DE102014217749A1 - LENS IRIS - Google Patents
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Abstract
Streulichtblende und Verfahren zum Schutz eines an einer geneigten Fahrzeugscheibe (2) eines Fahrzeuges angebrachten Umfelderfassungssensors (1) eines Fahrerassistenzsystems vor Streulicht, wobei die Streulichtblende mehrere in einer Reihe angeordnete Prismen (7) mit rauen Seitenoberflächen aufweist, welche die Lichtintensität von Streulicht, das durch die geneigte Fahrzeugscheibe (2) in einen Erfassungsbereich des Umfelderfassungssensors (1) durch Strahlteilereinkopplung oder Direktreflexion einfällt, minimiert.A lens hood and method for protecting an environment detection sensor (1) of a driver assistance system from stray light mounted on an inclined vehicle window (2) of a vehicle, the lens hood having a plurality of serially arranged prisms (7) with rough side surfaces which control the light intensity of stray light passing through the inclined vehicle window (2) is incident to a detection area of the surroundings detection sensor (1) by beam splitter coupling or direct reflection.
Description
Die Erfindung betrifft eine Streulichtblende für einen Umfelderfassungssensor eines Fahrerassistenzsystems. The invention relates to a scattered light diaphragm for an environment detection sensor of a driver assistance system.
Fahrerassistenzsysteme von Fahrzeugen stellen dem Fahrer des Fahrzeuges eine Vielzahl unterschiedlicher Funktionen bereit, die den Fahrer in seiner Fahrtätigkeit unterstützen. Fahrerassistenzsysteme verfügen dabei über unterschiedlichste Umfelderfassungssensoren, um das Umfeld des Fahrzeuges zu erfassen. Die Umfelderfassungssensoren umfassen dabei optische Sensoren, welche die Umgebung des Fahrzeuges optisch erfassen. Diese optischen Umfelderfassungssensoren werden durch Fahrerassistenzkameras, Videoaufnahmekameras, Laserscanner, PMD-Kameras oder eine Kombination unterschiedlicher optischer Erfassungssensoren gebildet. Derartige Umfelderfassungssensoren sind gegenüber Streulicht, das von externen Lichtquellen stammt, empfindlich. Bei diesen Lichtquellen kann es sich beispielsweise um die Sonne, Straßenbeleuchtungen, Tunnelbeleuchtungen oder sonstige vergleichbare Lichtquellen handeln. Optische Umfelderfassungssensoren eines Fahrerassistenzsystems werden zur Erfassung des Umfeldes des Fahrzeuges in vielen Fällen unter einer geneigten Fahrzeugscheibe des Fahrzeuges, beispielsweise hinter der Windschutzscheibe, angebracht. Licht, das von externen Lichtquellen, beispielsweise der Sonne, stammt, fällt dabei auf die geneigte Fahrzeugscheibe ein und kann dabei durch die Scheibe als Strahlteiler in ein Lichtfeld bzw. einen Erfassungsbereich des Umfelderfassungssensors eingekoppelt werden. Durch das in den optischen Umfelderfassungssensor eingekoppelte Streulicht werden die von dem Umfelderfassungssensor gelieferten Messdaten verfälscht. Dies kann wiederum zu einer Funktionseinschränkung des Fahrerassistenzsystems innerhalb des Fahrzeuges führen. Driver assistance systems of vehicles provide the driver of the vehicle with a variety of different functions that assist the driver in his driving. Driver assistance systems have a wide variety of environment detection sensors to capture the environment of the vehicle. The environment detection sensors comprise optical sensors which optically detect the surroundings of the vehicle. These surround detection optical sensors are formed by driver assistance cameras, video capture cameras, laser scanners, PMD cameras or a combination of different optical detection sensors. Such environment sensing sensors are sensitive to stray light originating from external light sources. These light sources may be, for example, the sun, street lighting, tunnel lighting or other comparable light sources. Optical surroundings detection sensors of a driver assistance system are used to detect the surroundings of the vehicle in many cases under an inclined vehicle window of the vehicle, for example behind the windshield. Light which originates from external light sources, for example the sun, thereby falls on the inclined vehicle window and can thereby be coupled in through the pane as a beam splitter into a light field or a detection area of the surroundings detection sensor. The scattered light coupled into the optical environment detection sensor falsifies the measurement data provided by the surroundings detection sensor. This in turn can lead to a functional restriction of the driver assistance system within the vehicle.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, welche einen Umfelderfassungssensor eines Fahrerassistenzsystems wirksam vor Streulicht schützt. It is therefore an object of the present invention to provide a device which effectively protects an environment detection sensor of a driver assistance system from stray light.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Streulichtblende mit den in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. This object is achieved by a lens hood with the features specified in
Die Erfindung schafft demnach gemäß einem ersten Aspekt eine Streulichtblende zum Schutz eines an einer geneigten Fahrzeugscheibe eines Fahrzeuges angebrachten Umfelderfassungssensors eines Fahrerassistenzsystems vor Streulicht, wobei die Streulichtblende mehrere in einer Reihe angeordnete Prismen mit rauen Seitenoberflächen aufweist, welche die Lichtintensität von Streulicht, das durch die geneigte Fahrzeugscheibe in einen Erfassungsbereich des Umfelderfassungssensors durch Strahlteilereinkopplung oder Direktreflexion einfällt, minimiert. The invention accordingly according to a first aspect provides a lens hood for protecting an environment detection sensor of a driver assistance system mounted on an inclined vehicle window of a vehicle from stray light, the lens hood having a plurality of serially arranged prisms with rough side surfaces which control the light intensity of stray light passing through the inclined one Vehicle window into a detection range of the surroundings detection sensor by beam splitter or direct reflection occurs minimized.
Bei einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Streulichtblende sind die Prismen der Streulichtblende dreieckförmig ausgebildet. In one possible embodiment of the scattered-light diaphragm according to the invention, the prisms of the scattered-light diaphragm are triangular in shape.
Bei einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Streulichtblende weisen die dreieckförmigen Prismen jeweils eine erste der Fahrzeugscheibe zugewandte obere Seitenoberfläche,
eine zweite dem Umfelderfassungssensor zugewandte obere Seitenoberfläche und
eine dritte im Wesentlichen horizontal ausgerichtete untere Seitenoberfläche auf. In one possible embodiment of the scattered-light diaphragm according to the invention, the triangular-shaped prisms each have a first upper side surface facing the vehicle window,
a second peripheral side sensor facing the upper side surface and
a third substantially horizontally oriented lower side surface.
Bei einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Streulichtblende weisen die dreieckförmigen Prismen jeweils einen ersten Anstellwinkel zwischen der ersten, der Fahrzeugscheibe zugewandten oberen Seitenoberfläche und der dritten im Wesentlichen horizontal ausgerichteten unteren Seitenoberfläche und
einen zweiten Anstellwinkel zwischen der zweiten, dem Umfelderfassungssensor zugewandten oberen Seitenoberfläche und der dritten im Wesentlichen horizontal ausgerichteten unteren Seitenoberfläche auf,
wobei der erste Anstellwinkel der dreieckförmigen Prismen jeweils kleiner ist als der zweite Anstellwinkel des jeweiligen dreieckförmigen Prismas. In one possible embodiment of the scattered-light diaphragm according to the invention, the triangular-shaped prisms each have a first angle of attack between the first upper side surface facing the vehicle window and the third, substantially horizontally oriented lower side surface and
a second angle of attack between the second upper side surface facing the surrounding detection sensor and the third substantially horizontally oriented lower side surface
wherein the first angle of attack of the triangular prisms is smaller than the second angle of attack of the respective triangular prism.
Bei einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Streulichtblende liegt der erste Anstellwinkel eines dreieckförmigen Prismas in einem Winkelbereich von 20 bis 88°. In a possible embodiment of the scattered light diaphragm according to the invention, the first angle of attack of a triangular prism is in an angular range of 20 to 88 °.
Bei einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Streulichtblende liegt der zweite Anstellwinkel eines dreieckförmigen Prismas in einem Winkelbereich von 21 bis 89°. In one possible embodiment of the scattered-light diaphragm according to the invention, the second angle of attack of a triangular-shaped prism lies in an angular range of 21 to 89 °.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Streulichtblende weist der erste Anstellwinkel eines dreieckförmigen Prismas 45° und der zweite Anstellwinkel eines dreieckförmigen Prismas mindestens 79° auf. In a preferred embodiment of the scattered-light diaphragm according to the invention, the first angle of incidence of a triangular prism 45 ° and the second angle of attack of a triangular prism at least 79 °.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Streulichtblende weisen die dreieckförmigen Prismen jeweils einen ersten Übergangsradius zwischen den beiden oberen Seitenoberflächen und einen zweiten Übergangsradius zwischen einer oberen Seitenoberfläche und der im Wesentlichen horizontal ausgerichteten unteren Seitenoberfläche des dreieckförmigen Prismas auf. In another possible embodiment of the scattered light diaphragm according to the invention, the triangular prisms each have a first transition radius between the two upper side surfaces and a second transition radius between an upper side surface and the substantially horizontally oriented lower side surface of the triangular prism.
Bei einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Streulichtblende ist der erste Übergangsradius etwa 0,1 bis 2-mal so groß wie der zweite Übergangsradius. In one possible embodiment of the scattered-light diaphragm according to the invention, the first transition radius is approximately 0.1 to 2 times the size of the second transition radius.
Bei einer möglichen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Streulichtblende ist der erste Übergangsradius etwa halb so groß wie der zweite Übergangsradius. In a possible preferred embodiment of the scattered-light diaphragm according to the invention, the first transition radius is approximately half the size of the second transition radius.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Streulichtblende weisen die dreieckförmigen Prismen der Streulichtblende jeweils eine Höhe auf, die etwa 0,1 bis 3,0-mal so groß ist wie eine Länge der im Wesentlichen horizontal verlaufenden unteren Seitenoberfläche des jeweiligen dreieckförmigen Prismas. In a further possible embodiment of the scattered-light diaphragm according to the invention, the triangular prisms of the scattered light diaphragm each have a height that is approximately 0.1 to 3.0 times greater than a length of the substantially horizontally extending lower side surface of the respective triangular prism.
Bei einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Streulichtblende ist die Höhe eines dreieckförmigen Prismas etwa 0,5 bis 1,0-mal so groß wie die Länge der im Wesentlichen horizontal verlaufenden unteren Seitenoberfläche des jeweiligen dreieckförmigen Prismas. In one possible embodiment of the scattered light diaphragm according to the invention, the height of a triangular prism is approximately 0.5 to 1.0 times the length of the substantially horizontally extending lower side surface of the respective triangular prism.
Bei einer weiteren möglichen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Streulichtblende beträgt die Höhe der dreieckförmigen Prismen jeweils 0,5 mm. In a further possible preferred embodiment of the scattered-light diaphragm according to the invention, the height of the triangular prisms is 0.5 mm in each case.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Streulichtblende beträgt ein Winkel zwischen der In a further possible embodiment of the scattered light diaphragm according to the invention, an angle between the
Fahrzeugscheibe des Fahrzeuges und der Streulichtblende etwa 10 bis 25°. Vehicle window of the vehicle and the lens hood about 10 to 25 °.
Bei einer weiteren möglichen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Streulichtblende beträgt der Winkel zwischen der Fahrzeugscheibe und der Streulichtblende 10 bis 15°. In a further possible preferred embodiment of the scattered light diaphragm according to the invention, the angle between the vehicle window and the lens hood is 10 to 15 °.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Streulichtblende liegt die Rauigkeit der Seitenoberflächen der Prismen in einem Bereich von 1 bis 50 µm. In a further possible embodiment of the scattered-light diaphragm according to the invention, the roughness of the side surfaces of the prisms lies in a range of 1 to 50 μm.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Streulichtblende bestehen die Seitenoberflächen der Prismen aus Metall. In a further possible embodiment of the scattered light diaphragm according to the invention, the side surfaces of the prisms are made of metal.
Bei einer weiteren möglichen alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Streulichtblende bestehen die Seitenoberflächen der Prismen aus einem Kunststoff, insbesondere aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff. In a further possible alternative embodiment of the scattered-light diaphragm according to the invention, the side surfaces of the prisms are made of a plastic, in particular of a glass fiber-reinforced plastic.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Streulichtblende ist die Streulichtblende an einer Windschutzscheibe eines Fahrzeuges, insbesondere eines Straßenfahrzeuges, angebracht. In a further possible embodiment of the scattered-light diaphragm according to the invention, the scattered-light diaphragm is attached to a windshield of a vehicle, in particular of a road vehicle.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Streulichtblende ist die Streulichtblende an einer Heckscheibe eines Fahrzeuges angebracht. In a further possible embodiment of the scattered-light diaphragm according to the invention, the scattered-light diaphragm is attached to a rear window of a vehicle.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Streulichtblende ist die Streulichtblende an einer Dachscheibe eines Fahrzeuges angebracht. In a further possible embodiment of the scattered-light diaphragm according to the invention, the scattered-light diaphragm is attached to a roof panel of a vehicle.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Streulichtblende ist die Streulichtblende an einer Scheinwerferscheibe eines Scheinwerfers angebracht. In a further possible embodiment of the scattered-light diaphragm according to the invention, the scattered-light diaphragm is attached to a headlight disk of a headlight.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Streulichtblende ist die Streulichtblende an einer Spiegelscheibe einer Spiegeleinrichtung des Fahrzeuges angebracht. In a further possible embodiment of the scattered-light diaphragm according to the invention, the scattered-light diaphragm is attached to a mirror pane of a mirror device of the vehicle.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Streulichtblende ist die Streulichtblende derart ausgelegt, dass sie Streulicht in einem vorgegebenen Wellenlängenbereich von 200 nm bis 1800 nm minimiert. In a further possible embodiment of the scattered-light diaphragm according to the invention, the scattered-light diaphragm is designed such that it minimizes scattered light in a predetermined wavelength range from 200 nm to 1800 nm.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Streulichtblende ist der Umfelderfassungssensor ein optischer Umfelderfassungssensor eines Fahrerassistenzsystems, insbesondere eine Kamera. In a further possible embodiment of the scattered-light diaphragm according to the invention, the surroundings detection sensor is an optical surroundings-detection sensor of a driver assistance system, in particular a camera.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Streulichtblende sind die beiden Anstellwinkel jedes dreieckförmigen Prismas der Streulichtblende mittels Aktoren individuell einstellbar. In a further possible embodiment of the scattered light diaphragm according to the invention, the two angles of attack of each triangular prism of the scattered light diaphragm can be individually adjusted by means of actuators.
Bei einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Streulichtblende sind die beiden Anstellwinkel jedes dreieckförmigen Prismas der Streulichtblende fest vorgegeben. In an alternative embodiment of the scattered light diaphragm according to the invention, the two angles of incidence of each triangular prism of the scattered light diaphragm are fixed.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Streulichtblende erfolgt die Einstellung der Anstellwinkel der verschiedenen dreieckförmigen Prismen mittels Aktoren durch eine Blendensteuerung der Streulichtblende. In a further possible embodiment of the scattered-light diaphragm according to the invention, the adjustment of the angle of attack of the various triangular prisms by means of actuators is effected by an aperture control of the scattered light diaphragm.
Bei einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Streulichtblende erfolgt die Einstellung der Anstellwinkel der verschiedenen dreieckförmigen Prismen der Streulichtblende mittels Aktoren durch die Blendensteuerung in Abhängigkeit von einer momentanen Tageszeit. In one possible embodiment of the scattered-light diaphragm according to the invention, the adjustment of the angles of incidence of the various triangular prisms of the scattered-light diaphragm takes place by means of actuators through the diaphragm control as a function of a current time of day.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Streulichtblende erfolgt die Einstellung der Anstellwinkel der verschiedenen dreieckförmigen Prismen mittels Aktoren durch die Blendensteuerung in Abhängigkeit von momentan herrschenden Umweltbedingungen. In a further possible embodiment of the scattered-light diaphragm according to the invention, the setting of the angle of attack of the various triangular prisms by means of actuators is effected by the diaphragm control as a function of currently prevailing environmental conditions.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Streulichtblende stellt die Blendensteuerung in einem ersten Betriebsmodus die Anstellwinkel der dreieckförmigen Prismen derart ein, dass die Lichtintensität von Streulicht, welches in einen Erfassungsbereich des Umfelderfassungssensors einfällt, minimiert wird. In a further possible embodiment of the scattered-light diaphragm according to the invention, in a first operating mode the diaphragm control adjusts the angles of incidence of the triangular prisms in such a way that the light intensity of stray light which is incident on a detection range of the surroundings detection sensor is minimized.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Streulichtblende stellt die Blendensteuerung in einem zweiten Betriebsmodus die Anstellwinkel der dreieckförmigen Prismen derart ein, dass die Lichtintensität von Streulicht, das in einen Erfassungsbereich des Umfelderfassungssensors einfällt, maximiert wird, um mittels des Umfelderfassungssensors eine aktuelle Position einer externen Lichtquelle, insbesondere den aktuellen Stand der Sonne, zu detektieren. In a further possible embodiment of the scattered-light diaphragm according to the invention, in a second operating mode, the diaphragm control adjusts the angles of incidence of the triangular-shaped prisms in such a way that the light intensity of stray light incident on a detection range of the surroundings detection sensor is maximized in order to use the surroundings detection sensor to determine a current position of an external light source , in particular the current state of the sun, to detect.
Die Erfindung schafft ferner gemäß einem weiteren Aspekt ein Fahrerassistenzsystem mit den in Patentanspruch 23 angegebenen Merkmalen. The invention further provides, in another aspect, a driver assistance system having the features specified in claim 23.
Die Erfindung schafft demnach ein Fahrerassistenzsystem mit mindestens einem Umfelderfassungssensor, der eine Streulichtblende zum Schutz des an einer geneigten Fahrzeugscheibe des Fahrzeuges angebrachten Umfelderfassungssensors des Fahrerassistenzsystems vor Streulicht aufweist, wobei die Streulichtblende des Umfelderfassungssensors mehrere in einer Reihe angeordnete Prismen mit rauen Seitenoberflächen aufweist, welche die Lichtintensität von Streulicht, das durch die geneigte Fahrzeugscheibe in einen Erfassungsbereich des Umfelderfassungssensors durch Strahlteilereinkopplung oder Direktreflexion einfällt, minimiert. The invention accordingly provides a driver assistance system having at least one surroundings detection sensor which has a scattered light diaphragm for protecting the surroundings detection sensor of the driver assistance system from stray light mounted on an inclined vehicle window of the vehicle, wherein the scattered light diaphragm of the surroundings detection sensor has a plurality of prisms arranged in a row with rough side surfaces which determine the light intensity of stray light incident through the inclined vehicle window into a detection area of the surroundings detection sensor by beam splitter coupling or direct reflection is minimized.
Die Erfindung schafft ferner gemäß einem weiteren Aspekt ein Verfahren zum Schutz eines an einer geneigten Fahrzeugscheibe eines Fahrzeuges angebrachten Umfelderfassungssensors eines Fahrerassistenzsystems vor Streulicht mit den in Patentanspruch 24 angegebenen Merkmalen. The invention further provides, in accordance with a further aspect, a method for protecting an environment detection sensor of a driver assistance system from stray light mounted on an inclined vehicle window of a vehicle with the features specified in claim.
Die Erfindung schafft demnach ein Verfahren zum Schutz eines an einer geneigten Fahrzeugscheibe eines Fahrzeuges angebrachten Umfelderfassungssensors eines Fahrerassistenzsystems vor Streulicht, wobei eine Lichtintensität von Streulicht, das durch die geneigte Fahrzeugscheibe in einen Erfassungsbereich des Umfelderfassungssensors durch Strahlteilereinkopplung und/oder Direktreflexion einfällt, mittels in einer Reihe angeordneter Prismen minimiert wird. The invention accordingly provides a method for protecting an environment detection sensor of a driver assistance system mounted on an inclined vehicle window of a vehicle from stray light, whereby a light intensity of stray light incident through the inclined vehicle window into a detection area of the surroundings detection sensor by beam splitter coupling and / or direct reflection means in a row arranged prisms is minimized.
Im Weiteren werden mögliche Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Streulichtblende und des erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert. In the following, possible embodiments of the scattered-light diaphragm according to the invention and the driver assistance system according to the invention will be explained in more detail with reference to the attached figures.
Es zeigen: Show it:
Die Anzahl n der hintereinander angeordneten Prismen
Die Streulichtblende
Der Abstand zwischen dem Ursprung des Sichtfeldes FOV
Licht, das von externen Lichtquellen in der Fahrzeugumgebung stammt und die Streulichtblende
Die Prismen
Bei einer möglichen Ausführungsform erfasst das Sichtfeld FOV des Umfelderfassungssensors
Bei einer möglichen Ausführungsform beträgt der Winkel zwischen der geneigten Fahrzeugscheibe
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Streulichtblende sind die verschiedenen Prismen
Bei einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Streulichtblende
Die
Bei einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Streulichtblende
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