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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Kurvenlichts eines Kraftfahrzeugs, wie insbesondere eines prädiktiv gesteuerten Kurvenlichts, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und eine diesbezügliche Beleuchtungsvorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 11.
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Stand der Technik
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Im Stand der Technik ist für Fahrzeuge ein Kurvenlicht bekannt geworden, bei welchem die Verschwenkung der Scheinwerfer anhand einer Lenkraddrehung gesteuert wird, um einen Fahrbahnbereich in einer Kurve auszuleuchten. Dies bewirkt, dass die Ausleuchtung der Fahrbahn vor dem Fahrzeug solange durch nicht verschwenkte Scheinwerfer erfolgt, bis der Fahrer das Fahrzeug in die Kurve tatsächlich einlenkt. Dabei wird jedoch keine optimale Ausleuchtung der Fahrbahn im Kurvenbereich erreicht, weil die Kurve bis zum Einlenken noch unbeleuchtet oder nur wenig ausgeleuchtet ist.
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Auch sind Abbiegelichter bekannt geworden, bei welchen ein gesonderter Abbiegescheinwerfer vor dem Abbiegen ein- bzw. ausgeschaltet wird. Die Steuerung des Abbiegelichts erfolgt dabei auch in Abhängigkeit der Lenkradstellung.
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Um das Kurvenlicht weiter zu verbessern sind prädiktiv gesteuerte Kurvenlichter bekannt geworden. Bei einem prädiktiv gesteuerten Kurvenlicht eines Kraftfahrzeugs überwacht eine Überwachungsvorrichtung die Fahrbahn vor dem Fahrzeug und ermittelt anhand der gemessenen Fahrbahndaten den Fahrbahn- und/oder den Fahrspurverlauf. Anhand des Fahrbahn- und/oder Fahrspurverlaufs wird der Schwenkwinkel der Scheinwerfer eingestellt, um das von dem jeweiligen Scheinwerfer auf die Fahrbahn ausgesendete Licht dem Fahrbahnverlauf bzw. dem Fahrspurverlauf nachzuführen, um eine verbesserte Ausleuchtung der Fahrbahn bzw. der Fahrspur zu erreichen.
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Bei der Bestimmung des Schwenkwinkels eines Scheinwerfers wird dabei oft auch ein Kalman-Filter eingesetzt, welcher aus mehreren Eingangsmessinformationen eine Ausgangsmessgröße erzeugt. Dabei ist jedoch neben den Werten der Eingangsmessgröße auch deren Unschärfe bekannt sein. Diese Information über die Unschärfe steht aber nicht bei jeder eingesetzten Überwachungsvorrichtung für die Beobachtung der Straßenmarkierung zur Verfügung.
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Die
DE 10 2010 020 688 A1 offenbart ein Verfahren zur Ermittlung von eine Fahrbahn oder Fahrspur begrenzenden Strukturen. Dabei erfolgt die Ermittlung mit einer Bilderfassungseinheit, wobei eine Unschärfe der Bilddaten nicht berücksichtigt wird.
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Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile
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Es ist die Aufgabe der Erfindung ein Verfahren und eine Beleuchtungsvorrichtung zu schaffen, mittels welcher eine verbesserte Ausleuchtung der Fahrbahn bzw. der Fahrspur vor dem Kraftfahrzeug erreicht werden kann.
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Die Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines prädiktiven Kurvenlichts mit zumindest einem Scheinwerfer mit einem Verschwenkmittel zum gesteuerten Verschwenken des Scheinwerfers, wobei eine Überwachungsvorrichtung vorgesehen ist, welche die Fahrbahn und/oder Fahrspur vor dem Fahrzeug überwacht und Fahrbahndaten erzeugt, wobei eine Steuereinheit vorgesehen ist, welche anhand der Daten der Überwachungsvorrichtung die Verschwenkmittel ermittelt und ansteuert zur Einstellung des Scheinwerfers Zur Ausleuchtung der Fahrbahn und/oder Fahrspur, wobei ein Filter eingesetzt wird zur Verarbeitung der Daten der Überwachungseinheit, wobei als Eingangsdaten Daten der Fahrbahn und/oder der Fahrspur verwendet werden, die in Zeitschritten aufgelöst verwendet werden, wobei die Unschärfe dieser Daten aus der Historie vorangegangener Zeitschritte abgeleitet wird. Dadurch wird durch den Einsatz des Filters aus den Daten und der Unschärfe der Daten ein Schwenkwinkel bestimmt, so dass das von dem zumindest einen Scheinwerfer ausgesendete Licht der Fahrbahn oder der Fahrspur folgt.
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Besonders bevorzugt ist der Filter ein Kalman-Filter. Durch den Einsatz eines geeigneten zugrundeliegenden Fahrspurmodells und unter Verwendung der aus der Historie vorangegangener Zeitschritte ermittelten Unsicherheiten der Messungen kann ein Kalman-Filter zur Kombination mehrerer Fahrspurmarkierungsverläufe und daraus resultierender Schwenkwinkel verwendet werden.
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Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn die Daten der Fahrbahn und/oder der Fahrspur Daten zumindest einer Fahrbahnbegrenzung oder Fahrspurbegrenzung, insbesondere Daten eines rechten Markierungsverlaufs und eines linken Markierungsverlaufs sind. Dadurch kann eine einfache Erkennung oder Bestimmung der Fahrbahn und/oder Fahrspur realisiert werden, weil die Fahrspurbegrenzung bzw. die Fahrspurbegrenzung oft deutlich sichtbar umgesetzt sind, was für eine optische Überwachung und Erkennung vereinfachend ist. Außerdem kann durch das Ermitteln mehrerer Markierungsverläufe, der rechten, linken oder auch der benachbarten Markierungsverläufe eine Redundanz erzielt werden. Diese kann durch den Einsatz eines Filters zur Erhöhung der Genauigkeit der Schwenkwinkelbestimmung ausgenutzt werden. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Unsicherheit der jeweiligen Daten bekannt ist.
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Auch ist es zweckmäßig, wenn die Daten der Fahrbahn und/oder der Fahrspur Daten einer Fahrbahnbegrenzung oder Fahrspurbegrenzung in einer vorgebbaren Entfernung zum Kraftfahrzeug sind. Dadurch wird die vorausschauende Wahrnehmung für die Bestimmung der Fahrbahn oder Fahrspurverlaufs realisiert. Die vorgebbare Entfernung ist dabei bevorzugt im Bereich zwischen etwa 50 m und 200 m, insbesondere bei etwa 65 m, insbesondere etwa bis 100 m. Diese vorausschauende Wahrnehmung ist auch bei der Bestimmung des Schwenkwinkels vorteilhaft. Die Unsicherheit der Daten der Fahrbahnbegrenzung oder Fahrspurbegrenzung nimmt beispielsweise mit höherer Entfernung zu. Allerdings kann zur Bestimmung des Schwenkwinkels beispielsweise genau der Verlauf in einer vorgebbaren Entfernung herangezogen werden. Daher ist es vorteilhaft, zur Ermittlung eines relevanten Unsicherheitswertes genau die Unsicherheit in einer vorgebbaren Entfernung zu ermitteln, bei welcher der Verlauf der Fahrbahnbegrenzung und/oder der Fahrspurbegrenzung zur Bestimmung des Schwenkwinkels eingesetzt wird.
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Auch ist es zweckmäßig, wenn für eine Berechnung der Unschärfe des Verlaufs der Fahrbahnbegrenzung und/oder Fahrspurbegrenzung Daten der Markierungsverläufe eines Zeitschritts und Daten der Markierungsverläufe vorhergehender Zeitschritte unter Berücksichtigung der Eigenbewegung des Kraftfahrzeugs herangezogen werden. Dadurch kann aus vergangenen Zeitschritten eine Abschätzung des aktuellen Zustandes vorgenommen werden, was lediglich Daten der vorhandenen Sensorik verwendet. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn insbesondere die Gierratengenauigkeit der Eigenbewegung gegenüber der Unschärfe des Verlaufs der Fahrbahnbegrenzung und/oder Fahrspurbegrenzung gering ist. Dafür ist es zweckmäßig, wenn beispielsweise zusätzlich zu den Fahrzeugdaten noch ein Verfahren zur Verbesserung der Genauigkeit der Gierwinkelschätzung eingesetzt wird. Ein solches Verfahren ist beispielsweise aus der europäischen Patentanmeldung
EP 09 175 745.0 bekannt.
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Auch ist es vorteilhaft, wenn mittels eines Vergleichs zwischen dem ermittelten zumindest einen Markierungsverlauf eines Zeitschritts mit einem für den betrachteten Zeitschritt aus zumindest einem vorhergehenden Zeitschritt bestimmten Ergebnis des zumindest einen Markierungsverlaufs die Unsicherheit des jeweiligen Markierungsverlaufs bestimmbar ist.
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Bei dem zumindest einen Markierungsverlauf kann es sich dabei bevorzugt um den rechten und linken Markierungsverlauf einer Fahrbahnbegrenzung und/oder Fahrspurbegrenzung handeln, aber auch zusätzlich oder alternativ um einen Markierungsverlauf einer benachbarten Fahrbahnbegrenzung und/oder Fahrspurbegrenzung. Anstelle von weißen Spurmarkierungen kann es sich beispielsweise auch um so genannte Botts' dots, Leitplanken, Strukturen von Objekten entlang des Straßenverlaufs und/oder sonstigen Daten einer Fahrbahnbegrenzung und/oder Fahrspurbegrenzung handeln.
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Zur Ermittlung der Unsicherheit kann dabei insbesondere die Summe der Abweichungen herangezogen werden. Dies kann auch abhängig vom Modell des Markierungsverlaufs geschehen. Insbesondere können Differenzen der Lage der Stützstellen von Polygonen bzw. Splines verglichen werden. Besonders vorteilhaft ist der Vergleich der Parameter von Klothoiden.
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Besonders zweckmäßig ist es, wenn mittels eines Vergleichs zwischen dem ermittelten zumindest einen Markierungsverlauf eines Zeitschritts mit einem für den betrachteten Zeitschritt aus zumindest einem vorhergehenden Zeitschritt bestimmten Ergebnis des zumindest einen Markierungsverlaufs in einer vorbestimmten Entfernung zum Kraftfahrzeug die Unsicherheit des jeweiligen Markierungsverlaufs bestimmbar ist. Dazu kann beispielsweise eine Distanz des Markierungsverlaufs mit dem maximalen Ausschlag nach innen und des Markierungsverlaufs mit dem maximalen Ausschlag nach aussen in einer vorbestimmten Entfernung ermittelt werden. Alternativ sind Durchschnittswerte verwendbar. Besonders vorteilhaft ist die Berechnung eines Histogramms der Lage aller Markierungsverläufe in einer vorgebbaren Entfernung. Aus dieser diskreten Verteilung lassen sich insbesondere durch Berechnung von einer Varianz bzw. eines Mittelwerts charakteristische Größen für die Unsicherheit ermitteln.
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Es kann darüber hinaus auch vorteilhaft sein, insbesondere bei stark schwankenden Unschärfen, die Entfernung von der Höhe der Unsicherheit abhängig zu machen, bei welcher der Verlauf der Fahrbahnbegrenzung und/oder der Fahrspurbegrenzung zur Bestimmung des Schwenkwinkels eingesetzt wird. Dabei kann beispielsweise eine geringere Entfernung zur Berechnung des Schwenkwinkels verwendet werden, wenn eine höhere Unschärfe vorliegt und eine weiter entfernte Entfernung gewählt werden, sollte eine geringe Unschärfe ermittelt werden. Dies kann auch abhängig von Schwellwerten geschehen und/oder bis zu einer minimalen/maximalen Entfernung vorgenommen werden.
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Es ist also vorteilhaft bei der Bestimmung des Schwenkwinkels von der Unschärfe abhängige variable Entfernungen zu verwenden. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die vergangenen Unschärfen anhand eines Entfernungsfaktors in eine andere Entfernung umgerechnet werden. Dies spart das erneute Ermitteln der Unschärfe anhand der Markierungsverläufe und sichert eine Vergleichbarkeit der Unschärfe in ausrechender Genauigkeit ab.
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Weiterhin ist es möglich eine Warnung bei sehr hohen Unsicherheiten und/oder sehr niedrigen Entfernungen auszugeben.
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Auch ist es vorteilhaft, wenn eine Mehrzahl von vorhergehenden Zeitschritten herangezogen wird, um die Unsicherheit zu bestimmen. Dadurch kann der Grad der Güte der Bestimmung der Unsicherheit verbessert werden.
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Auch ist es vorteilhaft, wenn bei der Bestimmung des Schwenkwinkels der Markierungsverlauf stärker gewichtet wird, welcher eine geringere Unschärfe aufweist. Damit kann die Bestimmung des Schwenkwinkels verbessert werden. Hierbei können die Messungen des mindestens einen Spurverlaufs beispielsweise auf einem Verlauf der Fahrspur bzw. Fahrbahn projiziert werden. Insbesondere eignet sich hierfür eine Position zentral vor dem Fahrzeug. Dies hat den Vorteil, dass die Daten dann zusammen mit Ihren Unsicherheiten in einen Filter, beispielsweise einen Kalman-Filter eingehen können und so die Gewichtung implizit durch den Filter vorgenommen wird.
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Dabei kann die Unsicherheit insbesondere zusammen mit den Messungen des aktuellen Zeitpunkts eingehen und gegenüber einer Annahme über den weiteren Spurverlauf, welche aus dem angenommenen Spurverlauf und den Unsicherheiten der letzten Zeitschritte beispielsweise modellbasiert ermittelt wird, abgeglichen und gewichtet werden. Es ist also insbesondere vorteilhaft, wenn bei der Bestimmung des Schwenkwinkels die Daten bzw. Messdaten des zumindest einen Markierungsverlaufs in Bezug auf Ihre Unschärfe gegenüber zumindest einem den Straßenverlauf beschreibender Markierungsmodell gewichtet werden.
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Auch ist es vorteilhaft, wenn bei der Bestimmung des Schwenkwinkels der Markierungsverlauf mit der größeren Unsicherheit unberücksichtigt bleibt.
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Dieses Vorgehen eignet sich beispielsweise zur Filterung von Ausreißern und kann abhängig von einem Schwellwert vorgenommen werden. Der entsprechende Markierungsverlauf kann dabei gar nicht an den Filter weitergegeben werden.
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Die Aufgabe hinsichtlich der Beleuchtungsvorrichtung wird mit den Merkmalen von Anspruch 11 gelöst.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung mit zumindest einem Scheinwerfer mit einem Verschwenkmittel zum gesteuerten Verschwenken des Scheinwerfers zur Steuerung eines prädiktiven Kurvenlichts, wobei eine Überwachungsvorrichtung vorgesehen ist, welche die Fahrbahn und/oder Fahrspur vor dem Fahrzeug überwacht und Fahrbahndaten erzeugt und wobei eine Steuereinheit vorgesehen ist, welche anhand der Daten der Überwachungsvorrichtung die Verschwenkmittel ansteuert zur Einstellung des Scheinwerfers zur Beleuchtung der Fahrbahn und/oder Fahrspur, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind durch die nachfolgende Figurenbeschreibung und durch die Unteransprüche beschrieben.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Nachstehend wird die Erfindung auf der Grundlage zumindest eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugs mit einer Beleuchtungsvorrichtung,
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2 ein Diagramm mit einem Kurvenverlauf zur Erläuterung der Erfindung,
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3 ein Blockdiagramm zur Erläuterung der Erfindung.
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Bevorzugte Ausführung der Erfindung
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Die 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugs 1 mit einer Beleuchtungsvorrichtung 2 zur Steuerung eines prädiktiven Kurvenlichts.
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Die Beleuchtungsvorrichtung 2 weist zumindest einen Scheinwerfer 3 auf, welcher zumindest ein Leuchtmittel 4 aufweist, welchem ein Verschwenkmittel 5 zugeordnet ist, um das Leuchtmittel 4 in dem Scheinwerfer 3 und/oder den Scheinwerfer 3 mit dem Leuchtmittel 4 zu verschwenken. Dabei wird ein Verschwenken des Leuchtmittels 4 im Scheinwerfer 3 bzw. ein Schwenken des Scheinwerfers 3 mit dem Leuchtmittel 4 im Folgenden synonym als Verschwenken des Scheinwerfers 3 verstanden.
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Dem Scheinwerfer 3 ist ein Verschwenkmittel 5 zugeordnet, welches von einer Steuereinheit 6 ansteuerbar ist, um die Stellung des Schweinwerfers 3 bzw. des Leuchtmittels 4 im Scheinwerfer 3 verschwenken zu können, um die Winkeleinstellung des von dem Scheinwerfer 3 ausgesendeten Lichts einstellen zu können.
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Zur Überwachung der Fahrbahn 11 und/oder der Fahrspur 12 dient eine Überwachungsvorrichtung 13, welche beispielsweise eine optische Überwachungsvorrichtung ist. Die Überwachungsvorrichtung 13 überwacht dabei die Fahrbahn 11 und/oder die Fahrspur 12. Die Steuereinheit 6 ermittelt bevorzugt aus den Daten der Überwachungsvorrichtung die Fahrbahn und/oder die Fahrspur 12 und kann daraus eine Fahrtrajektorie 10 des Fahrzeugs bestimmen, um den oder die Scheinwerfer 3 mittels der jeweiligen Verschwenkmittel 5 derart einstellen zu können, wie Verschwenken zu können, um eine verbesserte Ausleuchtung der Fahrbahn 11 und/oder der Fahrspur 12 vor dem Fahrzeug 1 zu erreichen.
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Die Fahrbahn 11 und/oder die Fahrspur 12 werden dabei bevorzugt durch Erkennung von Straßenmarkierungen 14 identifiziert, indem die Überwachungsvorrichtung 13 die Straßenmarkierungen 14 vor dem Fahrzeug 1 detektiert und die Steuereinheit 6 den Verlauf der Straßenmarkierungen 14 auswertet, um einen Verlauf der Fahrbahn 11 und/oder der Fahrspur 12 vor dem Fahrzeug 1 im Verhältnis zur Position des Fahrzeugs 1 zu bestimmen, um daraus den Schwenkwinkel α, β für den jeweiligen Scheinwerfer 3 zu bestimmen, und um den jeweiligen Scheinwerfer 3 hinsichtlich des bestimmten Verschwenkwinkels, α, β mittels der Verstellmittel 5 einzustellen.
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Die Überwachung erfolgt in Zeitschritten, wobei in jedem Zeitschritt t ein Bild von der Überwachungsvorrichtung aufgenommen wird und dieses ausgewertet wird. Dabei wird in jedem Zeitschritt der Markierungsverlauf der Straßenmarkierung bestimmt. Erfindungsgemäß wird aus den Daten vorausgegangener Zeitschritte t(-k) der Straßenmarkierungsverlauf für einen vordefinierten Abstand bestimmt und auf der Basis der Eigenbewegung des Fahrzeugs wird der aktuelle Markierungsverlauf auf Basis der Daten von zumindest einem vorangegangenen Zeitschritt berechnet. Durch die Verwendung einer Vielzahl solcher Daten vorausgegangener Zeitschritte kann eine Vielzahl von Verläufen von Fahrbahnmarkierungen bestimmt werden, wobei in einer vordefinierten Entfernung dann eine Streuung der Markierungsverläufe auftritt, welche als Unschärfe verwendet werden kann.
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Die 2 erläutert dies anhand eines Diagramms 50. Dabei ist eine Projektion eines Fahrbahnmarkierungsverlaufs dargestellt, bei welchem jeweils ein rechter und ein linker Fahrbahnmarkierungsverlauf 51, 52 aus verschiedenen Zeitschritten für den aktuellen Zeitschritt berechnet und aufgetragen sind. Man erkennt, dass für den rechten Fahrbahnmarkierungsverlauf 52 und für den linken Fahrbahnmarkierungsverlauf 51 die Unschärfe 53, 54 im Abstand von 65 m vor dem Fahrzeug unterschiedlich groß ist.
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Die 3 zeigt ein Blockdiagramm 60 zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Vorgehensweise.
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In Block 61 werden Daten der Markierungsverläufe über mehrere Zyklen bzw. Zeitschritte gespeichert.
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In Block 62 erfolgt eine Bestimmung eines Markierungsverlaufs für den aktuellen Zeitschritt aus den Daten der vorangegangenen Zeitschritte.
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In Block 63 erfolgt eine Bestimmung der Auffächerung der Markierungsverläufe in einem vorgegebenen Abstand.
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In Block 64 wird die Auffächerung als Messunsicherheit bzw. Unschärfe als Eingangsgröße für einen Kalman-Filter verwendet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Beleuchtungsvorrichtung
- 3
- Scheinwerfer
- 4
- Leuchtmittel
- 5
- Verschwenkmittel
- 6
- Steuereinheit
- 10
- Fahrtrajektorie, Kurvenverlauf
- 11
- Fahrbahn
- 12
- Fahrspur
- 13
- Überwachungsvorrichtung
- 14
- Straßenmarkierung
- 50
- Diagramm
- 51
- Fahrbahnmarkierungsverlauf
- 52
- Fahrbahnmarkierungsverlauf
- 53
- Unschärfe
- 54
- Unschärfe
- 60
- Blockdiagramm
- 61
- Block
- 62
- Block
- 63
- Block
- 64
- Block
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010020688 A1 [0006]
- EP 09175745 [0013]
