtvorrichtungen 20 in Form von zwei Frontscheinwerfern ausgestattet. Diese Ausleuchtvorrichtungen 20 stellen einen Ausleuchtbereich 110 vor dem Fahrzeug 100 zur Verfügung, indem sie Eigenlicht E emittieren.
Weiter ist in 1 gut zu erkennen, dass innerhalb des Fahrzeugs 100 ein Ausleuchtsystem 10 vorgesehen ist. Dieses weist eine Kontrolleinheit 40 auf, die als Master-Kontrolleinheit 40 ausgebildet ist. Die Master-Kontrolleinheit 40 ist signalkommunizierend sowohl mit den Ausleuchtvorrichtungen 20 als auch mit einer Sensorvorrichtung 30 in Form einer Kameraeinheit verbunden. Darüber hinaus können weitere, nicht dargestellte Sensoren vorgesehen sein, die z. B. über Radartechnik ein Objekt 300 erkennen und dessen Abstand zum Fahrzeug 100 bestimmen.
2 zeigt schematisch die Wirkungsweise eines erfindungsgemäßen Verfahrens. So sind hier für die Ausleuchtvorrichtungen 20 ein Lichtmodul 22 mit einer Vielzahl von Leuchtmitteln 24 vorgesehen. Bei den Leuchtmitteln 24 kann es sich z. B. um LEDs handeln. Diese erzeugen eine Emission von Eigenlicht E, die auf eine Fahrbahnoberfläche trifft. Auf der Fahrbahnoberfläche wird ein Teil des Eigenlichts E vom Fahrzeug 100 weg reflektiert und ein Teilgerät als Reflexionslicht R zum Fahrzeug 100 zurück. Darüber hinaus zeigt 2 eine Fremdlichtquelle 400, die Fremdlicht F emittiert, welches ebenfalls auf die Fahrbahn trifft. Dementsprechend enthält das Reflexionslicht R nicht nur den zurückgestreuten Anteil des Eigenlichts E, sondern auch einen Teil des reflektierten Anteils des Fremdlichts F. Die Sensorvorrichtung 30, hier als Kameraeinheit ausgebildet, empfängt nun Reflexionslicht R, welches sich aus zurückgestreutem Eigenlicht E und reflektiertem Fremdlicht F zusammensetzt.
In 2 ist darüber hinaus wieder eine Master-Kontrolleinheit 40 zu erkennen, welche signalkommunizierend sowohl mit der Ausleuchtvorrichtung 20 als auch mit der Sensorvorrichtung 30 verbunden ist. Die Auswertung der von der Sensorvorrichtung 30 zur Verfügung gestellten Daten erfolgt dabei vorzugsweise in der Master-Kontrolleinheit 40.
Grundsätzlich erfolgt in der Ausleuchtvorrichtung 20 die Erzeugung zumindest eines spezifischen Parameters bei der Aussendung des Eigenlichts E. Ein Beispiel dieser Spezifizierung zeigt die 3. So sind hier vier Leuchtmittel 24 der Ausleuchtvorrichtung 20 schematisch dargestellt. Dabei handelt es sich z. B. um LEDs. Rechts neben jedem Leuchtmittel 24 ist schematisch der Schaltstatus der Pulsweitenmodulationen synchronisierter Weise aufgetragen. Dabei handelt es sich um die Korrelation zwischen Ein- und Auszeiten. Die oberen Geraden der jeweiligen Kurve beschreiben dabei die Ein-Phase des Leuchtmittels, während die untere Gerade, welche parallel zur oberen Geraden verläuft, die Aus-Phase des Leuchtmittels 24 darstellt. Mit gestrichelten Linien in der Vertikalen sind die Korrelationen der einzelnen Leuchtmittel 24 hinsichtlich ihrer Aus-Phasen dargestellt. Das oberste Leuchtmittel 24 weist dementsprechend die kürzesten Aus-Phasen auf, und gibt damit die Synchronisationsbreite vor. Das mittlere Leuchtmittel 24 weist bereits breitere Aus-Phasen auf, welche vollkommen mit der zur Verfügung gestellten Aus-Phase des ersten Leuchtmittels 24 fluchten. Gleiches gilt für das unterste Leuchtmittel 24. Innerhalb der Aus-Phase wird also ein komplett dunkles Bild ohne die Aussendung von Eigenlicht E von der Sensorvorrichtung 30 wahrgenommen. Zu diesem Zeitpunkt handelt es sich also beim Reflexionslicht R, wie es 2 zeigt, ausschließlich um reflektiertes Fremdlicht F. Wird anschließend wieder in einem nächsten Bild ein helleres Bild wahrgenommen, so wird durch das Wiederanschalten der Leuchtmittel 24 im Reflexionslicht R nun sowohl Fremdlicht F als auch Eigenlicht E enthalten sein. Das Reflexionslicht R der beiden Zeitpunkte wird miteinander verglichen und erlaubt auf diese Weise eine Bestimmung des Eigenlichtanteils des Eigenlichts E.
4 zeigt eine Möglichkeit eines definierten Spektrums 200. Für die Spezifizierung des ausgesendeten Eigenlichts E kann durch Spektralanalyse anschließend in der Master-Kontrolleinheit 40 entweder das gesamte Spektrum 200 oder aber nur ein einzelner Spektrumsabschnitt 210 überwacht und ausgewertet werden. Dies kann z. B. auch zusätzlich zu anderen spezifischen Parametern eingesetzt werden.
Die 5, 6 und 7 zeigen drei unterschiedliche Regelmechanismen, welche bei einem erfindungsgemäßen Verfahren und bei einem erfindungsgemäßen Ausleuchtsystem 10 zum Einsatz kommen können. 5 zeigt eine Variante mit einer Master-Kontrolleinheit 40, welche direkt mit der Sensorvorrichtung 30 und der Ausleuchtvorrichtung 20 in signalkommunizierender Weise verbunden ist. 6 zeigt eine Variante der Ausleuchtvorrichtung 20, bei welcher jede der Vorrichtungen, also die Ausleuchtvorrichtung 20 und die Sensorvorrichtung 40, jeweils noch eine eigene Slave-Kontrolleinheit 42 aufweisen. Diese jeweilige Slave-Kontrolleinheit 42 ist signalkommunizierend sowohl mit der Master-Kontrolleinheit 40 als auch mit der Ausleuchtvorrichtung 20 bzw. der Sensorvorrichtung 30 verbunden. 7 zeigt die einfachste und hinsichtlich der Komplexität reduzierteste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ausleuchtsystems 10. Hier kann die Sensorvorrichtung 30 direkt Einfluss auf die Ausleuchtvorrichtung 20 nehmen, sodass sozusagen die Spezifizierung wenigstens eines Parameters von der Sensorvorrichtung 30 ausgeht oder zumindest von dieser vorgegeben wird.
Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

10: Ausleuchtsystem
20: Ausleuchtvorrichtung
22: Lichtmodul
24: Leuchtmittel
30: Sensorvorrichtung
40: Master-Kontrolleinheit
42: Slave-Kontrolleinheit
100: Fahrzeug
110: Ausleuchtbereich
200: Spektrum
210: Spektrumsabschnitt
300: Objekt
400: Fremdlichtquelle
E: Eigenlichtanteil
F: Fremdlichtanteil
R: Reflexionslicht

Claims

Verfahren für die Bestimmung des Eigenlichtanteils (E) in Reflexionslicht (R), welches aus einem Ausleuchtbereich (110) vor einem Fahrzeug (100) in Richtung des Fahrzeugs (100) zurückstreut wird, aufweisend die folgenden Schritte: – Aussenden von Eigenlicht (E) von einer Ausleuchtvorrichtung (20) des Fahrzeugs (100), – Erzeugen wenigstens eines für das Eigenlicht (E) spezifischen Parameters im ausgesendeten Eigenlicht (E), – Empfangen von Reflexionslicht (R) mit einer Sensorvorrichtung (30), – Auswerten des Reflexionslichts (R) mit Bezug auf den wenigstens einen erzeugten spezifischen Parameter des Eigenlichts (E).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Erzeugung eines spezifischen Parameters im ausgesendeten Eigenlicht (E) die Pulsweitenmodulation des Eigenlichts (E) verändert, insbesondere für alle Leuchtmittel (24) der Ausleuchtvorrichtung (20) auf gleiche oder überschneidende Auszeiten synchronisiert wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Erzeugung eines spezifischen Parameters im ausgesendeten Eigenlicht (E) die Aussendung von Eigenlicht (E) zu einem definierten Zeitpunkt und/oder für eine definierte Zeitdauer unterbleibt.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung (30) an die Art des erzeugten spezifischen Parameters im ausgesendeten Eigenlicht (E) angepasst, insbesondere darauf synchronisiert wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Erzeugung eines spezifischen Parameters im ausgesendeten Eigenlicht (E) eine Codierung auf das ausgesendete Eigenlicht aufmoduliert wird, insbesondere in wenigstens einer der folgenden Formen: – Amplitudenmodulation – Frequenzmodulation
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Codierung mit einer Frequenz erfolgt, welche der Resonanzfrequenz der Sensorvorrichtung (30), insbesondere in Form einer Kameravorrichtung, entspricht oder im Wesentlichen entspricht.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Erzeugung eines spezifischen Parameters im ausgesendeten Eigenlicht (E) das Eigenlicht (E) mit einem definierten Spektrum (200) und/oder einem definierten Spektrumsabschnitt (210) ausgesendet wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein Schritt der Überwachung der Umgebung des Fahrzeugs (100) auf Objekte (300) durchgeführt wird und die Anwesenheit von Objekten (300), insbesondere der Abstand zu Objekten (300), in die Auswertung des Reflexionslichts (R) einfließt.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung des spezifischen Parameters in einer von der Ausleuchtvorrichtung (20) und der Sensorvorrichtung (30) separaten Master-Kontrolleinheit (40) durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung des spezifischen Parameters von der Sensorvorrichtung (30) aus durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Auswertung des Reflexionslichts (R) ein Vergleich mit dem ausgesendeten Eigenlicht (E) durchgeführt wird, so dass ein Rückschluss auf das Reflexionsverhalten der Fahrbahn vor dem Fahrzeug (100) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass auf Basis des Reflexionsverhaltens der Fahrbahn vor dem Fahrzeug (100) eine entsprechende Information an den Fahrer und/oder ein Steuergerät des Fahrzeugs (100) ausgegeben wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Erzeugung eines spezifischen Parameters im ausgesendeten Eigenlicht (E) für eine definierte Zeitspanne ein Hilfslicht als Eigenlicht (E) ausgesendet wird.
Ausleuchtsystem (10) für ein Fahrzeug (100), aufweisend zumindest eine Ausleuchtvorrichtung (20) für die Aussendung von Eigenlicht (E) für die Erzeugung eines Ausleuchtbereichs (110) vor einem Fahrzeug (100) mit wenigstens einem Lichtmodul (22), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Sensorvorrichtung (30) für das Empfangen von Reflexionslicht (R) vorgesehen ist und weiter zumindest eine Kontrolleinheit (40, 42) vorgesehen ist, welche für das Erzeugen wenigstens eines für das Eigenlicht (E) spezifischen Parameters im ausgesendeten Eigenlicht (E) und das Auswerten des Reflexionslichts (R) mit Bezug auf den wenigstens einen erzeugten spezifischen Parameter des Eigenlichts (E) ausgebildet ist.
Ausleuchtsystem (10) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung (30) und/oder die Kontrolleinheit (40, 42) für die Durchführung eines Verfahrens mit den Merkmalen eines der Ansprüche 1 bis 13 ausgebildet ist.