DE102013220385A1 - Lighting for a light transit time camera system - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtung (100) für ein Lichtlaufzeitkamerasystem (1) eines Fahrzeugs (300), bei der die Beleuchtung ein moduliertes Licht abstrahlt, wobei eine Intensität des modulierten Lichts in Abhängigkeit einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs (300) angepasst wird.A method of operating a lighting (100) for a light transit time camera system (1) of a vehicle (300), wherein the illumination emits modulated light, wherein an intensity of the modulated light is adjusted in response to a speed of the vehicle (300).
Description
Die Erfindung betrifft ein Lichtlaufzeitkamerasystem und eine Beleuchtung für ein Lichtlaufzeitkamerasystem und ein Verfahren zum Betreiben einer solchen nach Gattung der unabhängigen Ansprüche. The invention relates to a light transit time camera system and an illumination for a light transit time camera system and a method for operating such according to the preamble of the independent claims.
Mit Lichtlaufzeitkamerasystem sollen nicht nur Systeme umfasst sein, die Entfernungen direkt aus der Lichtlaufzeit ermitteln, sondern insbesondere auch alle Lichtlaufzeit bzw. 3D-TOF-Kamerasysteme, die eine Laufzeitinformation aus der Phasenverschiebung einer emittierten und empfangenen Strahlung gewinnen. Als Lichtlaufzeit bzw. 3D-TOF-Kameras sind insbesondere PMD-Kameras mit Photomischdetektoren (PMD) geeignet, wie sie u.a. in den Anmeldungen
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Reichweite einer Beleuchtung eines Lichtlaufzeitkamerasystems in einem Fahrzeug zu verbessern. The object of the invention is to improve a range of illumination of a light transit time camera system in a vehicle.
Die Aufgabe wird in vorteilhafter Weise durch das erfindungsgemäße Verfahren und die Beleuchtung nach Gattung der unabhängigen Ansprüche gelöst. The object is achieved in an advantageous manner by the method according to the invention and the lighting according to the preamble of the independent claims.
Vorteilhaft ist ein Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtung für ein Lichtlaufzeitkamerasystem eines Fahrzeugs vorgesehen, bei der die Beleuchtung ein moduliertes Licht abstrahlt, wobei beim Bewegen des Fahrzeugs eine Intensität des modulierten Lichts in Abhängigkeit einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs angepasst wird. Advantageously, a method is provided for operating an illumination for a light transit time camera system of a vehicle, in which the illumination emits a modulated light, wherein an intensity of the modulated light is adjusted in response to a speed of the vehicle when moving the vehicle.
Dieses Vorgehen hat den Vorteil, dass die Intensität des emittierten Lichts dynamisch an die jeweilige Fahrsituation angepasst und insbesondere über einen vorgegebenen Grenzwert, der im Stillstand des Fahrzeugs beispielsweise aufgrund von Augensicherheitsbestimmungen einzuhalten ist, erhöht werden kann. Hierdurch lassen sich, unter Beibehaltung der Augensicherheit, die Reichweite der Beleuchtung erhöhen und aufgrund der höheren Lichtintensität auch kürze Belichtungszeiten realisieren und somit auch Bewegungsartefakte reduzieren. This procedure has the advantage that the intensity of the emitted light can be dynamically adapted to the respective driving situation and, in particular, increased over a predetermined limit value, which must be observed when the vehicle is at a standstill, for example on the basis of eye safety regulations. As a result, while maintaining eye safety, the range of the illumination can be increased and, because of the higher light intensity, shorter exposure times can also be realized and thus also movement artifacts can be reduced.
Insbesondere ist es von Vorteil, dass im Stillstand des Fahrzeugs die Intensität des emittierten Lichts derart vorgegeben wird, dass ein vorgegebener Intensitätsgrenzwert innerhalb eines Beleuchtungskegels nicht überschritten wird, wobei für ein bewegtes Fahrzeug ein Nahbereich innerhalb des Beleuchtungskegels vorgebbar ist, in dem die Intensität des abgestrahlten Lichts auch oberhalb des vorgegebenen Intensitätsgrenzwertes geschwindigkeitsabhängig angepasst werden kann. In particular, it is advantageous that, when the vehicle is at a standstill, the intensity of the emitted light is predetermined such that a predetermined intensity limit within an illumination cone is not exceeded, wherein for a moving vehicle a proximity within the illumination cone can be predetermined, in which the intensity of the emitted radiation Light can also be adjusted speed-dependent above the predetermined intensity limit value.
Zur Gewährleistung der Augensicherheit ist es insbesondere von Vorteil, die Überschreitung des Intensitätsgrenzwertes nur innerhalb eines Fahrschlauches zu ermöglichen und/oder eine vordere Grenze des Nahbereichs in Abhängigkeit eines minimalen Bremswegs festzulegen. To ensure eye safety, it is particularly advantageous to allow exceeding the intensity limit only within a driving tube and / or to set a front limit of the near range in dependence on a minimum braking distance.
Da sich Personen vernünftigerweise nicht in einen solchen Fahrschlauch und/oder in einem Bereich, in dem das Fahrzeug beim Bremsen nicht zum Stillstand gelangen kann aufhalten, ist die Gefahr einer Augenverletzung durch das emittierte Licht praktisch nicht gegeben oder von untergeordneter Bedeutung. Since people are reasonably not in such a travel tube and / or in an area where the vehicle can not come to a standstill when braking, the risk of eye injury from the emitted light is practically not given or of minor importance.
In einer weiteren Ausgestaltung ist es vorgesehen, die Intensität des Lichts zu reduzieren, sobald ein Objekt in den Nahbereich der Beleuchtung eintritt. Dieses Vorgehen hat den Vorteil, dass bei einem Eindringen eines Objekts, beispielsweise eines Fahrzeugs oder einer Person, in den Nahbereich die ggf. vorliegende kritische Strahlungsintensität sofort auf ein unkritisches Niveau abgesenkt werden kann, um auch für eine solche Situation einen augensicheren Betrieb zu gewährleisten. In a further embodiment, it is provided to reduce the intensity of the light as soon as an object enters the vicinity of the illumination. This procedure has the advantage that when an object, for example a vehicle or a person, enters the vicinity, the possibly present critical radiation intensity can be lowered immediately to an uncritical level in order to ensure eye-safe operation even for such a situation.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. The invention will be explained in more detail by means of embodiments with reference to the drawings.
Es zeigen: Show it:
Bei der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten. In the following description of the preferred embodiments, like reference characters designate like or similar components.
Das Lichtlaufzeitkamerasystem
Das Messprinzip dieser Anordnung basiert im Wesentlichen darauf, dass ausgehend von der Phasenverschiebung des emittierten und empfangenen Lichts die Laufzeit und somit die zurückgelegte Wegstrecke des empfangenen Lichts ermittelt werden kann. Zu diesem Zwecke werden die Lichtquelle
Entsprechend des eingestellten Modulationssignals sendet die Lichtquelle
Zur Verbesserung der Messgenauigkeit und/oder zur Erweiterung des Eindeutigkeitsbereichs kann es ferner vorgesehen sein, Lichtlaufzeitmessungen mit unterschiedlichen Modulationsfrequenzen durchzuführen. Zu diesem Zweck ist der Modulator
Der Modulator
Ferner ist die Empfangseinheit
Als Beleuchtungsquelle bzw. Lichtquelle
Bei einem fahrenden Auto, wird sich dieser minimale Beobachtungsabstand mit steigender Geschwindigkeit erhöhen, da sich der Bremsweg mit der Geschwindigkeit v zum Quadrat erhöht. Gleichzeitig wird sich auch der zu überwachende Gefahrenbereich ausdehnen. Die benötigte Intensität I dazu wird auch mit I v2 zunehmen. Damit wäre im Prinzip eine Überwachung in einem sehr weiten Bereich möglich. With a moving car, this minimum observation distance will increase with increasing speed as the braking distance increases with the speed v squared. At the same time, the danger area to be monitored will also expand. The required intensity I will also increase with I v 2 . Thus, in principle, monitoring in a very wide range would be possible.
Die Erfindung geht somit von der Überlegung aus, dass sich bei einem bewegten Fahrzeug typischerweise keine Person im Nahbereich des Fahrzeugs, also beispielsweise in einem Abstand kleiner 3 m, aufhält. Die für statische Situationen vorgegebenen Augensicherheits-Grenzwerte sind somit für einen Nahbereich eines fahrenden Fahrzeugs neu zu bewerten. The invention is therefore based on the consideration that in a moving vehicle typically no person in the vicinity of the vehicle, so for example at a distance less than 3 m, resides. The eye safety limit values specified for static situations must therefore be re-evaluated for a short-distance range of a moving vehicle.
Der Grundgedanke der Erfindung ist, dass die Lichtintensität, die für ein stehenden Fahrzeug als augensicher gilt, bei einem fahrenden Fahrzeug sukzessive erhöht werden kann, da der Bereich in denen sich verkehrstypisch keine Personen aufhalten mit zunehmender Geschwindigkeit vergrößert. The basic idea of the invention is that the light intensity, which is considered to be eye safe for a stationary vehicle, can be increased successively in a moving vehicle, since the area in which traffic-typical no persons are present increases with increasing speed.
Als möglicher Ansatz für die Abschätzung der Größe eines solchen Nahbereichs N bzw. „Unbedenklichkeitsbereich“ könnte ein Bremsweg dB, insbesondere minimaler Bremsweg des Fahrzeugs herangezogen werden. Für einen solchen Bereich besteht eine hochgradige Gefahr mit dem Fahrzeug zu kollidieren, so dass dieser Bereich vernünftigerweise nicht von Personen betreten wird. As a possible approach for the estimation of the size of such a short range N or "safety area" a braking distance d B , in particular the minimum braking distance of the vehicle could be used. For such a range, there is a high risk of colliding with the vehicle, so that this area is not reasonably accessed by persons.
Als weiteres Kriterium kann der Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug herangezogen werden. Wird der Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug derart gering, dass das Fahrzeug in den Nahbereich bzw. Unbedenklichkeitsbereich eindringt wäre aus Sicherheitsgründen die emittierte Lichtleistung zu reduzieren. As a further criterion, the distance to a preceding vehicle can be used. If the distance to a vehicle in front is so small that the vehicle penetrates into the vicinity or safety area, the emitted light power would have to be reduced for safety reasons.
Als weiteres Kriterium für die Einstellung der Lichtleistung kann auch die Stärke des Umgebungslichts herangezogen werden. Zur Abschätzung der Grenzwerte für die Augensicherheit ist unter anderem auch der Pupillendurchmesser zu berücksichtigen. Bei hoher Umgebungshelligkeit kann sich beispielsweise der Pupillendurchmesser von 7 mm auf 3 mm verringern, so dass auch höhere Lichtleistungen unschädlich sind. As a further criterion for adjusting the light output and the strength of the ambient light can be used. In order to estimate the limits for eye safety, the pupil diameter should be taken into consideration. At high ambient brightness, for example, the pupil diameter of 7 mm can be reduced to 3 mm, so that even higher light outputs are harmless.
Die seitliche Abgrenzung des Nahbereichs ist vorzugsweise durch einen sogenannten Fahrschlauch vorgebbar. Unter Fahrschlauch ist der Bereich vor einem Fahrzeug zu verstehen, der aufgrund der Fahrdynamik inklusive aller möglichen Lenkbewegungen nicht verlassen werden kann. The lateral delimitation of the near zone is preferably predeterminable by a so-called driving tube. Driving lane is the area in front of a vehicle that can not be left due to the driving dynamics including all possible steering movements.
In einer weiteren Ausgestaltung kann es auch vorgesehen sein, Bereiche mit unterschiedlich starken Lichtintensitäten innerhalb dieses minimalen Fahrschlauchs vorzusehen. In a further embodiment, it may also be provided to provide regions with different intensity of light within this minimum travel tube.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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