DE102014110628A1

DE102014110628A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Ansteuern eines Fahrzeugscheinwerfers

Info

Publication number: DE102014110628A1
Application number: DE102014110628.8A
Authority: DE
Inventors: Stefan Brückner; Stefan Eberhardt; Christian Jürgens
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2014-07-28
Filing date: 2014-07-28
Publication date: 2016-01-28

Abstract

Die Erfindung hat ein Verfahren (10) zum Ansteuern eines Fahrzeugscheinwerfers mit den folgenden Schritten zum Gegenstand: die Eingabe (12) einer mindestens ein Objekt umfassenden Verkehrssituation anhand mindestens einer Eingangsgröße, die Berechnung (14) mindestens eines das Objekt umgebenden Sicherheitsbereiches anhand der Verkehrssituation und die Ausgabe (16) von Steuerdaten an den Fahrzeugscheinwerfer, wobei die Steuerdaten derart von dem Objekt und den Sicherheitsbereichen abhängen, dass der Fahrzeugscheinwerfer das Objekt und die Sicherheitsbereiche entblendet. Die Erfindung hat ferner eine zur Durchführung eines derartigen Verfahrens (10) eingerichtete Vorrichtung, ein entsprechendes Computerprogramm sowie ein maschinenlesbares Speichermedium mit einem solchen Computerprogramm zum Gegenstand.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Erfindung betrifft ferner eine zur Durchführung eines derartigen Verfahrens eingerichtete Vorrichtung, ein entsprechendes Computerprogramm sowie ein maschinenlesbares Speichermedium mit einem solchen Programm.
Sogenannte Matrixbeam-Fahrzeugscheinwerfer machen die traditionelle Aufteilung in Abblendlicht und Fernlicht in vielen Fällen verzichtbar. Sie können die Lichtverteilung vor dem Fahrzeug flexibel anpassen. Die grundlegende Lichtverteilung entspricht dabei dem traditionellen Fernlicht; wird vom Fahrzeug ein zu entblendendes Objekt erkannt, wird die Lichtstärke in Richtung des Objektes auf einen nicht blendenden Wert reduziert. Beispiele für zu entblendende Objekte sind entgegenkommende und vorausfahrende Verkehrsteilnehmer, aber auch Verkehrsschilder, die aufgrund hoher Rückstrahlwerte zu einer Eigenblendung führen können.
DE 10 2011 108 384 A1 beschreibt ein Kraftfahrzeug mit einem Assistenzsystem, welches die Verteilungsfunktion der Werte der Leuchtdichte der Leuchtmittel in dem Scheinwerfer in Abhängigkeit von einem Lenkwinkel, einer Gierrate, einer Neigung, einer Geschwindigkeit und/oder einer Beschleunigung des Kraftfahrzeuges ändert.
DE 10 2011 050 535 A1 ist eine Scheinwerferanordnung zu entnehmen, bei welcher mittels des Steuergerätes die vertikalen Hell-Dunkel-Grenzen in Abhängigkeit vom Versatz zwischen den Mitteln zum Erfassen von zu entblendenden Objekten und den Scheinwerfern einstellbar sind. Dabei wird ein Korrekturwinkel vorgesehen, welcher insbesondere in Abhängigkeit von einem Lenkwinkel, einer Gierrate, einer Geschwindigkeit sowie einer Relativgeschwindigkeit zwischen dem Fahrzeug und dem zu entblendenden Objekt ermittelt wird.
DE 10 2010 015 731 A1 beansprucht ein Verfahren zur Steuerung eines Scheinwerfersystems, wobei mittels eines Sensorsystems Informationen zur Reflexion eines im Umfeld des Fahrzeuges befindlichen Objekts ermittelt werden und die lokale Lichtintensität unter Berücksichtigung dieser Informationen angepasst wird.
Aus DE 10 2008 036 193 A1 schließlich geht eine Beleuchtungseinrichtung hervor, deren Steuereinheit Leuchtdioden in Abhängigkeit von einem oder mehreren Fahrzeugparametern wie Geschwindigkeit oder Lenkwinkel ansteuert.
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren, einer zur Durchführung eines derartigen Verfahrens eingerichteten Vorrichtung, einem entsprechenden Computerprogramm sowie einem maschinenlesbaren Speichermedium gemäß den unabhängigen Ansprüchen.
Ein Vorzug dieser Lösung liegt in der eröffneten Möglichkeit, in dynamischen Verkehrssituationen durch eine angemessene Entblendung der ein Objekt umgebenden Sicherheitsbereiche eine Blendung anderer Verkehrsteilnehmer zu verhindern. Ebenso wird eine Eigenblendung des Fahrzeugführers durch reflektierende und/oder retroreflektierende Objekte im Verkehrsraum vermieden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. So können die Eingangsgrößen eine eigene Fahrgeschwindigkeit oder eine Relativgeschwindigkeit des Objektes umfassen. Auf diese Weise lässt sich beispielsweise ein im Fahrzeug verbautes Tachometer vorteilhaft zur Bestimmung der gegenwärtigen Verkehrsdynamik nutzen.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung können die Eingangsgrößen einen Lenkwinkel oder eine Gierrate umfassen. Beide Parameter sind mittels einfacher Sensoren erfassbar und lassen dennoch wichtige Rückschlüsse auf die vorliegende Fahrdynamik zu.
Ferner können die Eingangsgrößen eine Position des Fahrzeuges oder gar entsprechende prädiktive Streckendaten umfassen. Der zu erwartende Fahrbahnverlauf lässt sich auf diesem Wege bereits erfassen, bevor die eigene Sensorik des Fahrzeuges diesbezügliche Messwerte zu liefern vermag.
Schließlich können die Eingangsgrößen das Ergebnis oder die Güte einer auf das Objekt bezogenen Objekterkennung umfassen. Die Berechnung der Sicherheitsbereiche kann so optimal auf die vermutete Zuverlässigkeit der Erkennungssysteme abgestimmt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform mögen die Sicherheitsbereiche dabei bezogen auf das Objekt einen linken Sicherheitsbereich, e inen rechten Sicherheitsbereich, einen oberen Sicherheitsbereich und einen unteren Sicherheitsbereich umfassen. Die unabhängige Optimierung dieser Teilbereiche erlaubt etwa in einer Kurvensituation eine deutliche Verkleinerung der notwendigen Sicherheitsbereiche auf zumindest einer Seite des zu entblendenden Objektes. Daraus wiederum resultiert ein Sicherheitsgewinn für den Fahrer, da andere Objekte – beispielsweise Tiere am Fahrbahnrand – in der Nähe der zu entblendenden Objekte besser angeleuchtet und damit vom Fahrer schneller wahrgenommen werden können.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst die Berechnung dabei auch eine Transformation der Sicherheitsbereiche in ein Bezugskoordinatensystem des Fahrzeugscheinwerfers. Eine derartige Aufbereitung der Steuerdaten ermöglicht das Zusammenwirken einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit handelsüblichen Matrixbeam-Fahrzeugscheinwerfern.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
1 ist das vereinfachte Flussdiagramm eines Verfahrens zum Ansteuern eines Fahrzeugscheinwerfers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
2 zeigt die herkömmliche Entblendung von Verkehrsschildern mit statischen Sicherheitsbereichen.
3 zeigt im Vergleich die Entblendung von Verkehrsschildern mittels eines Verfahrens oder einer Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
1 illustriert anhand eines Datenflussdiagramms den Ablauf eines Verfahrens 10 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. In einem ersten Verfahrensschritt erfolgt dabei die Eingabe 12 einer mindestens ein Objekt umfassenden Verkehrssituation anhand mindestens einer Eingangsgröße. In Betracht kommen etwa die eigene Fahrzeuggeschwindigkeit, Relativgeschwindigkeit des zu entblendenden Objektes, der gegenwärtige Lenkwinkel oder die Gierrate des Fahrzeuges, Daten eines im Fahrzeug integrierten Navigationssatellitensystems zur Positionsbestimmung, entsprechende prädiktive Streckendaten, Informationen aus der Objekterkennung, Unebenheiten der Fahrbahn, Zustand des Fahrwerks wie z.B. Federraten, Informationen über Beschleunigungs- bzw. Bremswunsch des Fahrers, aktuelle Daten zur Fahrzeugbeschleunigung/ -verzögerung oder die durch Unsicherheiten in der Objekterkennung bedingte Erkennungsgüte als solche.
An die mittels der genannten Größen erfolgte Erfassung der Verkehrssituation, die beispielsweise mittels geeigneter Sensorik des Fahrzeuges realisiert werden mag, schließt sich in einem zweiten Verfahrensschritt die Berechnung 14 eines oder mehrerer das Objekt umgebender Sicherheitsbereiche an. Als erfindungswesentlich erweist sich in diesem Zusammenhang die Berücksichtigung der im Zuge der Eingabe 12 erfassten Verkehrssituation. Die Berechnung 14 des auszublendenden Bereiches umfasst somit eine situationsabhängige Berechnung 14 der Sicherheitsbereiche links, rechts, oberhalb und unterhalb des erkannten Objektes, worauf sich eine geeignete Transformation der Berechnungsergebnisse in die Scheinwerfer-koordinatensysteme anschließt. Geeignete Algorithmen für eine derartige Transformation sind dem Fachmann etwa aus den Bereichen der Computergrafik oder Robotik hinlänglich bekannt.
In einem dritten Verfahrensschritt schließlich endet das Verfahren 10 mit der Ausgabe 16 von Steuerdaten an den Fahrzeugscheinwerfer, wobei die Steuerdaten derart von dem Objekt und den Sicherheitsbereichen abhängen, dass der Fahrzeugscheinwerfer das Objekt und die Sicherheitsbereiche entblendet. Einschlägige Steuerdaten können dabei etwa die Ansteuerwerte für Elemente des linken Scheinwerfers sowie die entsprechenden Ansteuerwerte für Elemente des rechten Scheinwerfers umfassen.
Beispielhaft wird die Wirkung der dynamischen Berechnung 14 der Sicherheitsbereiche 25, 26, 35, 36 um zu entblendende Objekte 23, 24 in der Zusammenschau der 2 und 3 gezeigt. Zu erkennen ist jeweils eine Verkehrssituation 20 mit einer Linkskurve 21, in welcher die zwei Verkehrsschilder am rechten Fahrbahnrand 22 bei Verwendung eines konventionellen Fernlichtes sehr hell zurückstrahlen würden. Um eine Blendung des Fahrers zu vermeiden, werden diese Verkehrsschilder daher mit reduzierten Lichtwerten angestrahlt. Das abbildungsgemäße Liniengitter 27 zeigt dabei beispielhaft die einzeln beeinflussbaren Elemente „Pixel“ eines Matrixbeam-Scheinwerfers.
In 2 wird um die zu entblendenden Objekte 23, 24 auf herkömmliche Weise ein gleichsam „statischer“ Sicherheitsbereich 25, 26 fester Größe definiert. In 3 hingegen gehen die in 2 beschriebenen Einflussfaktoren in die dynamische Berechnung 14 der Sicherheitsbereiche 35, 36 (links/rechts/oben/unten) ein und führen für die gezeigte Linkskurve 21 zu einer deutlichen Verkleinerung der notwendigen Sicherheitsbereiche 35, 36 oben und unten sowie links neben jedem zu entblendenden Objekt 23, 24. Auf diese Weise können im Szenario der 3 größere Bereiche des Fahrbahnrandes 22 ausgeleuchtet werden als in jenem gemäß 2.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102011108384 A1 [0003]
DE 102011050535 A1 [0004]
DE 102010015731 A1 [0005]
DE 102008036193 A1 [0006]

Claims

Verfahren (10) zum Ansteuern eines Fahrzeugscheinwerfers, gekennzeichnet durch folgende Schritte: – die Eingabe (12) einer mindestens ein Objekt (23, 24) umfassenden Verkehrssituation (20) anhand mindestens einer Eingangsgröße, – die Berechnung (14) mindestens eines das Objekt (23, 24) umgebenden Sicherheitsbereiches (25, 26, 35, 36) anhand der Verkehrssituation (20) und – die Ausgabe (16) von Steuerdaten an den Fahrzeugscheinwerfer, wobei die Steuerdaten derart von dem Objekt (23, 24) und den Sicherheitsbereichen (25, 26, 35, 36) abhängen, dass der Fahrzeugscheinwerfer das Objekt (23, 24) und die Sicherheitsbereiche (25, 26, 35, 36) entblendet.
Verfahren (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangsgrößen eine eigene Fahrgeschwindigkeit oder eine Relativgeschwindigkeit des Objektes (23, 24) umfassen.
Verfahren (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangsgrößen einen Lenkwinkel oder eine Gierrate umfassen.
Verfahren (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangsgrößen eine Position oder vorausliegende Streckendaten umfassen.
Verfahren (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangsgrößen ein Ergebnis oder eine Güte einer auf das Objekt (23, 24) bezogenen Objekterkennung umfassen.
Verfahren (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitsbereiche (25, 26, 35, 36) bezogen auf das Objekt (23, 24) – einen linken Sicherheitsbereich (25, 26, 35, 36), – einen rechten Sicherheitsbereich (25, 26, 35, 36), – einen oberen Sicherheitsbereich (25, 26, 35, 36) und – einen unteren Sicherheitsbereich (25, 26, 35, 36) umfassen.
Verfahren (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnung (14) eine Transformation der Sicherheitsbereiche (25, 26, 35, 36) in ein Bezugskoordinatensystem des Fahrzeugscheinwerfers umfasst.
Vorrichtung, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: – einen Eingang zur Eingabe (12) einer mindestens ein Objekt (23, 24) umfassenden Verkehrssituation (20) anhand mindestens einer Eingangsgröße, – einen Rechner zur Berechnung (14) mindestens eines das Objekt (23, 24) umgebenden Sicherheitsbereiches (25, 26, 35, 36) anhand der Verkehrssituation (20) und – einen Ausgang zur Ausgabe (16) von Steuerdaten an den Fahrzeugscheinwerfer derart, dass der Fahrzeugscheinwerfer das Objekt (23, 24) und die Sicherheitsbereiche (25, 26, 35, 36) entblendet.
Computerprogramm, welches dazu eingerichtet ist, alle Schritte eines Verfahrens (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 durchzuführen.
Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm nach Anspruch 9.