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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern einer Lichtaussendung zumindest eines Scheinwerfers eines Fahrzeugs, auf eine entsprechende Vorrichtung sowie auf ein entsprechendes Computerprogramm.
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Moderne adaptive Scheinwerfersysteme insbesondere von Kraftfahrzeugen können üblicherweise eine gegenüber älteren Scheinwerfern verbesserte Lichtleistung bzw. Ausleuchtung einer Fahrbahn bzw. Fahrzeugumgebung aufweisen, um eine bessere Sicht im Verkehr zu erreichen. In Straßentunnels beispielsweise soll laut Vorschrift mit Abblendlicht gefahren werden.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein Verfahren zum Steuern einer Lichtaussendung zumindest eines Scheinwerfers eines Fahrzeugs, weiterhin eine Vorrichtung, die dieses Verfahren verwendet, sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogramm gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
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Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann insbesondere ein Fahrzeugscheinwerfersystem bezüglich seiner Lichtaussendung an beispielsweise geometrische und/oder optische Bedingungen angepasst werden, die in Abschnitten einer Fahrzeugroute gelten, in denen eine durch das Fahrzeug momentan befahrene Fahrbahn durch ein Bauwerk ganz oder partiell eingehaust ist. Dazu können beispielsweise Parameter des Bauwerks sowie gegebenenfalls eine Fahrzeugposition relativ zu dem Bauwerk erfasst werden und kann die Lichtaussendung von Fahrzeugscheinwerfern an solche Parameter angepasst werden. Insbesondere kann dabei bewirkt werden, dass zumindest ein Teilabschnitt des Bauwerks von einem durch die Fahrzeugscheinwerfer erzeugten Lichtkegel ausgeschlossen ist bzw. außerhalb des Lichtkegels angeordnet ist.
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Vorteilhafterweise kann gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung innerhalb von Verkehrsbauwerken oder Gebäuden, innerhalb denen eine Fahrbahn verläuft, die Lichtaussendung von Fahrzeugscheinwerfern so angepasst werden, dass für Fahrzeuglenker störende Lichtreflexionen innerhalb der Bauwerke, beispielsweise an Wänden der Bauwerke, vermieden werden können. Somit kann innerhalb von Verkehrsbauwerken oder Gebäuden eine Verkehrssicherheit erhöht und ein Fahrkomfort für Fahrzeuglenker verbessert werden.
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Es wird ein Verfahren zum Steuern einer Lichtaussendung zumindest eines Scheinwerfers eines Fahrzeugs vorgestellt, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Bestimmen einer Bauwerksinformation, die ein Vorliegen eines Bauwerks repräsentiert, das eine durch das Fahrzeug befahrene Fahrbahn zumindest partiell einhaust; und
Erzeugen eines Steuersignals zum Steuern der Lichtaussendung unter Verwendung der Bauwerksinformation.
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Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein Kraftfahrzeug handeln, insbesondere ein straßengebundenes Kraftfahrzeug, wie ein Personenkraftwagen, ein Lastkraftwagen oder ein sonstiges Nutzfahrzeug. Bei dem zumindest einen Scheinwerfer kann es sich um einen Frontscheinwerfer des Fahrzeugs handeln. So können durch Ausführen des Verfahrens zumindest ein Frontscheinwerfer oder alle Frontscheinwerfer des Fahrzeugs gemeinsam in ihrer Lichtaussendung gesteuert werden. Der zumindest eine Scheinwerfer kann auf einer Halogen-Technologie, Xenon-Technologie, LED-Technologie (LED = Licht emittierende Diode) oder dergleichen basieren. Auch kann der zumindest eine Scheinwerfer Teil eines adaptiven Scheinwerfersystems bzw. Lichtsystems bzw. Beleuchtungssystems des Fahrzeugs sein. Das Bauwerk kann ein Straßenbauwerk oder ein Gebäude aufweisen, beispielsweise einen Tunnel, eine Galerie, eine Einhausung, eine Unterführung, eine Lärmschutzwand, ein Parkhaus, eine Tiefgarage oder dergleichen. Das Verfahren kann wiederholt ausgeführt werden, wenn das Fahrzeug das Bauwerk durchfährt.
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Gemäß einer Ausführungsform kann das Verfahren einen Schritt des Einlesens von Bilddaten einer Umgebung des Fahrzeugs von einer Schnittstelle zu einer Umfelderfassungseinrichtung des Fahrzeugs aufweisen. Hierbei kann im Schritt des Bestimmens die Bauwerksinformation unter Verwendung der Bilddaten bestimmt werden. Das Fahrzeug kann die Umfelderfassungseinrichtung umfassen. Dabei kann die Umfelderfassungseinrichtung fest eingebaut oder abnehmbar in oder an dem Fahrzeug angeordnet sein. Die Umfelderfassungseinrichtung kann ausgebildet sein, um die Umgebung bzw. das Umfeld, insbesondere in Fahrtrichtung, des Fahrzeugs zu erfassen bzw. aufzunehmen und in Form der Bilddaten bereitzustellen. Auch kann die Umfelderfassungseinrichtung oder eine datenübertragungsfähig mit der Umfelderfassungseinrichtung verbundene oder verbindbare Vorrichtung eine Verarbeitungseinrichtung zum Verarbeiten der Bilddaten unter Verwendung zumindest eines Verarbeitungsalgorithmus aufweisen. Bei der Umfelderfassungseinrichtung kann es sich um eine im Fahrzeug installierte Kamera bzw. Fahrzeugkamera, Radarvorrichtung, LiDAR-Vorrichtung (LiDAR = Abkürzung für engl. Light Detection And Ranging), LaDAR-Vorrichtung (LaDAR = Abkürzung für engl. Laser Detection And Ranging) oder dergleichen handeln. Die Umgebung des Fahrzeugs kann zumindest einem Teilabschnitt der Fahrbahn aufweisen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine genaue Bestimmung eines Vorliegens eines Bauwerks erfolgen kann und in Fahrzeugen ohnehin bereits verbaute Einrichtungen und Infrastruktur genutzt werden können. Somit kann die Lichtsteuerung besonders wirtschaftlich durchgeführt werden.
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Auch kann im Schritt des Bestimmens zumindest eine Abmessung der Fahrbahn und zusätzlich oder alternativ des Bauwerks bestimmt werden. Hierbei kann im Schritt des Erzeugens das Steuersignal unter Verwendung der zumindest einen Abmessung erzeugt werden. Die zumindest eine Abmessung kann eine lichte Durchfahrtshöhe, eine lichte Durchfahrtsbreite, eine Fahrbahnbreite, einen Abstand zwischen Fahrbahn und Bauwerk und/oder dergleichen umfassen. Die zumindest eine Abmessung kann dabei unter Verwendung der Bilddaten bestimmt werden. Unter Verwendung der zumindest einen Abmessung kann im Schritt des Erzeugens ein Steuersignal erzeugt werden, das eine an die zumindest eine Abmessung angepasste Lichtaussendung bewirkt. Je kleiner beispielsweise eine Abmessung ist, desto mehr kann die Lichtaussendung mittels des Steuersignals eingeschränkt werden. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die Lichtaussendung besonders genau an Verhältnisse innerhalb des Bauwerks angepasst werden kann. Somit kann eine zuverlässige Blendungsvermeidung erreicht werden.
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Ferner kann im Schritt des Bestimmens eine Relativposition des Fahrzeugs bezüglich der Fahrbahn und zusätzlich oder alternativ bezüglich des Bauwerks bestimmt werden. Hierbei kann im Schritt des Erzeugens das Steuersignal unter Verwendung der Relativposition erzeugt werden. Die Relativposition des Fahrzeugs kann unter Verwendung von Positionsdaten, Fahrdaten und zusätzlich oder alternativ Umgebungsdaten des Fahrzeugs bestimmt werden. Auch kann die Relativposition des Fahrzeugs unter Verwendung von mittels der Umfelderfassungseinrichtung ermittelter Daten bestimmt werden. Dabei können zum Bestimmen der Relativposition eine von dem Fahrzeug befahrene Fahrspur auf der Fahrbahn, eine Fahrtrichtung und zusätzlich oder alternativ ein Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem Bauwerk geschätzt werden. Unter Verwendung der Relativposition kann im Schritt des Erzeugens ein Steuersignal erzeugt werden, das eine an die Relativposition angepasste Lichtaussendung bewirkt. Je näher beispielsweise die Relativposition des Fahrzeugs an einer Wand des Bauwerks ist, desto stärker kann die Lichtaussendung zu dieser Wand hin mittels des Steuersignals eingeschränkt werden. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die Lichtaussendung noch genauer und situationsgerechter gesteuert werden kann, sodass die Blendungsvermeidung weiter verbessert werden kann.
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Zudem kann im Schritt des Bestimmens zumindest ein Teilabschnitt einer Wand des Bauwerks bestimmt werden. Dabei kann die Wand unter Verwendung der Bilddaten bestimmt werden. Ein Teilabschnitt der Wand kann einen zu der Fahrbahn benachbart angeordneten Abschnitt einer Wand des Bauwerks aufweisen. Es kann hierbei auch zumindest ein Teilabschnitt von mindestens einer Wand bestimmt werden. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass auch strukturelle Eigenschaften des Bauwerks ermittelt werden können, um die Lichtaussendung bzw. Lichtverteilung noch genauer anpassen zu können.
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Dabei kann im Schritt des Erzeugens das Steuersignal so erzeugt werden, dass der zumindest eine Teilabschnitt der Wand des Bauwerks von der Lichtaussendung des zumindest einen Scheinwerfers ausgenommen ist. Hierbei kann das Steuersignal geeignet sein, um eine Lichtaussendung zu bewirken, von deren Lichtverteilung bzw. Lichtkegel der zumindest eine Teilabschnitt der Wand des Bauwerks ausgenommen und somit unbeleuchtet ist. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine Blendung von Fahrzeugführer durch potenziell reflektierende Wände von Bauwerken oder durch an solchen Wänden angeordnete Reflexionsobjekte zuverlässig vermieden werden kann.
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Ferner kann das Verfahren einen Schritt des Bereitstellens des Steuersignals an eine Schnittstelle zu einer Lichtsteuereinrichtung des Fahrzeugs aufweisen. Hierbei kann das Steuersignal durch die Lichtsteuereinrichtung verwendbar sein, um die Lichtaussendung des zumindest einen Scheinwerfers einzustellen. Die Lichtsteuereinrichtung kann hierbei Teil eines adaptiven Lichtsystems des Fahrzeugs sein. Auch kann die Lichtsteuereinrichtung insbesondere ausgebildet sein, um die Lichtaussendung unter Verwendung des Steuersignals stufenlos einzustellen bzw. an das Gebäude anzupassen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass unter Verwendung des Steuersignals eine genaue und zuverlässige Einstellung bzw. Anpassung der Lichtaussendung mittels bereits im Fahrzeug installierter Komponenten umgesetzt werden kann.
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Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner eine Vorrichtung, die ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen.
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Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Vorrichtung kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
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Unter einer Vorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Vorrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
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Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
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Der hier vorgestellte Ansatz wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer Steuervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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2 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit der Steuervorrichtung aus 1;
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3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Steuern gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
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4 bis 6 schematische Beispielbilder des Fahrzeugs aus 2 auf einer Fahrbahn innerhalb eines Bauwerks.
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In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Steuervorrichtung 100 bzw. Vorrichtung zum Steuern einer Lichtaussendung zumindest eines Scheinwerfers eines Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Steuervorrichtung 100 ist ausgebildet, um ein Steuersignal 104 zum Steuern der Lichtaussendung zu generieren und auszugeben.
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Die Steuervorrichtung 100 weist eine Bestimmungseinrichtung 106 und eine Erzeugungseinrichtung 108 auf. Die Bestimmungseinrichtung 106 ist ausgebildet, um eine Bauwerksinformation 110 zu bestimmen. Dabei repräsentiert die Bauwerksinformation ein Vorliegen eines Bauwerks, das eine Fahrbahn, die durch das Fahrzeug momentan befahren wird, zumindest teilweise einhaust bzw. umgibt. Die Bestimmungseinrichtung 106 ist ausgebildet, um der Erzeugungseinrichtung 108 die Bauwerksinformation 110 bereitzustellen. Die Erzeugungseinrichtung 108 ist ausgebildet, um die Bauwerksinformation 110 zu empfangen und unter Verwendung der Bauwerksinformation 110 das Steuersignal 104 zu erzeugen und auszugeben. Dabei ist die Erzeugungseinrichtung 108 ausgebildet, um das Steuersignal 104 so zu erzeugen, dass es geeignet ist, um eine an das Bauwerk angepasste Lichtaussendung durch den zumindest einen Scheinwerfer zu bewirken.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Steuervorrichtung 100 ausgebildet, um Bilddaten 111 einer Umgebung des Fahrzeugs zu empfangen. Die Vorrichtung 100 ist ausgebildet, um die Bilddaten 111 von einer Schnittstelle 112 zu einer Umfelderfassungseinrichtung des Fahrzeugs einzulesen und an die Bestimmungseinrichtung 106 weiterzuleiten. Die Bestimmungseinrichtung 106 ist ausgebildet, um unter Verwendung der Bilddaten 111 die Bauwerksinformation 110 zu bestimmen. Die Vorrichtung 100 ist ausgebildet, um das Steuersignal über eine Ausgabeschnittstelle 114, beispielsweise in Form einer Bereitstellungseinrichtung an eine Lichtsteuereinrichtung des Fahrzeugs bereitzustellen.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Bestimmungseinrichtung 106 ausgebildet, um unter Verwendung der Bilddaten 111 eine Abmessung der Fahrbahn oder des Bauwerks zu bestimmen und Abmessungsdaten 116, welche die Abmessung repräsentieren, an die Erzeugungseinrichtung 108 auszugeben. Die Erzeugungseinrichtung 108 ist hierbei ausgebildet, um das Steuersignal 104 unter Verwendung der Abmessungsdaten 116 zu erzeugen. Dadurch kann die Lichtaussendung beispielsweise an eine Breite der Fahrbahn angepasst werden, sodass die Lichtaussendung nicht über die Fahrbahn hinausgeht.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Bestimmungseinrichtung 106 ausgebildet, um unter Verwendung der Bilddaten 111 eine Relativposition des Fahrzeugs bezüglich der Fahrbahn und zusätzlich oder alternativ bezüglich des Bauwerks zu bestimmen. Hierbei ist die Bestimmungseinrichtung 106 ausgebildet, um Relativpositionsdaten 118, welche die Position des Fahrzeugs in Bezug zu der Fahrbahn oder dem Bauwerk repräsentieren, an die Erzeugungseinrichtung 108 auszugeben. Die Erzeugungseinrichtung 108 ist hierbei ausgebildet, um das Steuersignal 104 unter Verwendung der Relativpositionsdaten 118 zu erzeugen. Dadurch kann die Lichtaussendung beispielsweise an einen Abstand zwischen dem Fahrzeug und einer Wand des Bauwerks angepasst werden, sodass das Bauwerk nicht durch die Lichtaussendung bestrahlt wird.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Bestimmungseinrichtung 106 ausgebildet, um unter Verwendung der Bilddaten 111 zumindest einen Teilabschnitt, beispielsweise einen sich in einer bestimmten Höhe befindlichen oberen Abschnitt, einer Wand des Bauwerks zu bestimmen. Hierbei ist die Bestimmungseinrichtung 106 ausgebildet, um Wanddaten 120, welche den zumindest einen Teilabschnitt der Wand repräsentieren, an die Erzeugungseinrichtung 108 auszugeben. Die Erzeugungseinrichtung 108 ist hierbei ausgebildet, um das Steuersignal 104 unter Verwendung der Wanddaten 120 so zu erzeugen, dass der zumindest eine Teilabschnitt der Wand des Bauwerks außerhalb eines Lichtkegels des zumindest einen Scheinwerfers angeordnet ist.
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2 zeigt schematische Darstellung eines Fahrzeugs 200 mit einer Steuervorrichtung 100, auch Ansteuervorrichtung genannt, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Steuervorrichtung 100 ist ausgebildet, um eine Lichtaussendung zumindest eines Scheinwerfers 206 des Fahrzeugs 200 zu steuern. Bei der Steuervorrichtung 100 kann es sich um die anhand von 1 beschriebene Steuervorrichtung handeln.
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Das Fahrzeug 200 ist gemäß dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ein Kraftfahrzeug in Gestalt eines Personenkraftwagens. Dabei weist das Fahrzeug 200 die Steuervorrichtung 100, eine Fahrzeugkamera 202 als Umfelderfassungseinrichtung, eine Lichtsteuereinrichtung 204 und einen Scheinwerfer 206 auf. Der Scheinwerfer 206 ist hierbei ein Frontscheinwerfer, der in 2 in einem eingeschalteten Zustand gezeigt ist, wobei der Scheinwerfer 206 eine Lichtaussendung 208 bewirkt, die eine Lichtverteilung bzw. einen Lichtkegel erzeugt.
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Die Fahrzeugkamera 202 ist ausgebildet, um Bilddaten 111 bereitzustellen, die ein Umfeld des Fahrzeugs 200 abbilden. Wie bereits in 1 beschriebenen und dargestellt, ist die Steuervorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel ausgebildet, um die Bilddaten 111 von der Fahrzeugkamera 202 zu empfangen.
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Zum Steuern der Lichtaussendung 208 ist die Steuervorrichtung 100 ausgebildet, um das Steuersignal 104 für die Lichtsteuereinrichtung 204 bereitzustellen. Die Lichtsteuereinrichtung 204 ist ausgebildet, um unter Verwendung des Steuersignals 104 die Lichtaussendung 208 des Scheinwerfers 206 einzustellen bzw. zu steuern. Beispielsweise kann die Lichtsteuereinrichtung 204 ausgebildet sein, um einen Winkel der Lichtaussendung 208 einzustellen.
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Das Fahrzeug 200 befindet sich auf einer Fahrbahn 210 bzw. einer Straße. Die Fahrbahn 210 verläuft hierbei in einem Bauwerk in Gestalt eines Straßenbauwerks, beispielsweise eines Straßentunnels. Von dem Bauwerk ist in 2 eine Wand 212 bzw. Seitenwand gezeigt.
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Die Steuervorrichtung 100 ist ausgebildet, um die Wand 212 gemäß diesem Ausführungsbeispiel unter Verwendung der Bilddaten 111 zu erkennen und das Steuersignal 104 so zu erzeugen, dass die Wand 212 von der Lichtaussendung 208 des Scheinwerfers 206 unbeleuchtet bzw. ausgenommen ist. Somit erstreckt sich die Lichtaussendung 208 des Scheinwerfers 206 über die Fahrbahn 210 bist zu der Wand 212. Die Wand 212 wird dabei nicht beleuchtet.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Wand 212 einen oberen Abschnitt 214 und einen unteren Abschnitt 216 auf. Der untere Abschnitt 216 ist zwischen der Fahrbahn 210 und dem oberen Abschnitt 214 angeordnet. Dabei ist die Steuervorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel ausgebildet, um den oberen Abschnitt 214 der Wand 212 unter Verwendung der Bilddaten 111 von der Fahrzeugkamera 202 zu bestimmen und das Steuersignal so zu erzeugen, dass der obere Abschnitt 214 der Wand 212 von der Lichtaussendung 208 des Scheinwerfers 206 ausgenommen wird. Der untere Abschnitt 216 kann dagegen von der Lichtaussendung 208 des Scheinwerfers 206 erfasst werden. Dabei kann der untere Abschnitt 216 einen Bereich der Wand 212 repräsentieren, der bei einer Beleuchtung durch die Lichtaussendung 208 des Scheinwerfers 206 keine Blendeffekte für einen Fahrer des Fahrzeugs 200 und/oder eines Fremdfahrzeugs hervorruft. Der untere Abschnitt 216 kann beispielsweise bis zu einer Höhe von 30cm oder 50cm der Wand 212 reichen.
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Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 bis 6 sowie Rahmenbedingungen zusammenfassend und mit anderen Worten kurz erläutert.
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Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung können ein AFS (Adaptive Front-Light System; adaptives Frontlichtsystem), einen Fahrkorridor, einen Straßentunnel, eine Mehrzweckkamera (MPC = Multi-Purpose Camera), eine Fahrerassistenz und dergleichen betreffen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann ein adaptives Fahrzeuglichtsystem für eine Bauwerksumgebung, beispielsweise eine Straßentunnelumgebung oder dergleichen, bereitgestellt werden. Eine Steuervorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann Teil eines adaptiven Fahrzeuglichtsystems oder eines Scheinwerfersystems bzw. Fahrzeuglichtsystems sein.
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Straßenverkehrsvorschriften besagen häufig, dass beispielsweise innerhalb von Straßenbauwerken aktive Scheinwerfer verwendet werden sollen, wobei Tagfahrlicht nicht ausreicht, sondern Abblendlicht gefordert ist. Zudem besteht eine Entwicklung adaptiver Lichtsysteme hin zu einer kontinuierlichen Verbesserung einer Lichtleistung sowie einer adaptiven Lichtverteilung zur besseren Sichtbarkeit.
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Adaptive Lichtsysteme sind beispielsweise adaptiv bezüglich einer Umgebung, zum Beispiel einer Straßenkrümmung, einer Straßenart in einer Stadt, auf einer Autobahn etc., bezüglich Wetterbedingungen, wie beispielsweise Nebel, wobei Fernlicht ausgeschaltet wird und Nebelscheinwerfer aktiviert werden, Schnee, Regen etc., sowie bezüglich Verkehrsteilnehmern, wobei ein beleuchteter Bereich für das Fahrzeug 200 bzw. Ego-Fahrzeug maximiert wird, ohne andere Fahrer zu blenden. Solche adaptiven Frontscheinwerfersysteme sind beispielsweise meist basierend auf Navigation, Geschwindigkeit, Lenkwinkel von Fahrzeugen und auch Kamerasensoren implementiert.
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Tunnels als Bauwerke bzw. Straßenbauwerke stellen besondere Fahrumgebungen mit einem Unfallrisiko dar. Die Wände von Tunnels weisen für gewöhnlich eine reflektierende Oberfläche auf. Mittels einer Steuervorrichtung 100 gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung kann verhindert werden, dass es bei Verwendung eines Fahrzeugscheinwerfersystems zu störenden Lichtreflexionen und einer störenden Blendung für den Fahrer des Fahrzeugs 200 bzw. Ego-Fahrzeugs kommt und ein Aufblitzen an Wänden 212 von Bauwerken, beispielsweise Tunnels, den Fahrer ablenkt. Auch im Falle von modernen Scheinwerfertypen, wie beispielsweise Xenon, LED, Laser-Dioden, bei denen eine emittierte Lichtintensität höher als bei anderen Scheinwerfertypen ist, wie beispielsweise Halogen, kann gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung eine Reflexionswirkung auf üblicherweise ebenen und reflektierenden Oberflächen innerhalb von Bauwerken zumindest abgemildert oder verhindert werden.
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Die Umfelderfassungseinrichtung 202 bzw. ein Kamerasystem ist ausgebildet, um eine Erfassung bzw. Bestimmung einer Bauwerksstruktur, beispielsweise einer Tunnelstruktur, insbesondere einer Breite der Fahrbahn, einer Anzahl von Fahrspuren, einer Position von Wänden 212, einer von dem Fahrzeug 200 tatsächlich benutzten Fahrspur etc. zu ermöglichen. Mittels der Steuervorrichtung 100 ist die Lichtaussendung 208 bzw. Lichtverteilung an die gemessene bzw. erfasste Umgebung anpassbar, sodass es über den gerichteten beleuchteten Bereich zu weniger Reflexionen kommt.
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Andere aktive Lichtsteuerverfahren, die auf Ego-Fahrzeugdaten, Lenkwinkel, Geschwindigkeit, Positionsdaten oder Lichtbedingungen beruhen, können ein Bauwerk erfassen und das getrimmte Licht einschalten bzw. ausschalten. Gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung jedoch kann eine Beleuchtung an die speziellen Szenarien bzw. geometrischen und/oder optischen Eigenschaften von Bauwerken angepasst werden, wie beispielsweise einer unterschiedlichen Anzahl von Fahrspuren, einer Breite eines Tunnelkorridors etc.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Fahrzeug 200 ein Kamerasystem bzw. kamerabasiertes System mit der Fahrzeugkamera 202 und der Steuervorrichtung 100 auf, wobei durch Ausführung eines Verfahrens zum Steuern der Lichtaussendung hierbei Frontscheinwerfer adaptiv an eine spezielle Bauwerksumgebung anpassbar sind. Das kamerabasierte System erfasst beispielsweise Einfahrten und Ausfahrten von Tunnels oder dergleichen bei Nacht und bei Tag anhand einer Bildanalyse. Innerhalb des Bauwerks misst das System hierbei Parameter einer Oberfläche der Fahrbahn 210, wie beispielsweise eine Breite der Fahrbahn 210 zwischen Wänden 212 des Bauwerks. Geeignete bildbasierte Methoden umfassen beispielsweise eine Fahrbahnerkennung, eine Fahrspurerkennung, eine Wanderkennung und/oder eine Schätzung einer Breite einer Tunneleinfahrt. Das kamerabasierte System ist auch ausgebildet, um eine Position des Fahrzeugs 200 zu schätzen, wobei dies basierend auf einer Schätzung der eigenen Fahrspur, Abständen 404, 406 von den Wänden 212, eine Fahrzeugrichtung und/oder dergleichen erfolgen kann. Bei Kenntnis dieser Parameter, beispielsweise Tunnelstrukturparameter sowie einer Relativposition des Fahrzeugs 200 innerhalb eines Tunnels, kann mittels der Steuervorrichtung 100 eine optimale Lichtaussendung 208 bzw. ein optimaler Beleuchtungsbereich definiert werden. Das adaptive Lichtsystem bzw. Beleuchtungssystem modifiziert die Lichtaussendung 208 bzw. Lichtverteilung in Relation zu den gemessenen Parametern, um beispielsweise Tunnelwände 212 von der Lichtaussendung 208 bzw. einem Lichtkegel der Scheinwerfer 206 auszunehmen.
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Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in Verbindung mit Steuersystemen für aktive Scheinwerfer bzw. aktiven Scheinwerfer Steuersystemen verwendbar, beispielsweise mit LED-Matrix-Scheinwerfern, Xenon-Lichtsystemen mit dynamischer Maskierung und anderen Systemen mit der Fähigkeit einer Lichtkegelpositionierung. Beispiele für Anwendungsbereiche von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung Hinblick auf Bauwerke sind Tunnels, Tunnelgalerien, Parkgaragen, Parkhäuser bzw. allgemein eine Fahrumgebung, in der potenziell Blendungseffekte an Wänden vorkommen können.
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3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 300 zum Steuern einer Lichtaussendung zumindest eines Scheinwerfers eines Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren 300 ist hierbei unter Verwendung einer Steuervorrichtung ausführbar, wie sie beispielsweise anhand der 1 und 2 beschrieben ist.
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Gemäß dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist das Verfahren 200 einen Schritt 310 des Einlesens von Bilddaten einer Umgebung des Fahrzeugs von einer Schnittstelle zu einer Umfelderfassungseinrichtung des Fahrzeugs auf.
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Ferner weist das Verfahren 300 einen Schritt 320 des Bestimmens einer Bauwerksinformation auf. Hierbei repräsentiert die Bauwerksinformation ein Vorliegen eines Bauwerks, das eine durch das Fahrzeug befahrene Fahrbahn zumindest partiell einhaust. Im Schritt 320 des Bestimmens wird die Bauwerksinformation unter Verwendung der eingelesenen Bilddaten der Umgebung des Fahrzeugs bestimmt. Alternativ können die Bilddaten oder kann die Bauwerksinformation auch aus einer Datenbank ausgelesen werden. In diesem Fall kann der Schritt 310 entfallen oder der Schritt 310 kann durch einen Schritt des Einlesens der Bauwerksinformation aus einer entsprechenden Datenbank ersetzt oder ergänzt werden.
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In einem Schritt 330 des Erzeugens wird ein Steuersignal zum Steuern der Lichtaussendung des zumindest einen Scheinwerfers des Fahrzeugs erzeugt. Dabei wird das Steuersignal unter Verwendung der Bauwerksinformation erzeugt.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Verfahren 300 einen Schritt 340 des Bereitstellens des Steuersignals an eine Schnittstelle zu einer Lichtsteuereinrichtung des Fahrzeugs auf. Dabei ist das Steuersignal durch die Lichtsteuereinrichtung verwendbar, um die Lichtaussendung des zumindest einen Scheinwerfers einzustellen.
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4 zeigt ein schematisches Bild des Fahrzeugs 200 aus 2 auf einer Fahrbahn 210 innerhalb eines Bauwerks gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Hierbei sind das Fahrzeug 200 und die Fahrbahn 210 in einer Draufsicht dargestellt. Die Fahrbahn 210 weist hierbei in 4 lediglich beispielhaft drei Fahrspuren auf. Die Fahrbahn 210 verläuft in dem in 4 dargestellten Abschnitt derselben innerhalb eines Bauwerks, beispielsweise in Gestalt eines Straßentunnels. Angrenzend an Ränder der Fahrbahn 210 sind Wände des Bauwerks angeordnet.
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Die Steuervorrichtung des Fahrzeugs 200 ist hierbei ausgebildet, um eine Abmessung der Fahrbahn 210 in Gestalt einer Breite 402 einer Fahrbahnoberfläche mittels einer Umfelderfassungseinrichtung, beispielsweise einer Fahrzeugkamera bzw. eines Kamerasystems zu bestimmen bzw. messen oder die Breite 402 aus einer Datenbank auszulesen und zum Erzeugen eines Steuersignals zum Steuern einer Lichtaussendung eines Scheinwerfers des Fahrzeugs 200 zu berücksichtigen.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Steuervorrichtung des Fahrzeugs 200 ausgebildet, um unter Verwendung eines ersten gemessenen Abstands 404 zwischen dem Fahrzeug 200 und einem ersten Rand der Fahrbahn 210 sowie unter Verwendung eines zweiten gemessenen Abstands 406 zwischen dem Fahrzeug 200 und einem dem ersten Rand gegenüberliegenden zweiten Rand der Fahrbahn 210 eine Relativposition des Fahrzeugs 200 zu bestimmen und beim Erzeugen des Steuersignals zu berücksichtigen. Beispielsweise kann die Relativposition verwendet werden, um Abstrahlwinkel der Lichtaussendung einzustellen. Beispielsweise kann das Steuersignal so erzeugt werden, dass es geeignet ist, um einen linken Abstrahlwinkel der Lichtaussendung zu reduzieren, um die Lichtaussendung nach links zu reduzieren und einen rechten Abstrahlwinkel der Lichtaussendung zu erhöhen, um die Lichtaussendung nach rechts auszuweiten.
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Anders ausgedrückt ist in 4 eine Draufsicht einer kamerabasierten Messung von Abmessungen 402, 404, 406 bzw. Tunnelstrukturparametern und der Relativposition des Fahrzeugs 200 bzw. Ego-Fahrzeugs innerhalb des Tunnels mittels der Steuervorrichtung des Fahrzeugs 200 dargestellt.
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5 zeigt ein schematisches Beispielbild des Fahrzeugs 200 aus 2 auf einer Fahrbahn 210 innerhalb eines Bauwerks gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Hierbei sind das Fahrzeug 200 und die Fahrbahn 210 in einer Draufsicht dargestellt. Die Fahrbahn 210 weist hierbei in 5 lediglich beispielhaft zwei Fahrspuren auf. Dabei verläuft die Fahrbahn 210 innerhalb eines Bauwerks, beispielsweise innerhalb eines Straßentunnels. Angrenzend an Ränder der Fahrbahn 210 sind Wände des Bauwerks angeordnet.
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Die Steuervorrichtung des Fahrzeugs 200 ist hierbei ausgebildet, um unter Verwendung von erfassten bzw. eingelesenen Daten ein Steuersignal zu erzeugen, das geeignet ist, um eine Anpassung der Lichtaussendung 208 der Scheinwerfer des Fahrzeugs an geometrische Eigenschaften, beispielsweise zumindest eine Abmessung, des Bauwerks bzw. Straßentunnels zu bewirken. Somit ist die Steuervorrichtung des Fahrzeugs 200 ausgebildet, um eine an das Bauwerk bzw. den Straßentunnel angepasste Lichtaussendung 208 bzw. Lichtverteilung der Scheinwerfer des Fahrzeugs 200 zu bewirken. In 5 ist hierbei zu erkennen, dass die Lichtaussendung 208 mehrheitlich auf einen Bereich zwischen den Rändern der Fahrbahn 210 gerichtet ist, sodass sich an den Rändern befindliche Wände des Bauwerks lediglich in einem unteren Abschnitt angestrahlt werden.
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6 zeigt ein schematisches Beispielbild des Fahrzeugs 200 aus 2 auf einer Fahrbahn 210 innerhalb eines Bauwerks gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dabei entspricht die Darstellung in 6 der Darstellung aus 5 mit der Ausnahme, dass die Fahrbahn 210 in der Darstellung von 6 drei Fahrspuren aufweist. Somit ist eine Breitenabmessung der Fahrbahn 210 in 6 größer als eine Breitenabmessung der Fahrbahn in 5. Mittels der Steuervorrichtung des Fahrzeugs 200 ist die Lichtaussendung 208 der Scheinwerfer des Fahrzeugs 200 an die nun größere Breite des Straßentunnels in 6 angepasst, sodass die Lichtaussendung 208 weiterhin eine gesamte Breite der Fahrbahn abdeckt, sich an den Rändern befindliche Wände des Bauwerks jedoch wiederum nur in einem unteren Abschnitt erfasst.
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Anders ausgedrückt zeigen 5 und 6 Draufsichten des Fahrzeugs 200 und adaptiv beleuchteter Bereiche bzw. nicht aus Sendungen 208 bei unterschiedlichen Tunnelstrukturen, hierbei einer unterschiedlichen Anzahl von Fahrspuren der Fahrbahn 210 und einer unterschiedlichen Breite des Tunnels bzw. Bauwerks.
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Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden. Ferner können die hier vorgestellten Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden.
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Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
