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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern einer Lichtverteilung eines Scheinwerfers eines Fahrzeugs. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Steueranlage für einen Scheinwerfer eines Fahrzeugs.
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Die
DE 10 2012 100 463 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Ermittlung und Ausgabe von Daten für eine automatische Lichtsteuerung für ein Fahrzeug umfassend mindestens eine Fahrzeugkamera als ersten Umfeldsensor und eine Auswertungseinrichtung zur Ermittlung und Ausgabe von Daten, anhand derer Lichter eines Fahrzeugs automatisch gesteuert werden, wobei die Auswertungseinheit zweite Daten mindestens eines zweiten Umfeldsensors berücksichtigt, wobei der zweite Umfeldsensor zumindest teilweise einen Detektionsbereich außerhalb des Detektionsbereichs der Fahrzeugkamera aufweist.
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Die
DE 10 2011 004 937 A1 betrifft ein Verfahren zum Beeinflussen einer Beleuchtungsszene vor einem Fahrzeug, wobei das Verfahren einen Schritt des Einlesens einer Information über eine Position zumindest eines erkannten Objekts und über eine Klasse des erkannten Objekts umfasst. Weiterhin umfasst das Verfahren einen Schritt des Zuordnens eines auf die Position des Objekts bezogenen Beleuchtungsbereichs mit einer auf die Klasse des Objekts bezogenen Beleuchtungsstärke für den Beleuchtungsbereich. Das Verfahren umfasst weiterhin einen Schritt des Anpassens der Beleuchtungsszene unter Berücksichtigung des Beleuchtungsbereichs und der zugehörigen Beleuchtungsstärke.
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Aus der
DE 10 2011 076 644 A1 ist ein Verfahren zum Steuern einer Lichtverteilung eines Scheinwerfers eines Fahrzeugs bereits bekannt. Dabei werden mittels einer Sensoreinrichtung durch einen Sensor Sensordaten von im Umfeld befindlichen weiteren Fahrzeugen erfasst. Anschließend wird in Abhängigkeit von den erfassten Sensordaten die Lichtverteilung des Scheinwerfers des Fahrzeugs variiert. Bei dem Sensor handelt es sich um den Empfänger von einer sogenannten Car-to-Car-Kommunikationsanlage, mit welchem ein von einem der im Umfeld befindlichen weiteren Fahrzeuge ausgesendetes Signal empfangen werden kann.
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Aus der
DE 10 2011 081 439 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Auswertung eines Bildes einer Kamera eines Fahrzeugs bekannt. Das Verfahren beschreibt die Erkennung eines den Fahrweg des Fahrzeugs kreuzenden weiteren Fahrzeugs mittels der Kamera. In Abhängigkeit davon wird ein Fernlicht des Fahrzeugs gesteuert.
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Die
EP 2 123 512 A1 beschreibt ein Steuergerät zum Steuern und/oder Regeln einer vertikalen Hell-Dunkel-Grenze der Lichtverteilung des Scheinwerfers des Fahrzeugs. Dabei wird ein vorausfahrendes und/oder entgegenkommendes Fahrzeug mittels einer Erkennungsvorrichtung erkannt und in Abhängigkeit davon die Lichtverteilung gesteuert.
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Die Lichtverteilung soll so eingestellt werden, dass das Erfüllen eines Blendkriteriums in einem Bereich verhindert wird. Mit anderen Worten soll also verhindert werden, dass die Fahrer von weiteren Fahrzeugen geblendet werden und dadurch potentielle Gefahrensituationen entstehen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Steueranlage zu schaffen, mittels welchen sich dieses Eintrittsereignis besonders zuverlässig vorhersagen lässt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Um ein Verfahren zum Steuern einer Lichtverteilung eines Scheinwerfers eines Fahrzeugs zu schaffen, mittels welchem sich ein Eintrittsereignis eines weiteren Fahrzeugs in einen Bereich der Lichtverteilung vorhersagen lässt, in welchem ein Blendkriterium durch die Lichtverteilung erfüllt ist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass durch eine Sensoreinrichtung mit wenigstens zwei verschiedenen Sensoren Sensordaten von im Umfeld befindlichen weiteren Fahrzeugen erfasst werden. In einem weiteren Schritt wird eine Prognose einer Trajektorie eines der weiteren Fahrzeuge mittels einer Kombination der durch die verschiedenen Sensoren erfassten Sensordaten gemacht. Durch die Kombination der Sensordaten von verschiedenen Sensoren ist eine wesentlich zuverlässigere oder genauere Prognose der Trajektorien der weiteren Fahrzeuge möglich. Bei dem weiteren Fahrzeug kann es sich beispielsweise um ein Fahrzeug handeln, dass einen Fahrweg des Fahrzeug mit dem zu steuernden Scheinwerfer und damit die Lichtverteilung kreuzt.
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Dabei sind verschiedene Arten der Kombination der durch die verschiedenen Sensoren erfassten Sensordaten möglich. Es kann beispielsweise ein Mittelwert gebildet werden, insbesondere ein nach der Varianz der Sensoren gewichteter Mittelwert, wobei die Varianz eine Größe für die Genauigkeit der Sensoren ist. Eine weitere Möglichkeit zur Kombination der Daten ist mittels eines Kalman-Filters, welcher ein Bewegungsmodell für Fahrzeuge nutzt. Die Sensordaten können beispielsweise auf einer Umgebungskarte überlagert werden. Die Sensordaten können so kombiniert werden, das jeweils die Sensordaten genutzt werden, die bei der Überprüfung, ob ein Eintrittsereignis bevorsteht, dieses am frühesten voraussagen. Dabei kann vorausgesetzt werden, dass nur eine Prognose der Trajektorie für diejenigen weiteren Fahrzeuge gemacht wird, bei denen Sensordaten von wenigstens zwei Sensoren erfasst wurden. Es kann aber auch jeweils eine Trajektorie für Fahrzeuge prognostiziert werden, wenn entsprechende Sensordaten lediglich von wenigstens einem Sensor erfasst wurden.
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Eine Art von Sensor kann beispielsweise im Umfeld befindliche weitere Fahrzeuge erfassen, welche von einer anderen Art von Sensor nicht erfasst werden können. In diesem Fall wird die durch die Kombination der Sensordaten erzeugte Datenfusion dazu genutzt, zuverlässiger weitere Fahrzeuge im Umfeld des Fahrzeugs zu erfassen. Einer der beiden Sensoren kann kompensieren, wenn der andere der beiden Sensoren ausfällt.
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Die Kombination der durch die verschiedenen Sensoren erfassten Sensordaten kann auch dazu genutzt werden, die im Umfeld befindlichen weiteren Fahrzeuge genauer und zuverlässiger zu erfassen. Dann werden beispielsweise nur Prognosen für Trajektorien von weiteren Fahrzeugen erstellt, die durch die wenigstens zwei verschiedenen Sensoren gleichzeitig erfasst worden sind. Generell sind Sensoren immer wenigstens mit einem geringen Fehler behaftet, welcher dazu führen kann, dass beispielsweise fälschlicherweise Fahrzeuge als erfasst registriert worden sind, die sich gar nicht im Umfeld befinden. Somit kann durch die Kombination der Sensordaten von wenigstens zwei verschiedenen Sensoren überprüft werden, ob es sich um eine solche fehlerhafte Erfassung handelt. Damit ist also das Erfassen von weiteren im Umfeld befindlichen Fahrzeugen zuverlässiger, und entsprechend kann auch ein Eintrittsereignis zuverlässiger vorhergesagt werden.
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Gleichzeitig kann solch eine Datenfusion auch dazu dienen, präzisere Informationen über die im Umfeld befindlichen weiteren Fahrzeuge zu erfassen. Beispielseise können bei voneinander abweichenden Sensordaten mittels des Kalman-Filters oder unter Bildung eines gewichteten Mittelwerts die Sensordaten kombiniert werden, um die Position und Geschwindigkeit eines der weiteren Fahrzeuge genauer zu ermitteln. Entsprechend kann dann auch eine genauere Prognose der Trajektorie eines der weiteren Fahrzeuge mittels dieser Kombination gemacht werden. Daraus folgt unmittelbar, dass auch zuverlässiger vorhergesagt werden kann, ob ein Eintrittsereignis dieses weiteren Fahrzeugs in einem Bereich der Lichtverteilung bevorsteht, bei welchem ein Blendkriterium durch die Lichtverteilung erfüllt ist.
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In einem letzten Schritt des Verfahrens wird dann die Lichtverteilung des Scheinwerfers so eingestellt, dass das Erfüllen des Blendkriteriums in diesem Bereich verhindert wird. Mit anderen Worten wird also verhindert, dass der Fahrer eines weiteren Fahrzeugs geblendet wird und damit potentielle gefährliche Situationen entstehen können. Die Einstellung der Lichtverteilung kann über eine Anpassung der vertikalen oder horizontalen Hell-Dunkel-Grenze erreicht werden. Eine Anpassung der vertikalen und horizontalen Hell-Dunkel-Grenze kann beispielsweise durch eine Positionierung einer Blende vor dem Scheinwerfer oder durch ein gezieltes An- und/oder Ausschalten von Leuchtdioden des Scheinwerfers, auch LEDs genannt, erreicht werden. Dafür kann beispielsweise die prognostizierte Trajektorie auf einer elektronischen Karte mit einer Lichtverteilung des Fahrzeugs abgeglichen werden.
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Erfindungsgemäß werden die weiteren Fahrzeuge in Verkehrsteilnehmer und Nicht-Verkehrsteilnehmer kategorisiert und die Prognose einer Trajektorie nur für einen Verkehrsteilnehmer gemacht, wobei es sich bei den Nicht-Verkehrsteilnehmern um geparkte Fahrzeuge ohne Fahrer handelt. Solch eine Kategorisierung kann beispielweise über eine Geschwindigkeit des weiteren Fahrzeugs erfolgen, ob sein Motor an- oder ausgeschaltet ist oder ob es sich bewegt. Beispielsweise kann eines der weiteren Fahrzeuge ein Signal an einen Empfänger des Fahrzeugs schicken, das eine Information darüber übermittelt, ob das eine der weiteren Fahrzeuge am Verkehr teilnimmt.
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Auf einer Straße finden sich häufig auch parkende Fahrzeuge, welche gar nicht am Verkehr teilnehmen. Entsprechend ist es nicht relevant, ob diese Nicht-Verkehrsteilnehmer in einen Bereich der Lichtverteilung eintreten, bei welchem ein Blendkriterium durch die Lichtverteilung erfüllt ist. Häufig befindet sich in einem parkenden Fahrzeug, also einem Nicht-Verkehrsteilnehmer, überhaupt kein Fahrer, der geblendet werden könnte. In diesem Fall würde dann, bei einer fehlenden Kategorisierung in Verkehrsteilnehmer und Nicht-Verkehrsteilnehmer, die Lichtverteilung so eingestellt werden, dass ein Bereich unnötiger Weise ausgeblendet wird und der dann von dem Fahrer des Fahrzeugs, dessen Lichtverteilung gesteuert wird, nicht mehr so gut wahrgenommen werden kann.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das Blendkriterium durch eine Mindestlichtstärke definiert. Dies ermöglicht eine besonders einfache Überprüfung, ob ein Eintrittsereignis des weiteren Fahrzeugs in einen Bereich der Lichtverteilung bevorsteht, bei welchem ein Blendkriterium durch die Lichtverteilung erfüllt ist, da sie nur von einem einzelnen Wert abhängt, nämlich der Mindestlichtstärke. Andernfalls müssten auch beispielsweise Einfallswinkel, Reflexionen oder Blickrichtung eines Fahrers des weiteren Fahrzeugs beachtet werden, was den Aufwand erheblich erhöhen würde.
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Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn eine Lichtstärke innerhalb des Bereichs, in dem der mögliche Eintritt eines der weiteren Fahrzeuge prognostiziert wird, unterhalb des Blendkriteriums reduziert wird. Mit anderen Worten wird die Lichtstärke in diesem Bereich unterhalb einer Mindestlichtstärke reduziert. Damit ist es dann nicht mehr nötig, ganze Bereiche der Lichtverteilung auszublenden oder eine Hell-Dunkel-Grenze in vertikaler oder horizontaler Richtung zu verschieben. Damit ist insbesondere sichergestellt, dass die übrigen Bereiche, in welchen kein möglicher Eintritt eines der weiteren Fahrzeuge prognostiziert wird, weiter gut ausgeleuchtet sind.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, dass die eine Sensoreinrichtung wenigstens zwei der folgenden Sensoren umfasst: Eine Kamera, ein Radar, ein Sensor mit Laser, ein Empfänger zum Empfangen von durch die weiteren Fahrzeuge ausgesendeten Signalen und dass mittels einer Kombination der durch die jeweiligen vorhandenen Sensoren erfassten Sensordaten die Prognose einer Trajektorie eines der weiteren Fahrzeuge erstellt wird. Die genannten Sensoren haben Vor- und Nachteile, die sich durch eine Kombination von wenigstens zwei verschiedenen Sensoren in vorteilhafter Art und Weise ergänzen bzw. kompensieren.
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Beispielsweise kann ein Empfänger zum Empfangen von durch die weiteren Verkehrsteilnehmer ausgesendeten Signalen auch Fahrzeuge erfassen, die nicht in einer direkten Sichtlinie zum Fahrzeug stehen. Es kann hiermit also beispielsweise auch die Position eines weiteren im Umfeld befindlichen Fahrzeugs ermittelt werden, welches durch eine Mauer, einen geparkten Lkw oder ähnliches verdeckt ist. Nachteilig ist hier jedoch, dass das weitere Fahrzeug auch mit einem kompatiblen Sender ausgestattet sein muss. Hier wirkt dann beispielsweise eine Kamera ergänzend, die auch solche weiteren Fahrzeuge erfassen kann, welche nicht mit einem Car-to-Car-Kommunikationssystem ausgestattet sind. Bei einer schlechter Witterung kann dagegen die Kamera auch beim Erfassen weiterer Verkehrsteilnehmer gegebenenfalls nicht mehr so zuverlässig arbeiten. In diesem Fall ist beispielsweise ein Radar besonders vorteilhaft, da es witterungsunabhängig arbeitet. Ein Sensor mit Laser kann dagegen besonders präzise Sensordaten liefern, insbesondere was Geschwindigkeit und genaue Position der weiteren im Umfeld befindlichen Fahrzeuge angeht.
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In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird zum Einstellen der Lichtverteilung des Scheinwerfers ein Fernlicht ausgeschaltet. Gerade das Fernlicht kann für eine Lichtverteilung des Scheinwerfers sorgen, welche die Fahrer von im Umfeld befindlichen weiteren Fahrzeugen blendet. Beispielsweise erzeugt das Fernlicht eine Lichtstärke, welche über einer Mindestlichtstärke des Blendkriteriums liegt. Eine Steuerung des Fernlichts ist dabei besonders einfach zu realisieren. Somit kann diese Ausführungsform der Erfindung eine besonders einfach und kostengünstige sein.
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Alternativ oder zusätzlich hierzu ist es hierzu vorteilhaft, wenn zum Einstellen der Lichtverteilung des Scheinwerfers ein Teil der Lichtverteilung durch Veränderung eines Strahlengangs ausgeblendet wird. Mit anderen Worten wird also beispielsweise eine Blende vor den Scheinwerfer gehalten. Damit kann dann gezielt ein Bereich der Lichtverteilung ausgeblendet werden beziehungsweise die Lichtstärke so reduziert werden, dass ein Blendkriterium in diesem Bereich nicht mehr erfüllt werden kann, während in anderen Bereichen der Lichtverteilung weiterhin eine möglichst gute Ausleuchtung gegeben ist.
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Weiterhin vorteilhaft ist es, zum Einstellen der Lichtverteilung des Scheinwerfers ein LED-Segment, also eine oder mehrere Leuchtdioden, des Scheinwerfers ausgeschaltet wird. Damit kann ein Bereich der Lichtverteilung besonders einfach ausgeblendet werden oder dessen Lichtstärke reduziert werden, während in anderen Bereichen der Lichtverteilung weiterhin eine möglichst gute Ausleuchtung gegeben ist, da LEDs besonders einfach einzeln angesteuert werden können.
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Die vorstehend im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Steuern einer Lichtverteilung eines Scheinwerfers erfindungsgemäßen Vorteile und Ausgestaltungen gelten in ebensolcher Weise für die Steueranlage für den Scheinwerfer eines Fahrzeugs.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen. Diese zeigen in:
- 1 in einer schematischen Draufsicht ein Fahrzeug mit einer Steueranlage für einen Scheinwerfer des Fahrzeugs, mit einer Sensoreinrichtung mit wenigstens zwei Sensoren, wobei die Steueranlage dazu ausgebildet ist, die Lichtverteilung des Scheinwerfers gemäß eines der vorhergehenden Ansprüche zu steuern; und
- 2 das Fahrzeug aus 1 in einer Verkehrssituation mit einem kreuzenden Verkehrsteilnehmer.
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1 zeigt in einer schematischen Draufsicht ein Fahrzeug 10, welches mit einer Steueranlage 12 zum Steuern von Scheinwerfern 14 des Fahrzeugs 10 ausgerüstet ist. Insbesondere kann sie die Fernlichter 16 der Scheinwerfer 14 an- und ausschalten. Dabei umfasst die Steueranlage eine Sensoreinrichtung 18, welche die folgenden Sensoren umfassen kann: Eine nach vorne gerichtete Kamera 20 sowie einen nach vorne gerichteten Sensor 22 mit Laser 24, einen Empfänger 26 zum Empfangen von durch die weiteren Fahrzeuge oder Verkehrsteilnehmer ausgesendeten Signalen sowie zwei zum Beispiel seitlich ausgerichtete Radare 28. Vor dem Fahrzeug ist ferner eine Lichtverteilung 30 dargestellt, welche im Wesentlichen durch die Scheinwerfer 14 mit den Fernlichtern 16 erzeugt wird.
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Das Verfahren zum Steuern der Lichtverteilung 30 der Scheinwerfer 14 des Fahrzeugs 10 kennzeichnet sich nun durch folgende Schritte: Zunächst werden Sensordaten von im Umfeld befindlichen weiteren Fahrzeugen 40 durch die Sensoreinrichtung 18 mit ihren Sensoren erfasst. Bei einem solchen weiteren Fahrzeug 40 kann es sich beispielsweise um einen kreuzenden Verkehrsteilnehmer 32 der in der 2 schematisch dargestellten Verkehrssituation handeln. Insbesondere durch den seitlich angebrachten Radar 28 kann dieser weitere Verkehrsteilnehmer 32 bereits frühzeitig erkannt werden. Im Weiteren werden Sensordaten von diesem Verkehrsteilnehmer 32 mittels der nach vorne gerichteten Kamera 20 und dem Sensor 22 mit Laser 24 erfasst. Eine weitere Möglichkeit ist, dass der Verkehrsteilnehmer 32 Signale aussendet, welche seine Position und Geschwindigkeit übermitteln und die durch den Empfänger 26 erfasst werden.
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Anhand dieser Sensordaten werden weitere Fahrzeuge 40 zunächst in Verkehrsteilnehmer und Nicht-Verkehrsteilnehmer kategorisiert. Dafür wird beispielsweise mittels des Radars 28 eine Geschwindigkeit des weiteren Fahrzeugs 40 ermittelt und mit einer Mindestgeschwindigkeit verglichen. Da das Fahrzeug 40 sich schneller als diese Mindestgeschwindigkeit auf die Kreuzung 34 und/oder das Fahrzeug 10 zu bewegt, wird es als Verkehrsteilnehmer 32 kategorisiert.
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In der in 2 gezeigten Verkehrssituation wird beispielsweise eine Recheneinrichtung 36 der Steueranlage 12 das weitere Fahrzeug 40 als Verkehrsteilnehmer 32 kategorisieren. Anschließend würde die Recheneinrichtung 36 der Steueranlage 2 eine Prognose einer Trajektorie des Verkehrsteilnehmers 32 mittels einer Kombination der durch die verschiedenen Sensoren erfassten Sensordaten machen. Gerade durch diese Kombination der Sensordaten kann die Recheneinrichtung 36 der Steueranlage 12 eine besonders genaue und zuverlässige Prognose eines Fahrwegs des Verkehrsteilnehmers 32 erstellen.
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Beispielsweise können aus den durch den Empfänger 26 und den Radar 28 erfassten Sensordaten ein Mittelwert gebildet werden, um eine Position und Geschwindigkeit des Verkehrsteilnehmers 32 besonders zuverlässig zu bestimmen. Damit wird eine Trajektorie des Verkehrsteilnehmers 32 prognostiziert, die bei der anschließenden Überprüfung ergibt, dass der Verkehrsteilnehmer 32 in einem geringen zeitlichen Abstand in einen Bereich 38 der Lichtverteilung 30 voraussichtlich eintreten wird, in dem ein Blendkriterium erfüllt ist.
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Im vorliegenden Fall würde die Recheneinrichtung 36 beispielsweise berechnen, dass der Verkehrsteilnehmer 32 geradeaus über die Kreuzung 34 fahren wird. In einem weiteren Schritt wird dann überprüft, ob ein Eintrittsereignis des Verkehrsteilnehmers 32 in einem Bereich 38 der Lichtverteilung 30 bevorsteht, bei welchem das Blendkriterium durch die Lichtverteilung erfüllt ist. In der in 2 gezeigten Verkehrssituation wäre dies der Fall, da der Verkehrsteilnehmer 32 ja gerade durch die Lichtverteilung 30 des Fahrzeugs 10 fahren wird.
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In einem weiteren Schritt wird die Lichtverteilung 30 der Scheinwerfer 14 so eingestellt, dass das Erfüllen des Blendkriteriums in dem Bereich 38 verhindert wird. Beispielsweise könnte die Steueranlage 12 das Fernlicht 16 ausschalten, während der Verkehrsteilnehmer 32 die Kreuzung 34 und damit auch die Lichtverteilung 30 in dem Bereich 38 durchfährt. Alternativ wäre auch eine Verschiebung der Hell-Dunkel-Grenze in vertikaler oder horizontaler Richtung der Lichtverteilung 30 so möglich, dass der Fahrer des Verkehrsteilnehmers 32 beim Durchfahren der Kreuzung 34 nicht geblendet wird. Alternativ ist auch ein Verändern des Strahlengangs der Scheinwerfer 14 möglich, beispielsweise durch eine Blende oder gezieltes Ausschalten von LEDs der Scheinwerfer 14.
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Insgesamt wird durch das Beispiel gezeigt, wie durch die Erfindung ein automatisches Fernlichtsystem bei kreuzenden Verkehrsteilnehmern gesteuert werden kann.
