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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ausrichten eines Leuchtbereichs eines Scheinwerfers eines Fahrzeugs in Abhängigkeit eines Umfelds des Fahrzeugs, auf eine entsprechende Vorrichtung sowie auf ein entsprechendes Computerprogramm.
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Moderne Fernlichtassistenzsysteme passen die Lichtverteilung an die Umgebungssituation an. Der klassische Fernlichtassistent bzw. HMA (englisch, kurz für High Beam Assist) schaltet automatisch zwischen Abblendlicht und Fernlicht um, adaptive Systeme passen die Lichtverteilung dynamisch an die Verkehrssituation an. Zu den adaptiven Systemen zählen beispielsweise der Assistent AHC (englisch, kurz für Adaptive High Beam Control), in der Literatur auch bekannt unter aCOL (englisch, kurz für adaptive Cut-Off-Line) oder aHDG (adaptive Hell-Dunkel-Grenze), der die Hell-Dunkel-Grenze des Scheinwerfers ähnlich der Leuchtweitenregulierung so weit anhebt, dass die anderen Verkehrsteilnehmer gerade noch nicht geblendet werden.
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Der Assistent CHC (englisch, kurz für Continuous High Beam Control), in der Literatur auch bekannt unter vCOL (englisch, kurz für vertical Cut-Off-Line) erzeugt eine Lichtverteilung, die dem Fernlicht ähnlich ist, wobei um Verkehrsteilnehmer bzw. Verkehrsteilnehmer-Gruppen ein gemeinsamer Schattenkorridor erzeugt wird, um diese gezielt auszublenden. Der sogenannte „Matrix-Beam“ oder das „Pixel-Licht“ besitzt mehr Freiheitsgrade und kann prinzipiell für jeden einzelnen Verkehrsteilnehmer einen eigenen Schattenkorridor erzeugen. Weiterhin ist es möglich anhand von Umfeldinformationen spezielle statische Lichtverteilungen wie z. B. Stadtlicht, Autobahnlicht oder Landstraßenlicht einzuschalten.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein Verfahren zum Ausrichten eines Leuchtbereichs eines Scheinwerfers eines Fahrzeugs in Abhängigkeit eines Umfelds des 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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Ein Verschwenken des Scheinwerfers oder der Scheinwerfer eines Fahrzeugs an eine neue Ziel-Position, noch bevor ein sich aktuell neben dem Fahrzeug befindendes Fremdfahrzeug das Fahrzeug passiert hat oder von diesem passiert worden ist, macht es möglich, in Anbetracht der Trägheit der Scheinwerferbewegung den Scheinwerfer frühzeitig auf die optimale Lichtverteilung umzuschalten.
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So kann dem Fahrer des Fahrzeugs beispielsweise durch ein frühzeitiges Verschwenken des Scheinwerfers mehr Licht im Verkehrsraum zur Verfügung gestellt werden, was den Fahrkomfort steigert. Zudem können wichtige Informationen, z. B. Wild am Straßenrand, dem Fahrer schneller zugänglich sein. Mit einer gemäß dem vorgestellten Ansatz ebenfalls realisierbaren früheren Lichtverteilung des Scheinwerfers kann eine den Fahrer eventuell störende hohe Zahl an für die optimale Ausleuchtung nötigen Lichtverteilungsänderungen relativ zur Fahrtrichtung reduziert werden. Hektische Lichtverteilungsänderungen können vermieden werden. Die Lichtverteilung kann insgesamt schneller geändert werden, sodass der Fahrer die Lichtverteilung besonders zeitnah nach Passieren eines Fremdfahrzeugs an der nötigen Stelle hat.
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Es wird ein Verfahren zum Ausrichten eines Leuchtbereichs eines Scheinwerfers eines Fahrzeugs in Abhängigkeit eines Umfelds des Fahrzeugs vorgestellt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Klassieren zumindest eines Fremdfahrzeugs in dem Umfeld des Fahrzeugs in Abhängigkeit einer Information über eine Position des Fremdfahrzeugs bezüglich des Fahrzeugs;
Bestimmen einer Zielposition des Scheinwerfers unter Nichtbeachtung des Fremdfahrzeugs, wenn das Fremdfahrzeug als das Fahrzeug passierend oder als von dem Fahrzeug passiert werdend klassiert wird; und
Bereitstellen eines Signals zum Bewegen des Scheinwerfers in die Zielposition, während das Fahrzeug von dem Fremdfahrzeug passiert wird oder das Fremdfahrzeug passiert.
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Bei dem Scheinwerfer kann es sich um einen Frontscheinwerfer handeln. Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein straßengebundenes Fahrzeug wie ein Motorrad oder einen Personen- oder Lastkraftwagen handeln. Im Falle eines Personen- oder Lastkraftwagens als Fahrzeug kann der Scheinwerfer einer von zwei Scheinwerfern an der Front des Fahrzeugs sein. Bei dem Leuchtbereich kann es sich um ein Gebiet im Umkreis des Fahrzeugs handeln, das durch den Scheinwerfer ausgeleuchtet wird. Im Allgemeinen wird sich dieses Gebiet am weitesten vor dem Fahrzeug und in geringerem Ausmaß zu den Seiten des Fahrzeugs erstrecken. Der Leuchtbereich kann die Form eines Kegels haben. Das Umfeld des Fahrzeugs kann ein Gebiet um das Fahrzeug herum kennzeichnen, das in seiner Größe einer maximalen Leuchtreichweite des Scheinwerfers entspricht. Ein Grund für das Ausrichten des Leuchtbereichs kann sein, den Fahrer eines entgegenkommenden oder vorausfahrenden weiteren Fahrzeugs nicht durch den Scheinwerfer zu blenden. Der Leuchtbereich kann dazu auf unterschiedliche Arten variiert werden. Beispielsweise kann der Leuchtbereich durch Verschwenken des Scheinwerfers horizontal und/oder vertikal verlagert werden. Zusätzlich oder alternativ kann eine Lichtverteilung des von dem Scheinwerfer ausgesendeten Lichts verändert werden. Eine optimale Ausrichtung des Leuchtbereichs des Scheinwerfers kann zur Folge haben, dass um ein z. B. entgegenkommendes Fahrzeug herum ein Schattenbereich besteht und ein fahrzeugfreier Bereich des Umfelds neben dem Schattenbereich maximal durch den Scheinwerfer ausgeleuchtet wird. Unter einer Nichtbeachtung des Fremdfahrzeugs bei dem Bestimmen der Zielposition des Scheinwerfers kann verstanden werden, dass die Zielposition des Scheinwerfers unabhängig vom Fremdfahrzeug bestimmt wird. Das Bestimmen erfolgt in diesem Fall so, als ob das Fremdfahrzeug nicht erkannt oder gar nicht im Umfeld des Fahrzeugs sein würde. Ein solches Bestimmen der Zielposition erfolgt jedoch erst, wenn das Fremdfahrzeug (beispielsweise als entgegekommender Verkehrsteilnehmer) das Fahrzeug passiert hat, oder wenn das Fahrzeug das Fremdfahrzeug überholt hat.
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Bei dem Fremdfahrzeug kann es sich um einen weiteren Verkehrsteilnehmer in Form eines weiteren Motorrads oder eines weiteren Personen- oder Lastkraftwagens handeln. Unter dem Klassieren des Fremdfahrzeugs kann das Zuordnen des Fremdfahrzeugs zu einer von mehreren Klassen verstanden werden, wobei jede Klasse durch eine bestimmte geografische Position oder eine bestimmte Gruppe von geografischen Positionen bezüglich des Fahrzeugs charakterisiert sein kann. Bei der Information über die Position des Fremdfahrzeugs kann es sich um Sensordaten handeln. Für das Bestimmen der Zielposition des Scheinwerfers können Umfelddaten des Umfelds des Fahrzeugs herangezogen werden. Unter der Zielposition des Scheinwerfers kann eine Drehposition des Scheinwerfers bezüglich des Chassis des Fahrzeugs verstanden werden. Es kann anstelle der Zielposition auch ein Zielwinkel zum Einstellen des Scheinwerfers verwendet werden, um den Leuchtbereich des Scheinwerfers festzulegen. Bei einem das Fahrzeug passierenden Fremdfahrzeug kann es sich um einen sogenannten Vorbeifahrer handeln, also ein Fremdfahrzeug, das auf der Gegenspur in einer Gegenrichtung bezüglich einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs an dem Fahrzeug vorbeifährt. Bei dem Fremdfahrzeug, das von dem Fahrzeug passiert wird, kann es sich um ein Fremdfahrzeug handeln, das von dem Fahrzeug überholt wird. Das Signal kann beispielsweise an eine Schnittstelle eines in das Fahrzeug integrierten Elektromotors bereitgestellt werden. Aufgabe des Elektromotors kann es sein, den Scheinwerfer in die Zielposition zu bewegen. Das Passiert-Werden des Fahrzeugs durch das Fremdfahrzeug bzw. das Passiert-Werden des Fremdfahrzeugs durch das Fahrzeug kann dadurch charakterisiert sein, dass sich ein dem Fremdfahrzeug zugewandter Seitenbereich des Fahrzeugs und ein dem Fahrzeug zugewandter weiterer Seitenbereich des Fremdfahrzeugs zumindest teilweise überlappen.
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Insbesondere kann in dem Schritt des Bestimmens die Zielposition des Scheinwerfers unter Verwendung einer Information über eine Position eines weiteren Fremdfahrzeugs bestimmt werden. Dabei kann in dem Schritt des Klassierens das weitere Fremdfahrzeug als entgegenkommendes Fahrzeug oder als vorausfahrendes Fahrzeug klassiert werden. Mit dieser Ausführungsform kann bereits zu einem frühen Zeitpunkt eine optimale Zielposition für den Scheinwerfer gefunden werden, bei der eine möglichst gute und vor allem änderungsarme Umfeldbeleuchtung mit einer bestmöglichen Vermeidung einer Blendung des Fahrers des weiteren Fremdfahrzeugs einhergeht.
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Beispielsweise kann in dem Schritt des Klassierens das weitere Fremdfahrzeug als entgegenkommendes Fahrzeug oder vorausfahrendes Fahrzeug klassiert werden, wenn ein in Fahrtrichtung des Fahrzeugs zu messender Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem weiteren Fremdfahrzeug oberhalb eines vordefinierten Abstandsschwellenwertes liegt. So kann das weitere Fremdfahrzeug kostengünstig mit wenig Rechenaufwand klassiert werden.
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Für eine noch genauere Zuordnung des weiteren Fremdfahrzeugs kann in dem Schritt des Klassierens das weitere Fremdfahrzeug als entgegenkommendes Fahrzeug klassiert werden, wenn sich seine Position in Fahrtrichtung des Fahrzeugs im Rechtsverkehr links von dem Fahrzeug befindet bzw. im Linksverkehr rechts von dem Fahrzeug befindet,. Alternativ kann das weitere Fremdfahrzeug als vorausfahrendes Fahrzeug klassiert werden, wenn seine Position in Fahrtrichtung des Fahrzeugs fluchtend mit einer Position des Fahrzeugs ist. Diese Ausführungsform des Verfahrens bietet insbesondere unter Verwendung von Umfeldsensoren des Fahrzeugs eine einfache und kostengünstige Möglichkeit für eine robuste Positionsbestimmung des weiteren Fremdfahrzeugs.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann in dem Schritt des Bestimmens die Zielposition des Scheinwerfers basierend auf einer Umfeldbewertung des Umfelds des Fahrzeugs unter Verwendung von Umfelddaten bestimmt werden, wenn das Umfeld frei von weiteren Fremdfahrzeugen ist. So kann vorteilhafterweise die Ausleuchtung eines Fahrumfelds daran angepasst werden, welche Merkmale dieses Umfeld aufweist. Beispielsweise erfordert eine Fahrt durch den Wald eine andere Ausleuchtung der Umgebung als eine Fahrt durch bebautes Gebiet. Es kann mit dieser Ausführungsform des Verfahrens also auch bei Fehlen weiterer Fremdfahrzeuge im Umfeld des Fahrzeugs der Leuchtbereich des Scheinwerfers optimal an eine aktuelle Fahrsituation angepasst werden.
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Beispielsweise kann das Verfahren einen Schritt des Einlesens der Information über eine Position des Fremdfahrzeugs und/oder der Information über eine Position eines weiteren Fremdfahrzeugs und/oder der Umfelddaten aus einem Umfeldsensor des Fahrzeugs aufweisen. Bei dem Umfeldsensor kann es sich beispielsweise um einen optischen Sensor einer auf das Umfeld gerichteten Kamera des Fahrzeugs handeln. So kann das Umfeld des Fahrzeugs einschließlich der eventuell vorhandenen Fremdfahrzeuge besonders schnell, sicher und eindeutig klassiert werden. Auch kann das Verfahren preisgünstig realisiert werden, da viele Fahrzeug bereits serienmäßig mit einem Umfeldsensor ausgestattet sind.
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Alternativ oder zusätzlich kann beim Fehlen von weiteren Fremdfahrzeugen in dem Umfeld des Fahrzeugs in dem Schritt des Bestimmens die Zielposition des Scheinwerfers unter Verwendung einer Information über eine Trajektorie des Fahrzeugs bestimmt werden. Mit einer Ausleuchtung einer Fahrzeugumgebung in Abhängigkeit der Trajektorie kann auf einfache und schnelle Weise ermittelt werden, wo voraussichtlich eine möglichst gute Ausleuchtung benötigt wird und wo in naher Zukunft mit dem Auftauchen weiterer Fremdfahrzeuge zu rechnen ist.
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Neben dem Ermitteln der Trajektorie mit dem zur Erfassung der Fremdfahrzeuge genutzten Umfeldsensor kann die Trajektorie alternativ oder ergänzend mit zumindest einem weiteren Sensor ermittelt werden. Ein zusätzlicher Umfeldsensor kann eine Navigationsinformation nutzen, die beispielsweise auf der Verwendung von Satelliten oder Funkzellen zur Positionsbestimmung zusammen mit einer Karteninformation beruht. Aus den Karteninformationen zusammen mit der Position kann die Trajektorie vorteilhaft ermittelt werden.
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Eine weitere Ausführungsform ist die Bestimmung von Position und/oder Trajektorie mittels car-2-x-Kommunikation, d. h., das Fahrzeug erhält Informationen von einem anderen Fahrzeug oder eine Infrastruktur).
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Eine Trajektorie kann beispielsweise mit einem Inertialsensor wie einem Lenkwinkelsensor und/oder Gierratensensor zusammen mit einem Geschwindigkeitssignal ermittlet werden. Vorteilhaft bei der Ausgestaltung ist, dass diese Sensoren bereits durch Fahrstabilitätssysteme im Fahrzeug standardmäßig verbaut sind.
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Auch kann beim Fehlen weiterer Fremdfahrzeuge in dem Umfeld des Fahrzeugs in dem Schritt des Bestimmens die Zielposition als fluchtend mit einem Zentrum des Scheinwerfers bestimmt werden. Mit einer simplen Geradeausrichtung des Scheinwerfers kann vorteilhaft Rechenzeit gespart werden.
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Insbesondere kann in dem Schritt des Bestimmens die Zielposition des Scheinwerfers bestimmt werden, wenn sich der Scheinwerfer bezüglich des Fremdfahrzeugs in einem Abblendmodus befindet. Unter dem Abblendmodus des Scheinwerfers kann verstanden werden, dass der Scheinwerfer Abblendlicht aussendet. Alternativ oder zusätzlich kann der Abblendmodus in einer Lichtverteilungsänderung, insbesondere einem Umschalten in eine flache Lichtverteilung bestehen. Mit dieser Ausführungsform kann eine besonders frühzeitige Anpassung der Scheinwerferausleuchtung an bevorstehende Verkehrssituationen ermöglicht werden. So kann der Leuchtbereich des Scheinwerfers besonders exakt auf das aktuelle Fahrumfeld eingestellt werden.
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Es wird weiterhin eine Vorrichtung zum Ausrichten eines Leuchtbereichs eines Scheinwerfers eines Fahrzeugs in Abhängigkeit eines Umfelds des Fahrzeugs vorgestellt, wobei die Vorrichtung die folgenden Merkmale aufweist:
eine Klassierungseinrichtung zum Klassieren zumindest eines Fremdfahrzeugs in dem Umfeld des Fahrzeugs in Abhängigkeit einer Information über eine Position des Fremdfahrzeugs bezüglich des Fahrzeugs;
eine Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen einer Zielposition des Scheinwerfers, wobei die Bestimmungseinrichtung ausgebildet ist, um das Bestimmen unter Nichtbeachtung des Fremdfahrzeugs (oder unabhängig vom Fremdfahrzeug) durchzuführen, wenn das Fremdfahrzeug als das Fahrzeug passierend oder als von dem Fahrzeug passiert werdend (d. h. wenn das Fahrzeug das Fremdfahrzeug passiert) klassiert wird; und
eine Bereitstellungseinrichtung zum Bereitstellen eines Signals zum Bewegen des Scheinwerfers in die Zielposition, während das Fahrzeug von dem Fremdfahrzeug passiert wird oder das Fremdfahrzeug passiert.
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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. Die Vorrichtung kann mit dem Scheinwerfer des Fahrzeugs gekoppelt sein oder Teil eines zentralen Steuergeräts des Fahrzeugs sein und ausgebildet sein, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in ihren entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. 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 ein Diagramm einer beispielhaften Lichtverteilung eines rechten und linken Scheinwerfers;
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2 eine perspektivische Darstellung einer beispielhaften Vorbeifahrer-Situation;
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3 Diagramme einer beispielhaften Realisierungsmöglichkeit für blendfreies Fernlicht;
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4 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Ausrichten eines Leuchtbereichs eines Scheinwerfers eines Fahrzeugs in Abhängigkeit eines Umfelds des Fahrzeugs, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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4A und 4B einen möglichen zeitlichen Vorlauf zu der in 4 gezeigten Verkehrsszene;
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4C den Beleuchtungsmodus des linken Scheinwerfers zum Zeitpunkt der Begegnung zwischen dem Fahrzeug und dem Fremdfahrzeug wie in 4 dargestellt;
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5 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Ausrichten eines Leuchtbereichs eines Scheinwerfers eines Fahrzeugs in Abhängigkeit eines Umfelds des Fahrzeugs, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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6 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens Vorrichtung zum Ausrichten eines Leuchtbereichs eines Scheinwerfers eines Fahrzeugs in Abhängigkeit eines Umfelds des Fahrzeugs, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
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7 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens Vorrichtung zum Ausrichten eines Leuchtbereichs eines Scheinwerfers eines Fahrzeugs in Abhängigkeit eines Umfelds des Fahrzeugs, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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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 anhand eines Doppeldiagramms eine beispielhafte Lichtverteilung eines rechten und linken Scheinwerfers eines Fahrzeugs für blendfreies Fernlicht auf. Das Doppeldiagramm zeigt die Lichtverteilung der Scheinwerfer auf einem Messschirm. Eine rechte Hälfte des Diagramms zeigt eine erste Lichtverteilung 100 eines rechten Scheinwerfers, und eine linke Hälfte des Diagramms zeigt eine zweite Lichtverteilung 102 eines linken Scheinwerfers für blendfreies Fernlicht.
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In der Regel wird beim blendfreien Fernlicht nur ein einzelner Schattenbereich in U-Form erzeugt, der alle Verkehrsteilnehmer umfassen soll. Die U-Form kann beispielsweise so berechnet werden, dass ein umfassendes Rechteck, eine sogenannte Bounding Box um alle Fahrzeuge gelegt wird und dieses – mit einem Offset versehen – als Zielwinkel genutzt wurde. Der Schattenbereich kann durch Überlagerung der Lichtverteilungen 100, 102 von linkem und rechtem Scheinwerfer und gleichzeitiges Auseinanderschwenken der Scheinwerfer erzeugt werden. Beispielsweise gibt man an die Scheinwerfer einen Ziel-Winkel vor, der von den Scheinwerfern mit einer geeigneten Drehbewegung 104 umgesetzt werden soll. Die Winkelvorgabe beschreibt eine in dem Doppeldiagramm gut erkennbare U-Form 106, die durch eine linke, rechte und untere Schattengrenze definiert wird.
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Wird ein Fahrzeug überholt, erfolgt ein Wechsel aus der U-Form 106 in eine L-Form (in der Darstellung nicht gezeigt). Dasselbe gilt für Fahrzeuge, die an dem eigenen Fahrzeug vorbeifahren. Dies wird erreicht, indem ein Scheinwerfer eine flache Lichtverteilung, z. B. Abblendlicht, aussendet. In diesem Fall erhält man durch Überlagerung der Lichtverteilungen 100, 102 eine L-Lichtverteilung.
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Wenn das blendfreie Fernlicht bzw. die Position des Schattens 106 durch ein Verschwenken der Scheinwerfer erreicht wird – dies ist bei Matrix-Beam-Scheinwerfern jedoch in der Regel nicht der Fall –, dann schwenkt der Scheinwerfer zur Bildung eines großen Schattenbereichs 106 möglichst weit nach außen, bevor die Lichtverteilung umgeschaltet wird, um noch möglichst lange viel Licht in den Verkehrsraum zu bringen.
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2 zeigt eine perspektivische Darstellung einer beispielhaften Vorbeifahrer-Situation. Gezeigt ist eine Begegnungssituation von Fahrzeugen auf einer Straße aus der Vogelperspektive. Ein Leuchtbereich 200 von Scheinwerfern eines Fahrzeugs 202 trifft auf Gegenfahrzeuge 204. Beim Passieren der Gegenfahrzeuge 204 muss der linke Abschnitt des Leuchtbereichs 200 abgeblendet werden. Aus der U-Form der Lichtverteilung 200 wird durch Abblenden des linken Scheinwerfers des Fahrzeugs 202 eine L-Form.
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Durch die Trägheit der Scheinwerfer können diese nicht sofort, nachdem die Gegenfahrzeuge 204 das Fahrzeug 202 passiert haben, auf die optimale Lichtverteilung umschalten. Entweder schwenkt der Scheinwerfer des Fahrzeugs 202 zuerst in die neue Ziel-Position (z. B. neues Fahrzeug) und schaltet dann von einer L-Lichtverteilung in eine U-Lichtverteilung um oder der Scheinwerfer schaltet sofort von einer L- in die U-Verteilung um und schwenkt anschließend an die neue Ziel-Position.
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3 zeigt Diagramme einer beispielhaften Realisierungsmöglichkeit für blendfreies Fernlicht. Sechs Diagramme zeigen im Zeitverlauf Änderungen der Scheinwerferlichtverteilung in einer Begegnungssituation aus der Vogelperspektive. Ein Diagramm 300 zeigt eine Überlappung der Leuchtbereiche beider Scheinwerfer zur Bildung eines mittigen, geschlossenen Lichtkegels. Diagramme 302 bis 306 zeigen eine allmähliche Verschwenkung der Scheinwerfer nach außen zum Positionieren der U-Lichtverteilung. Ein Diagramm 308 zeigt ein beispielhaftes Abblenden bzw. das Erzeugen der L-Form der Lichtverteilung durch einseitiges Abblenden bei der Begegnung mit einem Fremdfahrzeug. Ein Diagramm 310 zeigt schließlich die Rückkehr zum zentrierten Fernlicht nach der Begegnung, wie es analog auch in dem ersten Diagramm 300 dargestellt ist.
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4 zeigt anhand einer schematischen Darstellung eine beispielhafte Begegnungssituation eines Fahrzeugs 400 mit einem Fremdfahrzeug 402 aus der Vogelperspektive. Das Fahrzeug 400 ist mit einem Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 404 zum Ausrichten eines Leuchtbereichs 406 eines Scheinwerfers 408 des Fahrzeugs 400 ausgestattet.
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In der in 4 gezeigten beispielhaften Verkehrsszene bewegt sich das Fahrzeug 400 auf einer Fahrbahn 410 einer Straße in einer mittels eines Pfeils in der Darstellung gekennzeichneten Fahrtrichtung 412. Das Fremdfahrzeug 402 bewegt sich auf einer benachbarten weiteren Fahrbahn 414 der Straße in einer wieder mittels eines Pfeils in der Darstellung gekennzeichneten, zu der Fahrtrichtung 412 entgegengesetzten, weiteren Fahrtrichtung 416. Ein weiteres Fremdfahrzeug 418 fährt hinter dem Fremdfahrzeug 402 auf der weiteren Fahrbahn 414 in der weiteren Fahrtrichtung 416. Bei dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei den Fahrzeugen 400, 402, 418 um Personenkraftwagen mit jeweils zwei Scheinwerfern. Der Scheinwerfer 408 ist im gezeigten Beispiel der linke Scheinwerfer. Das Fahrzeug 400 verfügt auch über einen rechten Scheinwerfer 419.
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In der in 4 gezeigten Verkehrsszene fahren das Fahrzeug 400 und das Fremdfahrzeug 402 aktuell aneinander vorbei. Anders ausgedrückt passiert das Fremdfahrzeug 402 aktuell das Fahrzeug 400. In der Darstellung in 4 ist dies dadurch gezeigt, dass ein dem Fremdfahrzeug 402 zugewandter Seitenbereich 420 des Fahrzeugs 400 und ein dem Fahrzeug 400 zugewandter weiterer Seitenbereich 422 des Fremdfahrzeugs 402 sich zumindest teilweise gegenüberliegen. Unter den Seitenbereichen 420, 422 ist hier jeweils die gesamte seitliche Flanke der Chassis des Fahrzeugs 400 und des Fremdfahrzeugs 402 zu verstehen. Zwischen dem Fahrzeug 400 und dem weiteren Fremdfahrzeug 418 liegt ein in der Fahrtrichtung 412 des Fahrzeugs 400 zu messender veränderlicher Abstand 424.
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Die Vorrichtung 404 ist ausgebildet, um den Leuchtbereich 406 des Scheinwerfers 408 in Abhängigkeit eines Umfelds des Fahrzeugs 400 auszurichten. Dazu empfängt die Vorrichtung 404 über eine geeignete Schnittstelle eine Information 426 über eine Position des Fremdfahrzeugs 402 bezüglich des Fahrzeugs 400. Unter Verwendung der Information 426 stellt die Vorrichtung 404 ein Signal 428 an den Scheinwerfer 408 bzw. einen Motor zum Bewegen des Scheinwerfers 408 bereit, um den Scheinwerfer 408 zum Ausrichten des Leuchtbereichs 406 in eine Zielposition zu bewegen.
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Ein Ziel der Vorrichtung 404 ist darin zu sehen, eine Anpassung des Leuchtbereichs 406 des Scheinwerfers 408 zu bewirken, mit der eine Blendung des Gegenverkehrs durch den Scheinwerfer 408 verhindert werden kann. In der in 4 gezeigten Verkehrssituation hat sich das Fremdfahrzeug 402 laut der Information 426 bereits so weit an dem Fahrzeug 400 vorbei bewegt, dass eine Blendung des Fahrers des Fremdfahrzeugs 402 durch den Scheinwerfer 408 ausgeschlossen werden kann. Damit spielt das aktuell passierende Fremdfahrzeug 402 in Bezug auf die Bestimmung der Zielposition des Scheinwerfers 408 keine Rolle mehr, und das Signal 428 zum Bewegen des Scheinwerfers wird bereitgestellt, noch während das Fremdfahrzeug 402 das Fahrzeug 400 passiert. Mit der Einstellung des Scheinwerfers 408 auf die angestrebte Zielposition wird erreicht, dass das weitere Fremdfahrzeug 418 nicht durch den Scheinwerfer 408 geblendet wird.
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Wie die Darstellung in 4 zeigt, befindet sich der Scheinwerfer 408 beim Bereitstellen des Signals 428 bereits in einem Abblendmodus aufgrund des passierenden Fremdfahrzeugs 402. Dies ist aus der in 4 deutlich zu erkennenden aktuellen L-Lichtverteilung der Beleuchtung des Fahrzeugs 400 ersichtlich. Das Signal 428 wird noch bevor das Fremdfahrzeug 402 das Fahrzeug 400 vollständig passiert hat bereitgestellt, um den Beleuchtungsmodus des Scheinwerfers 408 auf das weitere Fremdfahrzeug 418 bezogen anzupassen.
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Unter dem Abblendmodus kann hier ein Beleuchtungsmodus verstanden werden, in dem die Blendung eines passierenden Fahrzeugs durch die Lichtverteilung vermieden oder reduziert wird. Unter dem Abblendmodus kann auch ein Beleuchtungsmodus verstanden werden, in dem die Blendung sämtlicher Fremdfahrzeuge in einem vorbestimmten Umfeld um das Fahrzeug – inklusive des passierenden Fahrzeugs – vermieden oder reduziert wird, beispielsweise durch eine Verringerung der Lichtstärke des betreffenden Scheinwerfers.
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Anders als in 4 gezeigt, kann es sich bei dem Fremdfahrzeug 402 auch um ein Fahrzeug handeln, das von dem Fahrzeug 400 passiert, also beispielsweise überholt, wird. Auch in diesem Fall ist die Vorrichtung 404 in der Lage, auf Basis der bereitgestellten Informationen die korrekte Zielposition für den linken Scheinwerfer 408 und/oder den rechten Scheinwerfer 419 des Fahrzeugs 400 zu bestimmen und das entsprechende Signal 428 auszugeben.
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Bei dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 404 wird die Zielposition des Scheinwerfers 408 unter Verwendung einer Information 430 über eine Position des weiteren Fremdfahrzeugs 418 bestimmt. Gemäß der Information 430 wird die Position des weiteren Fremdfahrzeugs 418 als links von dem Fahrzeug 400 definiert. Hieraus wird geschlossen, dass es sich bei dem weiteren Fremdfahrzeug 418 um ein entgegenkommendes Fahrzeug handelt. Das Signal 428 wird im gezeigten Ausführungsbeispiel damit ferner in Abhängigkeit der Erkenntnis bereitgestellt, dass es sich bei dem weiteren Fremdfahrzeug 418 um ein entgegenkommendes Fahrzeug handelt und der aktuelle Abstand 424 oberhalb eines vordefinierten Abstandsschwellenwertes liegt.
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Anders als in 4 gezeigt, kann es sich beim weiteren Fremdfahrzeug 418 auch um ein vorausfahrendes Fahrzeug handeln. Die Vorrichtung 404 ist ausgebildet, um die Zielposition für den Scheinwerfer 408 des Fahrzeugs 400 dann entsprechend den von dieser Verkehrssituation abhängigen Variablen zu bestimmen.
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Bei dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel werden die Information 426 über eine Position des Fremdfahrzeugs 402 und die Information 430 über eine Position des weiteren Fremdfahrzeugs 418 von einem Umfeldsensor 432 des Fahrzeugs 400, hier einem optischen Sensor eines in dem Fahrzeug 400 installierten Kamerasystems, bereitgestellt. Das Fahrzeug 400 kann gemäß Ausführungsbeispielen noch weitere Umfeldsensoren aufweisen.
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Gemäß einem ebenfalls nicht gezeigten Ausführungsbeispiel kann die Vorrichtung 404 ausgebildet sein, um die Zielposition des Scheinwerfers 408 basierend auf Umfelddaten des Umfeldsensors 432 bereitzustellen, wenn das Umfeld des Fahrzeugs 400 frei von weiteren Fremdfahrzeugen ist. Bei den Umfelddaten kann es sich beispielsweise um Informationen über eine Bebauung des aktuell befahrenen Straßenabschnitts, um aktuelle Witterungsverhältnisse, etc. handeln.
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4A und 4B zeigen einen möglichen zeitlichen Vorlauf zu der in 4 gezeigten Verkehrsszene.
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4A zeigt die Begegnungssituation zu einem beispielhaften Zeitpunkt, an dem das Fremdfahrzeug 402 sich dem Fahrzeug 400 nähert, dieses aber noch nicht passiert. Um den Fahrer des Fremdfahrzeugs 402 nicht zu blenden, befindet sich zumindest der linke Scheinwerfer 408 des Fahrzeugs 400 in einem mittels eines Pfeils in der Darstellung gekennzeichneten Abblendlichtmodus bzw. Abblendmodus 434.
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4B zeigt das durch die Vorrichtung 404 bewirkte Bewegen des Scheinwerfers 408 in die neue Zielposition, während das Fremdfahrzeug 402 das Fahrzeug 400 noch nicht erreicht bzw. passiert hat. In dem in 4B gezeigten Beispiel wird die neue Zielposition des linken Scheinwerfers 408 durch Verschwenken des Scheinwerfers 408 nach rechts um einen vorbestimmten Winkel 436 bewirkt. Die Zielposition des Scheinwerfers 408 berechnet sich nach einer aktuellen Position des weiteren Fremdfahrzeugs 418. Während des Bewegens in die Zielposition befindet sich der linke Scheinwerfer 408 weiterhin im Abblendmodus 434.
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4C zeigt den Beleuchtungsmodus des linken Scheinwerfers 408 zum Zeitpunkt der Begegnung zwischen dem Fahrzeug 400 und dem Fremdfahrzeug 402 wie in 4 dargestellt. Die neue Zielposition des Scheinwerfers 408 ist bereits erreicht. Jetzt erfolgt eine Umschaltung der Lichtverteilung des Scheinwerfers 408, da zu diesem Zeitpunkt der Begegnung keine Gefahr der Blendung des Fahrers des Fremdfahrzeugs 402 durch den Scheinwerfer 408 mehr besteht.
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5 zeigt ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der Vorrichtung 404 zum Ausrichten eines Leuchtbereichs eines Scheinwerfers eines Fahrzeugs in Abhängigkeit eines Umfelds des Fahrzeugs. Es handelt sich bei der beispielhaften Vorrichtung 404 um die in 4 gezeigte. Die Vorrichtung 404 umfasst eine Klassierungseinrichtung 500, eine Bestimmungseinrichtung 502 und eine Bereitstellungseinrichtung 504.
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Die Klassierungseinrichtung 500 ist ausgebildet, um unter Verwendung der Information 426 über eine Position des Fremdfahrzeugs das Fremdfahrzeug zu klassieren und unter Verwendung der Information 430 über eine Position des weiteren Fremdfahrzeugs das weitere Fremdfahrzeug zu klassieren. Die Bestimmungseinrichtung 502 ist ausgebildet, um eine Zielposition des Scheinwerfers unter Nichtbeachtung des Fremdfahrzeugs (d. h. unabhängig vom Fremdfahrzeug) zu bestimmen, wenn die Klassierungseinrichtung 500 das Fremdfahrzeug als das Fahrzeug passierend oder als von dem Fahrzeug passiert werdend klassiert. Die Bereitstellungseinrichtung 504 ist ausgebildet, um das Signal 428 zum Bewegen des Scheinwerfers in die Zielposition bereitzustellen, während das Fahrzeug von dem Fremdfahrzeug passiert wird oder das Fremdfahrzeug passiert.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 404 ist die Klassierungseinrichtung 500 ausgebildet, um unter Verwendung der Information 430 das weitere Fremdfahrzeug als entgegenkommendes oder vorausfahrendes Fahrzeug zu klassieren, wenn ein in Fahrtrichtung des Fahrzeugs zu messender Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem weiteren Fremdfahrzeug oberhalb eines vordefinierten Abstandsschwellenwertes liegt. Ferner kann die Klassierungseinrichtung 500 ausgebildet sein, um zu entscheiden, ob es sich bei dem weiteren Fremdfahrzeug um entgegenkommendes Fahrzeug oder um ein vorausfahrendes Fahrzeug handelt. Dazu kann die Klassierungseinrichtung 500 beispielsweise auf z. B. von einem Umfeldsensor des Fahrzeugs an die Klassierungseinrichtung 500 bereitgestellte Umfelddaten 506 über ein Umfeld des Fahrzeugs zurückgreifen.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 404 kann die Zielposition des Scheinwerfers auch dann bestimmt werden, wenn kein weiteres Fremdfahrzeug vorhanden ist. Entsprechend ist die Bestimmungseinrichtung 502 ausgebildet, um die Zielposition des Scheinwerfers basierend auf einer Umfeldbewertung des Umfelds des Fahrzeugs unter Verwendung der Umfelddaten 506 zu bestimmen. Alternativ oder zusätzlich kann die Bestimmungseinrichtung 502 bei fehlendem Gegenverkehr ausgebildet sein, um die Zielposition des Scheinwerfers unter Verwendung einer Information 508 über eine Trajektorie des Fahrzeugs zu bestimmen.
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4 und 5 zeigen eine Realisierungsmöglichkeit des hier vorgeschlagenen Konzepts der vorteilhaften Scheinwerferausrichtung bei „Vorbeifahrern“ und/oder „Überholern“ und/oder Überholmanövern durch die Auswahl eines Schwenkwinkels eines oder mehrerer Scheinwerfer, der für die zukünftige Verkehrssituation am günstigsten ist. Beispielsweise kann das Konzept in einen CHC-Assistenten eines Fahrzeugs integriert werden.
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Der Umfeldsensor 432, hier ein Kamerasystem, des Fahrzeugs 400 erkennt die anderen Fahrzeuge 402, 418, ermittelt deren Position 426, 460 und Abstand 424 sowie deren Fahrtrichtung 416, z. B. durch die Lichtfarbe (Frontlicht/Rücklicht). Die anderen Verkehrsteilnehmer 402, 418 werden in verschiedene Klassen eingeteilt, z. B. „passierendes Fahrzeug“, hier das Fremdfahrzeug 402, und „weit entferntes Fahrzeug“, hier das weitere Fremdfahrzeug 418. Dazu werden die vorher ermittelten Daten 424, 426, 430 genutzt. Beispielsweise kann ein „passierendes Fahrzeug“ im Rechtsverkehr die Eigenschaften „Abstand geringer als Schwelle“, „Entgegenkommendes Fahrzeug“, „im linken Bildbereich“ haben.
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Sobald die Scheinwerfer 408, 419 von der U-Lichtverteilung (um alle Fahrzeuge herum) in eine L-Lichtverteilung umgeschaltet haben, wird die neue Ziel-Position anhand der Klasseneinteilung der Fahrzeuge ermittelt. Dabei werden die Fahrzeuge 402, die passiert werden – und dementsprechend in eine passende Klasse einsortiert wurden – für das Ermitteln der Ziel-Position nicht genutzt. Die neue Ziel-Position wird, noch während die passierenden Fahrzeuge 402 sichtbar sind, mit L-Lichtverteilung angefahren. Wenn die Fahrzeuge 402 passiert wurden, kann eine der regulären Steuerungs-Strategien genutzt werden. Beispielsweise kann zuerst die Lichtverteilung umgeschaltet und dann der Scheinwerfer 408, 419 fertig geschwenkt werden, oder es kann zuerst der der Scheinwerfer 408, 419 geschwenkt und dann umschaltet werden. Ein Unterschied in der Bedeutung für die Beleuchtungsqualität ist hier jedoch marginal oder nicht vorhanden und besteht lediglich darin, ob der Scheinwerfer 408, 419 bereits an der Ziel-Position angekommen ist. In der Regel kann direkt von einer L- in die U-Lichtverteilung umgeschaltet werden.
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Falls keine Fahrzeuge vorhanden sind, mit deren Hilfe eine Ziel-Position ermittelt werden kann, können andere Umfeld-Merkmale oder Fahrzeug-Merkmale genutzt werden. So kann beispielsweise aus der Fahrzeug-Trajektorie 508 der Bereich ermittelt werden, an dem am meisten Licht benötigt wird oder wo am wahrscheinlichsten die nächsten Fahrzeuge auftauchen werden. Die Fahrzeug-Trajektorie 508 kann anhand der Eigenbewegung bzw. dem Fahrschlauch des Fahrzeugs 400, anhand erkannter Spuren und/oder Navigationsdaten ermittlet werden. Um Rechenzeit zum Ermitteln der Trajektorie 508 einzusparen, können die Scheinwerfer 408, 419 alternativ auch gerade ausgerichtet werden.
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6 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens 600 zum Ausrichten eines Leuchtbereichs eines Scheinwerfers eines Fahrzeugs in Abhängigkeit eines Umfelds des Fahrzeugs. Das Verfahren 600 kann ausgeführt werden, um den Leuchtbereich des in 4 gezeigten Scheinwerfers in Abgängigkeit einer Begegnungssituation des Fahrzeugs mit Fremdfahrzeugen auszurichten bzw. anzupassen.
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In einem Schritt 602 des Klassierens wird ein Fremdfahrzeug und/oder zumindest ein weiteres Fremdfahrzeug in dem Umfeld des Fahrzeugs klassiert. Das Klassieren erfolgt unter Verwendung einer Information über eine Position des Fremdfahrzeugs und/oder einer Information über eine Position des weiteren Fremdfahrzeugs bezüglich des Fahrzeugs. In einem folgenden Schritt 604 des Bestimmens wird eine Zielposition des Scheinwerfers bestimmt. Das Bestimmen erfolgt unter Nichtbeachtung des Fremdfahrzeugs (d. h. unabhängig vom Fremdfahrzeug), wenn das Fremdfahrzeug in dem Schritt 602 des Klassierens als das Fahrzeug passierend oder als von dem Fahrzeug passiert werdend klassiert wurde. In einem Schritt 606 des Bereitstellens wird ein Signal zum Bewegen des Scheinwerfers in die Zielposition bereitgestellt, während das Fahrzeug von dem Fremdfahrzeug passiert wird oder das Fremdfahrzeug passiert.
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7 zeigt ein Ablaufdiagramm des Verfahrens 600 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Ein Symbol vor Beginn des Verfahrens 600 kennzeichnet eine erste Lichtverteilung 700 eines Scheinwerfers eines Fahrzeugs. In einem Schritt 702 wird mittels Umfeldsensoren des Fahrzeugs ein Fahrzeugumfeld erfasst. In einem folgenden Schritt 704 des Klassierens werden analog zu dem Schritt 602 des in 6 gezeigten Ausführungsbeispiels des Verfahrens 600 erfasste Fahrzeuge in Klassen eingeteilt. In einem Schritt 706 wird anschließend eine Entscheidung getroffen, ob Fahrzeuge vorhanden sind, die in einen Abblendbereich des Scheinwerfers des Fahrzeugs eingefasst werden sollen.
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Wird in dem Schritt 706 mit „Ja“ entschieden, wird anschließend ein Schritt 708 ausgeführt, in dem ein Zielwinkel für den Scheinwerfer aus nicht passierenden Fahrzeugen ermittelt wird. Wird in dem Schritt 706 der Entscheidung, ob Fahrzeuge vorhanden sind, die in einen Abblendbereich der Scheinwerfer des Fahrzeugs eingefasst werden sollen, mit „Nein“ entschieden, wird anschließend ein Schritt 710 des Berechnens der Trajektorie des Fahrzeugs ausgeführt. In einem Schritt 712 wird der Zielwinkel des Scheinwerfers aus der Trajektorie ermittelt. In einem auf den Schritt 708 oder den Schritt 712 folgenden Schritt 714 wird der Zielwinkel angefahren. Anschießend wird für eine vordefinierte Wartezeit 716 gewartet, bis die passierenden Fahrzeuge das Fahrzeug vollständig passiert haben. Schließlich wird in einem Schritt 718 die Lichtverteilung des Scheinwerfers umgeschaltet. Ein Symbol am Ende des Verfahrens 600 kennzeichnet eine umgeschaltete Lichtverteilung 720 des Scheinwerfers.
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Ein passierendes Fahrzeug, das für die Berechnung des neuen Ziel-Winkels in dem Schritt 708 ignoriert wird, kann ein entgegenkommendes Fahrzeug, also ein klassischer „Vorbeifahrer“, aber auch ein ursprünglich vorausfahrendes Fahrzeug sein, das von dem eigenen Fahrzeug überholt oder anderweitig passiert wird, z. B. durch Abbiegen.
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Die vorliegende Erfindung kann insbesondere bei Vorbeifahrern vorteilhaft angewandt werden, ein prinzipieller Einsatz aber auch bei anderen Klassen passierender Fahrzeuge möglich und sinnvoll.
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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.
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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.
