DE102013220385B4 - Lighting for a light transit time camera system - Google Patents

Lighting for a light transit time camera system Download PDF

Info

Publication number
DE102013220385B4
DE102013220385B4 DE102013220385.3A DE102013220385A DE102013220385B4 DE 102013220385 B4 DE102013220385 B4 DE 102013220385B4 DE 102013220385 A DE102013220385 A DE 102013220385A DE 102013220385 B4 DE102013220385 B4 DE 102013220385B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
light
vehicle
intensity
speed
lighting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102013220385.3A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102013220385A1 (en
Inventor
Björn Biehler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
PMDtechnologies AG
Original Assignee
IFM Electronic GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IFM Electronic GmbH filed Critical IFM Electronic GmbH
Priority to DE102013220385.3A priority Critical patent/DE102013220385B4/en
Publication of DE102013220385A1 publication Critical patent/DE102013220385A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102013220385B4 publication Critical patent/DE102013220385B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/491Details of non-pulse systems
    • G01S7/4911Transmitters
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06Systems determining position data of a target
    • G01S17/08Systems determining position data of a target for measuring distance only
    • G01S17/32Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
    • G01S17/36Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated with phase comparison between the received signal and the contemporaneously transmitted signal
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/89Lidar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S17/8943D imaging with simultaneous measurement of time-of-flight at a 2D array of receiver pixels, e.g. time-of-flight cameras or flash lidar
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/93Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S17/931Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Lighting Device Outwards From Vehicle And Optical Signal (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)

Abstract

Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtung (100) für ein Lichtlaufzeitkamerasystem (1) eines Fahrzeugs (300),
bei der die Beleuchtung ein moduliertes Licht abstrahlt,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Intensität des modulierten Lichts in Abhängigkeit einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs (300) angepasst wird
und dass im Stillstand des Fahrzeugs die Intensität des emittierten Lichts derart vorgegeben wird, dass ein vorgegebenen Intensitätsgrenzwert innerhalb eines Beleuchtungskegels (B) nicht überschritten wird,
wobei für ein bewegtes Fahrzeug (300) ein Nahbereich (N) innerhalb des Beleuchtungskegels (B) vorgegeben wird, in dem die Intensität des abgestrahlten Lichts auch oberhalb des vorgegebenen Intensitätsgrenzwertes geschwindigkeitsabhängig angepasst werden kann
und dass seitliche Grenzen des Nahbereichs (N) in Abhängigkeit eines geschwindigkeitsabhängigen Fahrschlauchs (FS) festgelegt werden.
Method for operating a lighting system (100) for a light transit time camera system (1) of a vehicle (300),
where the lighting emits a modulated light,
characterized,
in that an intensity of the modulated light is adjusted as a function of a speed of the vehicle (300)
and that, when the vehicle is at a standstill, the intensity of the emitted light is predetermined in such a way that a predetermined intensity limit within an illumination cone (B) is not exceeded,
wherein for a moving vehicle (300), a near zone (N) within the illumination cone (B) is specified, in which the intensity of the emitted light can be adjusted as a function of the speed also above the predetermined intensity limit value
and that lateral limits of the near range (N) are determined as a function of a speed-dependent travel tube (FS).

Figure DE102013220385B4_0001
Figure DE102013220385B4_0001

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 EP 1 777 747 , US 6 587 186 und auch DE 197 04 496 beschrieben und beispielsweise von der Firma 'ifm electronic GmbH’ oder 'PMD-Technologies GmbH' als Frame-Grabber O3D bzw. als CamCube zu beziehen sind. Die PMD-Kamera erlaubt insbesondere eine flexible Anordnung der Lichtquelle und des Detektors, die sowohl in einem Gehäuse als auch separat angeordnet werden können. With the time of flight camera system, not only systems should be included which determine distances directly from the light transit time, but in particular also all the time of flight or 3D TOF camera systems which acquire transit time information from the phase shift of an emitted and received radiation. In particular, PMD cameras with photonic mixer detectors (PMD) are suitable as the light transit time or 3D TOF cameras, as described, inter alia, in the applications EP 1 777 747 . US Pat. No. 6,587,186 and also DE 197 04 496 described and, for example, by the company 'ifm electronic GmbH' or 'PMD Technologies GmbH' as a frame grabber O3D or as CamCube relate. In particular, the PMD camera allows a flexible arrangement of the light source and the detector, which can be arranged both in a housing and separately.

Aus der DE 10 2011 081 561 A1 ist ferner ein Lichtlaufzeitkamerasystem bekannt, das für sicherheitsrelevante Anwendungen optimiert ist und einen Kontrollsensor zu Überwachung des Gesamtsystems aufweist. From the DE 10 2011 081 561 A1 Furthermore, a light transit time camera system is known, which is optimized for safety-relevant applications and has a control sensor for monitoring the entire system.

Die DE 603 19 238 T2 beschäftigt sich mit einem Nachtsichtabbildungssystem zur Montage in einem Fahrzeug. Zur Gewährleistung der Augensicherheit bei Anwendung eins Laserlichts ist es vorgesehen, dass das Laserlicht in Abhängigkeit der Reisegeschwindigkeit des Fahrzeugs angepasst wird. Hierzu ist es insbesondere vorgesehen, dass bei langsamen Geschwindigkeiten der Laser abgeschaltet oder abgeschwächt wird. Die Beleuchtung ist so ausgestaltet, dass der divergente Kegel des Laserlichts unter einem Winkel verläuft, bei welchem die Breite des Fahrzeugs nicht überschritten wird. The DE 603 19 238 T2 deals with a night vision imaging system for mounting in a vehicle. To ensure eye safety when using a laser light, it is provided that the laser light is adjusted as a function of the cruising speed of the vehicle. For this purpose, it is provided in particular that is switched off or attenuated at slow speeds of the laser. The lighting is designed so that the divergent cone of the laser light is at an angle at which the width of the vehicle is not exceeded.

Ebenso ist aus der DE 197 07 936 A1 ein optischer Abstandssensor bekannt, bei dem die ausgesendete Lichtleistung in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellt wird. Zudem ist es vorgesehen, dass bei niedrigen Geschwindigkeiten aufgrund des geringeren Bremsweges nur ein kleinerer Bereich auf Hindernisse überwacht wird. Likewise is from the DE 197 07 936 A1 an optical distance sensor is known in which the emitted light power is adjusted as a function of the vehicle speed. In addition, it is provided that at low speeds due to the reduced braking distance only a smaller area is monitored for obstacles.

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 predefined intensity limit within an illumination cone is not exceeded,
wherein for a moving vehicle, a near range within the illumination cone can be predetermined, in which the intensity of the emitted light can be adjusted as a function of the speed also 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:

1 schematisch das grundlegende Prinzip der Photomischdetektion, 1 schematically the basic principle of photomix detection,

2 eine Frontansicht eines Fahrzeugs mit einem Lichtlaufzeitkamerasystem, 2 a front view of a vehicle with a light time camera system,

3 eine Seitenansicht eines Fahrzeugs gemäß 2 3 a side view of a vehicle according to 2

4 eine Draufsicht auf die Beleuchtungssituation gemäß 2 und 3. 4 a plan view of the lighting situation according to 2 and 3 ,

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.

1 zeigt eine Messsituation für eine optische Entfernungsmessung mit einer Lichtlaufzeitkamera, wie sie beispielsweise aus der DE 197 04 496 bekannt ist. 1 shows a measurement situation for an optical distance measurement with a light time camera, as for example from the DE 197 04 496 is known.

Das Lichtlaufzeitkamerasystem 1 umfasst eine Sendeeinheit bzw. ein Beleuchtungsmodul 10 mit einer Beleuchtung 12 und einer dazugehörigen Strahlformungsoptik 15 sowie eine Empfangseinheit bzw. Lichtlaufzeitkamera 20 mit einer Empfangsoptik 25 und einem Lichtlaufzeitsensor 22. Der Lichtlaufzeitsensor 22 weist ein Pixel-Array auf und ist insbesondere als PMD-Sensor ausgebildet. Die Empfangsoptik 25 besteht typischerweise zur Verbesserung der Abbildungseigenschaften aus mehreren optischen Elementen. Die Strahlformungsoptik 15 der Sendeeinheit 10 kann beispielsweise als Reflektor oder Linsenoptik ausgebildet sein. The light transit time camera system 1 comprises a transmitting unit or a lighting module 10 with a lighting 12 and associated beam shaping optics 15 as well as a receiving unit or light runtime camera 20 with a receiving optics 25 and a light transit time sensor 22 , The light transit time sensor 22 has a pixel array and is designed in particular as a PMD sensor. The receiving optics 25 typically consists of improving the imaging characteristics of multiple optical elements. The beam shaping optics 15 the transmitting unit 10 may be formed for example as a reflector or lens optics.

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 12 und der Lichtlaufzeitsensor 22 über einen Modulator 30 gemeinsam mit einem bestimmten Modulationssignal Mo mit einer Basisphasenlage φ0 beaufschlagt. Im dargestellten Beispiel ist ferner zwischen dem Modulator 30 und der Lichtquelle 12 ein Phasenschieber 35 vorgesehen, mit dem die Basisphase φ0 des Modulationssignals M0 der Lichtquelle 12 um definierte Phasenlagen φvar verschoben werden kann. Für typische Phasenmessungen werden vorzugsweise Phasenlagen von φvar = 0°, 90°, 180°, 270° verwendet. The measurement principle of this arrangement is essentially based on the fact that, based on the phase shift of the emitted and received light, the transit time and thus the distance covered by the received light can be determined. For this purpose, the light source 12 and the light transit time sensor 22 via a modulator 30 together with a certain modulation signal M o with a base phase position φ 0 applied. In the example shown is also between the modulator 30 and the light source 12 a phase shifter 35 provided with the base phase φ 0 of the modulation signal M 0 of the light source 12 can be moved by defined phase positions φ var . For typical phase measurements, phase positions of φ var = 0 °, 90 °, 180 °, 270 ° are preferably used.

Entsprechend des eingestellten Modulationssignals sendet die Lichtquelle 12 ein intensitätsmoduliertes Signal Sp1 mit der ersten Phaselage p1 bzw. p1 = φ0 + φvar aus. Dieses Signal Sp1 bzw. die elektromagnetische Strahlung wird im dargestellten Fall von einem Objekt 40 reflektiert und trifft aufgrund der zurückgelegten Wegstrecke entsprechend phasenverschoben ∆φ(tL) mit einer zweiten Phasenlage p2 = φ0 + φvar + ∆φ(tL) als Empfangssignal Sp2 auf den Lichtlaufzeitsensor 22. Im Lichtlaufzeitsensor 22 wird das Modulationssignal Mo mit dem empfangenen Signal Sp2 gemischt, wobei aus dem resultierenden Signal die Phasenverschiebung bzw. die Objektentfernung d ermittelt wird. The light source transmits according to the set modulation signal 12 an intensity-modulated signal S p1 with the first phase position p1 or p1 = φ 0 + φ var . This signal S p1 or the electromagnetic radiation is in the illustrated case of an object 40 reflects and hits due to the distance traveled corresponding phase-shifted Δφ (t L ) with a second phase position p2 = φ 0 + φ var + Δφ (t L ) as a received signal S p2 to the light transit time sensor 22 , In the time of flight sensor 22 the modulation signal M o is mixed with the received signal S p2 , wherein the phase shift or the object distance d is determined from the resulting signal.

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 30 mit einem Modulationssteuergerät 38 verbunden, das vorzugsweise innerhalb eines vorgegebenen Frequenzspektrums Modulationsfrequenzen vorgeben kann. To improve the measurement accuracy and / or to expand the uniqueness range, it may also be provided to carry out light transit time measurements with different modulation frequencies. For this purpose, the modulator 30 with a modulation control unit 38 connected, which can preferably specify within a predetermined frequency spectrum modulation frequencies.

Der Modulator 30 könnte beispielsweise als Frequenzsynthesizer ausgebildet sein, der über das Modulationssteuergerät 38 für die jeweilige Messaufgabe angesteuert wird. The modulator 30 could for example be designed as a frequency synthesizer, via the modulation control unit 38 is controlled for the respective measuring task.

Ferner ist die Empfangseinheit 20 mit einer Auswerteeinheit 27 verbunden. Die Auswerteeinheit 27 kann gegebenenfalls auch Bestandteil der Empfangseinheit 20 und insbesondere auch Teil des Lichtlaufzeitsensors 22 sein. Aufgabe der Auswerteeinheit 27 ist es, anhand der empfangenen Signale in Relation zur Modulationsfrequenz Phasenverschiebungen zu ermitteln und/oder auszuwerten. Die Mischung der empfangen Lichtstrahlen mit der Modulationsfrequenz erfolgt vorzugsweise im Lichtlaufzeitsensor 22 bzw. PMD-Sensor. Ferner kann das Modulationssteuergerät 38 auch Bestandteil der Auswerteeinheit 27 sein. Insbesondere kann es auch vorgesehen sein, dass die Auswerteeinheit 27 die Funktion des Modulationssteuergeräts 38 vollständig oder teilweise übernimmt. Furthermore, the receiving unit 20 with an evaluation unit 27 connected. The evaluation unit 27 may also be part of the receiving unit 20 and in particular also part of the light transit time sensor 22 be. Task of the evaluation unit 27 It is to determine based on the received signals in relation to the modulation frequency phase shifts and / or evaluate. The mixture of the received light beams with the modulation frequency is preferably carried out in the light transit time sensor 22 or PMD sensor. Furthermore, the modulation control unit 38 also part of the evaluation unit 27 be. In particular, it may also be provided that the evaluation unit 27 the function of the modulation control unit 38 completely or partially takes over.

Als Beleuchtungsquelle bzw. Lichtquelle 12 eignen sich vorzugsweise Infrarot-Leuchtdioden oder Infrarot-Laserdioden. Selbstverständlich sind auch andere Strahlungsquellen in einer anderen Bauart und in anderen Wellenlängenbereichen denkbar. As illumination source or light source 12 are preferably infrared light emitting diodes or infrared laser diodes. Of course, other radiation sources in a different type and in other wavelength ranges are conceivable.

2 zeigt eine Frontansicht eines Fahrzeugs 300 mit einem Lichtlaufzeitkamerasystem bei dem ein Lichtlaufzeitkameramodul 200 im oberen Bereich einer Frontscheibe und eine Beleuchtung bzw. ein Beleuchtungsmodul 100 im vorderen Stoßfänger- oder Kühlerbereich angeordnet ist. Das Beleuchtungsmodul strahlt moduliertes Licht in einen Beleuchtungskegel B nach vorne ab, wobei die Lichtlaufzeitkamera 200 das von Objekten zurückgestrahlte Licht erfasst und eine Objektentfernung ermittelt. Die vorausschauende Entfernungsbestimmung findet insbesondere Verwendung in Fahrerassistenzsysteme und kann beispielsweise als Mittel zur Kollisionswarnung eingesetzt werden. Auch sind Anwendungen für autonome Fahrsysteme möglich. 2 shows a front view of a vehicle 300 with a light time camera system in which a light time camera module 200 in the upper area of a windshield and a lighting or a lighting module 100 is arranged in the front bumper or radiator area. The lighting module radiates modulated light to an illuminating cone B forward, wherein the light transit time camera 200 detects the reflected back from objects light and determines an object distance. The predictive distance determination is used in particular in driver assistance systems and can be used, for example, as means for collision warning. Also, applications for autonomous driving systems are possible.

3 zeigt eine Seitenansicht des Fahrzeugs 300 gemäß 2 mit einer Person 400 im Beleuchtungsbereich B des Beleuchtungsmoduls 100. Bei der Auslegung der Beleuchtung ist darauf zu achten, dass beim Betrieb der Beleuchtung Augenverletzungen durch emittiertes Licht vermieden werden. Die einschlägigen Normen beispielsweise DIN EN 62471 oder DIN EN 60825-1 sind einzuhalten. Für die Beurteilung der Augensicherheit werden typischerweise eine Bestrahlungsdauer von mehreren Sekunden und ein Betrachtungsabstand von mehreren cm angesetzt. Insbesondere gehen die Normen davon aus, dass die Lichtquelle aus einem Abstand von 200 mm betrachtet werden kann. Dies ist zwar für ein stehendes Auto einbaubedingt möglich, wenn auch recht unwahrscheinlich. 3 shows a side view of the vehicle 300 according to 2 with one person 400 in the illumination area B of the lighting module 100 , When designing the lighting, it must be ensured that eye injuries due to emitted light are avoided when operating the lighting. The relevant standards, for example DIN EN 62471 or DIN EN 60825-1 must be observed. For the assessment of eye safety typically a radiation duration of several seconds and a viewing distance of several cm are used. In particular, the standards assume that the light source can be viewed from a distance of 200 mm. Although this is possible for a stagnant car due to installation, if quite unlikely.

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 increase with I ̴ v². 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.

4 zeigt eine Draufsicht auf ein Fahrzeug 300 mit einem sich in Fahrtrichtung ausbreitenden Beleuchtungskegel B. Aus den vorgenannten Überlegungen lässt sich dann ein Nahbereich N aufspannen, dessen Nahbereichsgrenze NG nach vorn beispielsweise in Abhängigkeit des minimalen Bremswegs dB festgelegt ist. Die seitlichen Grenzen des Nahbereichs N sind im dargestellten Beispiel durch einen sich fahrdynamisch ergebenden Fahrschlauch FS festgelegt. 4 shows a plan view of a vehicle 300 with the lighting cone B propagating in the direction of travel. From the above considerations, it is then possible to span a near zone N whose short-range boundary NG is set to the front, for example as a function of the minimum braking distance d B. The lateral limits of the close range N are defined in the example shown by a driving dynamics resulting driving line FS.

Claims (4)

Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtung (100) für ein Lichtlaufzeitkamerasystem (1) eines Fahrzeugs (300), bei der die Beleuchtung ein moduliertes Licht abstrahlt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Intensität des modulierten Lichts in Abhängigkeit einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs (300) angepasst wird und dass im Stillstand des Fahrzeugs die Intensität des emittierten Lichts derart vorgegeben wird, dass ein vorgegebenen Intensitätsgrenzwert innerhalb eines Beleuchtungskegels (B) nicht überschritten wird, wobei für ein bewegtes Fahrzeug (300) ein Nahbereich (N) innerhalb des Beleuchtungskegels (B) vorgegeben wird, in dem die Intensität des abgestrahlten Lichts auch oberhalb des vorgegebenen Intensitätsgrenzwertes geschwindigkeitsabhängig angepasst werden kann und dass seitliche Grenzen des Nahbereichs (N) in Abhängigkeit eines geschwindigkeitsabhängigen Fahrschlauchs (FS) festgelegt werden. Method for operating a lighting ( 100 ) for a light transit time camera system ( 1 ) of a vehicle ( 300 ), in which the illumination emits a modulated light, characterized in that an intensity of the modulated light in dependence on a speed of the vehicle ( 300 ) and 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 (B) is not exceeded, wherein for a moving vehicle ( 300 ) a short-range (N) within the illumination cone (B) is given, in which the intensity of the emitted light can be adjusted depending on the speed, even above the predetermined intensity limit value and that lateral limits of the near range (N) are determined as a function of a speed-dependent travel tube (FS). Verfahren nach Anspruch 1, bei dem eine vordere Grenze (G) des Nahbereichs (N) in Abhängigkeit eines geschwindigkeitsabhängigen Bremswegs (dB) festgelegt wird. Method according to Claim 1, in which a front limit (G) of the near zone (N) is determined as a function of a speed-dependent braking path (d B ). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Intensität des Lichts reduziert wird, sobald bei einem fahrenden Fahrzeugs ein Objekt (40, 400) in den Nahbereich (N) eintritt. Method according to one of the preceding claims, in which the intensity of the light is reduced as soon as an object ( 40 . 400 ) enters the near zone (N). Beleuchtung (100), die zur Durchführung eines der vorgenannten Verfahren ausgebildet ist. Lighting ( 100 ), which is designed to carry out one of the aforementioned methods.
DE102013220385.3A 2013-10-09 2013-10-09 Lighting for a light transit time camera system Active DE102013220385B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013220385.3A DE102013220385B4 (en) 2013-10-09 2013-10-09 Lighting for a light transit time camera system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013220385.3A DE102013220385B4 (en) 2013-10-09 2013-10-09 Lighting for a light transit time camera system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102013220385A1 DE102013220385A1 (en) 2015-04-09
DE102013220385B4 true DE102013220385B4 (en) 2015-06-11

Family

ID=52693317

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102013220385.3A Active DE102013220385B4 (en) 2013-10-09 2013-10-09 Lighting for a light transit time camera system

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102013220385B4 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021104629A1 (en) 2021-02-26 2022-09-01 Ifm Electronic Gmbh Time-of-flight camera system with a virtual housing area

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19707936A1 (en) * 1997-02-27 1998-09-03 Volkswagen Ag Obstacle distance detection arrangement for motor vehicle
DE60319238T2 (en) * 2002-08-05 2009-02-12 Elbit Systems Ltd. Night vision imaging system and method for mounting in a vehicle
DE102011081561A1 (en) * 2011-08-25 2013-02-28 Ifm Electronic Gmbh Time of flight camera system with signal path monitoring

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19704496C2 (en) 1996-09-05 2001-02-15 Rudolf Schwarte Method and device for determining the phase and / or amplitude information of an electromagnetic wave
US6587186B2 (en) 2000-06-06 2003-07-01 Canesta, Inc. CMOS-compatible three-dimensional image sensing using reduced peak energy
ATE390715T1 (en) 2005-10-19 2008-04-15 Suisse Electronique Microtech DEVICE AND METHOD FOR DEMODULATION OF MODULATED ELECTROMAGNETIC WAVE FIELDS

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19707936A1 (en) * 1997-02-27 1998-09-03 Volkswagen Ag Obstacle distance detection arrangement for motor vehicle
DE60319238T2 (en) * 2002-08-05 2009-02-12 Elbit Systems Ltd. Night vision imaging system and method for mounting in a vehicle
DE102011081561A1 (en) * 2011-08-25 2013-02-28 Ifm Electronic Gmbh Time of flight camera system with signal path monitoring

Also Published As

Publication number Publication date
DE102013220385A1 (en) 2015-04-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0858931B1 (en) Device for controlling the aiming of vehicle headlights
EP0785883B1 (en) Sensor for determining visual range and rain cover
DE102009045600A1 (en) camera system
WO2020025089A1 (en) Vehicle headlamp with lidar module
DE102019103965A1 (en) TARGETING DEVICE
DE102013207148A1 (en) Light run-time camera i.e. PMD light run-time camera, for arrangement in upper area of windscreen of motor car, has polarizing filter arranged in exit beam of lighting unit, where camera receives preferred light polarization
DE102012025467A1 (en) Optoelectronic sensor device, particularly visibility sensor for motor vehicle, has measuring unit measuring intensity loss of radiation based on pollution of disk, where evaluation device determines reflecting power
DE102018208669B4 (en) Method and device for detecting an object using broadband laser pulses
DE102009007408A1 (en) Vehicle e.g. car, surroundings detecting device, has optics comprising reflecting deflection element, which is formed such that light is fed to image points of sensors for determining image point running time
DE102013220385B4 (en) Lighting for a light transit time camera system
DE102019213963A1 (en) LIDAR sensor for optical detection of a field of view, work device or vehicle with a LIDAR sensor and method for optical detection of a field of view using a LIDAR sensor
DE102017222258A1 (en) Method for a LIDAR device for detecting a hidden object
DE102016115073A1 (en) Method for operating a distance measuring device of a vehicle, distance measuring device and driver assistance system
DE102017109550A1 (en) Side mirror for a motor vehicle with an optical detection device for detecting a blind spot area for a driver, motor vehicle and method
DE102020124017A1 (en) Method for operating an optical detection device, optical detection device and vehicle with at least one optical detection device
DE102009045558A1 (en) camera system
DE102011082103B4 (en) Safety system for a motor vehicle
DE102016118481A1 (en) Scanning unit of an optical transmitting and receiving device of an optical detection device of a vehicle
DE102010025704A1 (en) Method for informing rider of vehicle e.g. motor car, about dangerous condition e.g. presence of snow on road surface, involves outputting feedback to rider of vehicle over steering wheel, when condition of road surface is dangerous
DE102011007464A1 (en) Method for visualizing scene, involves selecting scene region in three-dimensional image based on distance information, marking selected scene region in two-dimensional image and presenting scene with marked scene region on display unit
DE102010003411A1 (en) Time-of-flight camera e.g. photo mixture detector camera, operating method, involves detecting phase shift of electromagnetic radiation for two various modulation frequencies, where difference of detected phase shifts is formed
DE102014206236B4 (en) Time-of-flight camera for a vehicle
DE102014206898A1 (en) Light time camera for a vehicle
WO2020221619A1 (en) Optical detection apparatus for detecting objects, and receiving device for an optical detection apparatus
DE102021126999A1 (en) Method for operating a LiDAR system, LiDAR system and vehicle having at least one LiDAR system

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: G01S0007480000

Ipc: G01S0017880000

R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: PMDTECHNOLOGIES AG, DE

Free format text: FORMER OWNER: IFM ELECTRONIC GMBH, 45128 ESSEN, DE

R082 Change of representative

Representative=s name: SCHUHMANN, JOERG, DIPL.-PHYS. DR. RER. NAT., DE

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: PMDTECHNOLOGIES AG, DE

Free format text: FORMER OWNER: PMDTECHNOLOGIES AG, 57076 SIEGEN, DE

R082 Change of representative

Representative=s name: SCHUHMANN, JOERG, DIPL.-PHYS. DR. RER. NAT., DE