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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Einstellen einer Charakteristik einer Lichtaussendung zumindest eines Scheinwerfers eines Fahrzeugs, auf ein entsprechendes Steuergerät sowie auf ein entsprechendes Computerprogramm.
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Fernlichtassistenzsysteme können eine Lichtverteilung an eine Umgebungssituation anpassen. Ein üblicher Fernlichtassistent, z. B. HMA (High Beam Assist) kann automatisch zwischen Abblendlicht und Fernlicht umschalten, wobei adaptive Systeme die Lichtverteilung dynamisch an eine Verkehrssituation anpassen können. Zu adaptiven Systemen zählen beispielsweise Assistenten wie AHC (Adaptive High Beam Control) bzw. aCOL (adaptive Cut-Off-Line) oder aHDG (adaptive Hell-Dunkel-Grenze), der eine Hell-Dunkel-Grenze eines Scheinwerfers ähnlich einer Leuchtweitenregulierung soweit anheben kann, dass andere Verkehrsteilnehmer gerade noch nicht geblendet werden. Der Assistent CHC (Continuous High Beam Control) bzw. vCOL (vertical Cut-Oft-Line) kann eine Lichtverteilung erzeugen, die dem Fernlicht ähnlich ist, wobei um Verkehrsteilnehmer(-Gruppen) ein gemeinsamer Schatten-Korridor erzeugbar ist, um diese gezielt auszublenden. Der sogenannte Matrix-Beam oder das sogenannte Pixel-Licht können für mehrere Verkehrsteilnehmer eigene Schatten-Korridore erzeugen. Weiterhin ist es möglich, an Hand 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 Einstellen einer Charakteristik einer Lichtaussendung zumindest eines Scheinwerfers eines Fahrzeugs, weiterhin ein Steuergerät, das 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 eine Entprellzeit für Scheinwerfer an einen Sichtweitenunterschied zwischen Sichtweiten bei unterschiedlichen Lichtaussendungscharakteristika bzw. Lichtverteilungen, beispielsweise Abblendlicht und Fernlicht, angepasst werden. Anders ausgedrückt kann insbesondere eine Sichtweite eines Fahrers für verschiedene Lichtverteilungen unter Verwendung einer Topologie einer Fahrzeugumgebung bzw. einer Straßentopologie bestimmt werden, wobei ein Fernlichtassistent an einen Unterschied der sich bei den verschiedenen Lichtverteilungen ergebenden Sichtweiten bzw. Reichweiten angepasst werden kann. Somit kann beispielsweise ein Fernlichtassistent an Hand eines Sichtweitenunterschieds zwischen zwei unterschiedlichen Lichtverteilungen eingestellt werden. Ein Unterschied der Sichtweite zwischen unterschiedlichen Lichtverteilungen, z. B. Abblendlicht und Fernlicht, kann ausgewertet werden, um einen Fernlichtassistenten anzupassen. Bei einem kleinen Sichtweiten-Unterschied zwischen unterschiedlichen Lichtverteilungen kann beispielsweise eine lange Wartezeit zum Umschalten zwischen Lichtaussendungscharakteristika eingestellt werden, wobei bei einem großen Unterschied zwischen unterschiedlichen Lichtverteilungen eine kurze Wartezeit eingestellt werden kann. Eine Auslegung eines Fernlichtassistenten kann somit an einen Sichtweiten-Unterschied zwischen unterschiedlichen Lichtverteilungen angepasst werden.
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Vorteilhafterweise kann gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beispielsweise ein Verhältnis zwischen Komfort und Sichtweite für Fahrzeuglenker verbessert werden, wobei eine Änderung einer Lichtaussendungscharakteristik bzw. Lichtverteilung bei zu erwartender Sichtweitenverbesserung rascher bzw. beschleunigt durchgeführt wird. Auch kann insbesondere je nach topologischen Umgebungsbedingungen zuverlässig eine sowohl komfortable als auch sichtweitenoptimierte Lichtaussendung von Fahrzeugscheinwerfern erreicht werden. Es kann beispielsweise eine Wartezeit ab einem Verschwinden eines Fremdfahrzeugs bis zu einem Wiederaufblenden hinsichtlich eines vorteilhaften Kompromisses zwischen Komfort und Sichtweite an aktuelle Lichtverteilungsoptionen sinnvoll einstellt werden. So kann beispielsweise erreicht werden, dass dann rasch auf Fernlicht oder eine ähnliche Charakteristik der Lichtaussendung umgeschaltet wird, wenn ein Fahrer auch einen gewissen Nutzen davon hat, beispielsweise bei einem geraden Straßenverlauf vor einer scharfen Kurve. Auch kann die Wartezeit auf lang eingestellt werden, wenn der Fahrer durch eine verfrühte Einstellung einer fernlichtähnlichen oder Fernlicht-Lichtverteilung keinen Vorteil hätte, beispielsweise unmittelbar vor einer scharfen Kurve. Dazu können auch adaptive Fernlichtassistenten, insbesondere deren Reglereinstellungen, auf einfache Weise geeignet ausgelegt werden.
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Es wird ein Verfahren zum Einstellen einer Charakteristik einer Lichtaussendung zumindest eines Scheinwerfers eines Fahrzeugs vorgestellt, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Einlesen von Topologiedaten, die eine Topologie eines Umfelds des Fahrzeugs repräsentieren;
Ermitteln einer Sichtweitendifferenz zwischen einer topologiebedingten ersten Sichtweite, die einer ersten Charakteristik der Lichtaussendung zugeordnet ist, und einer topologiebedingten zweiten Sichtweite, die einer zweiten Charakteristik der Lichtaussendung zugeordnet ist, unter Verwendung der Topologiedaten; und
Anpassen einer Wartezeitdauer zum Verändern einer Charakteristik der Lichtaussendung in Abhängigkeit von der Sichtweitendifferenz.
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Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein straßengebundenes Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug wie beispielsweise einen Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, ein Motorrad, ein Nutzfahrzeug oder dergleichen handeln. Das Fahrzeug kann sich auf einer Fahrbahn oder Straße befinden. Die Charakteristik der Lichtaussendung kann eine Lichtverteilung, Lichtintensitätsverteilung oder dergleichen repräsentieren. Beim Verändern der Charakteristik der Lichtaussendung kann die Lichtaussendung diskret, quasi-kontinuierlich oder kontinuierlich modifiziert werden. Die erste Charakteristik kann eine Abblendlichtcharakteristik oder eine abblendlichtähnliche Charakteristik sein. Die zweite Charakteristik kann eine Fernlichtcharakteristik oder eine fernlichtähnliche Charakteristik sein. Dabei kann die zweite Charakteristik eine Ziel-Charakteristik der Lichtaussendung sein, die durch das Verändern erreicht werden soll. Die erste Charakteristik und die zweite Charakteristik können aus einer Gruppe von zumindest zwei Charakteristika ausgewählt sein oder werden. Die Topologiedaten können eine Topologie der Fahrbahn oder Straße, auf der das Fahrzeug angeordnet ist, und/oder eines an die Fahrbahn oder Straße angrenzenden Umgebungsabschnittes repräsentieren. Eine Sichtweite kann eine maximale Sichtweite von dem Fahrzeug auf die Fahrbahn oder Straße in einem in Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeugs angeordneten Abschnitt des Umfelds sein. Eine Sichtweite kann eine Entfernung von dem Fahrzeug bis zu einem Punkt auf einer Trajektorie des Fahrzeugs repräsentieren, der einer maximalen Sichtweite entspricht. Die topologiebedingte erste Sichtweite kann unter Verwendung der Topologiedaten berechnet werden und die topologiebedingte zweite Sichtweite kann unter Verwendung der Topologiedaten berechnet werden.
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Gemäß einer Ausführungsform kann im Schritt des Anpassens die Wartezeitdauer auf eine erste Wartezeitdauer eingestellt werden, wenn ein Betrag der Sichtweitendifferenz kleiner als ein Schwellenwert ist. Entsprechend kann die Wartezeitdauer auf eine zweite Wartezeitdauer eingestellt werden, wenn ein Betrag der Sichtweitendifferenz größer als der Schwellenwert ist, wobei die erste Wartezeitdauer länger als die zweite Wartezeitdauer ist. Die Wartezeitdauer kann dabei direkt über einen Zeitversatz oder indirekt über eine Regler-Zeitkonstante eingestellt werden. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die Lichtaussendung lediglich dann verändert wird, wenn sich hieraus eine Verbesserung der Sicht oder Sichtweite für einen Fahrer ergibt. Somit kann eine aufgrund von unnötigen Veränderungen unruhige Lichtaussendung vermieden werden.
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Zudem kann im Schritt des Anpassens eine Ziel-Charakteristik für ein Verändern einer Charakteristik der Lichtaussendung in Abhängigkeit von der Sichtweitendifferenz angepasst werden. Auf diese Weise kann auch eine auf topologiebedingte Sichtverhältnisse optimal abgestimmte Lichtverteilung bzw. Charakteristik der Lichtaussendung eingestellt werden.
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Auch können im Schritt des Ermittelns die topologiebedingten Sichtweiten unter Verwendung einer geometrischen Reichweite des zumindest einen Scheinwerfers, einer Lichtverteilung des zumindest einen Scheinwerfers, eines Abstrahlwinkels des zumindest einen Scheinwerfers, einer geometrischen Sichtentfernung, einer meteorologischen Sichtentfernung, einer Erkennbarkeitsentfernung und zusätzlich oder alternativ von Navigationsdaten berechnet werden. Hierbei kann eine Sichtweite beispielsweise unter Verwendung einer Straßentrajektorie aus Navigationsinformationen ermittelt werden. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass zuverlässige und aussagekräftige Werte für die Sichtweiten auch unter unterschiedlichen Umgebungsbedingungen ermittelt werden können.
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Ferner kann im Schritt des Ermittelns zumindest eine weitere Sichtweitendifferenz ermittelt werden. Hierbei kann die zumindest eine weitere Sichtweitendifferenz zwischen der ersten Sichtweite oder der zweiten Sichtweite und zumindest einer weiteren Sichtweite, die einer von der ersten Charakteristik und der zweiten Charakteristik verschiedenen, weiteren Charakteristik der Lichtaussendung zugeordnet ist, oder zwischen zumindest zwei weiteren Sichtweiten ermittelt werden, die unterschiedlichen, von der ersten Charakteristik und der zweiten Charakteristik verschiedenen, weiteren Charakteristika der Lichtaussendung zugeordnet sind. Dabei kann im Schritt des Anpassens die Wartezeitdauer in Abhängigkeit von einer betragsmaximalen Sichtweitendifferenz aus der Sichtweitendifferenz und der zumindest einen weiteren Sichtweitendifferenz eingestellt werden. So kann für das Verändern der Lichtaussendung die zweite Charakteristik oder eine weitere Charakteristik der Lichtaussendung als Ziel-Charakteristik verwendet werden. Dadurch kann auch bei mehreren unterschiedlichen Charakteristika, als Zieleinstellung möglich sind bzw. zur Auswahl stehen, eine hinsichtlich der durch dieselbe bedingten Sichtweite bei gegebener Topologie vorteilhafteste Charakteristik der Lichtverteilung eingestellt werden.
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Zudem kann das Verfahren einen Schritt des Bestimmens der Topologiedaten aufweisen. Hierbei können die Topologiedaten unter Verwendung von Umfelddaten bestimmt werden, die zumindest eine Eigenschaft des Umfelds des Fahrzeugs repräsentieren. Die Umfelddaten können Geodaten, Bilddaten, Sensordaten und zusätzlich oder alternativ andere Topologie deskriptive Daten repräsentieren. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass das Umfeld des Fahrzeugs besonders exakt, zutreffend und zuverlässig topologisch erfasst bzw. bestimmt werden kann.
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Dabei kann das Verfahren auch einen Schritt des Empfangens der Umfelddaten von zumindest einer Schnittstelle zu einer Positionserfassungseinrichtung, einer Fahrzeugkamera, einer Datenübertragungseinrichtung, einer Umfelderfassungseinrichtung und zusätzlich oder alternativ einer Fahrtdatenerfassungseinrichtung des Fahrzeugs aufweisen. Hierbei kann die Datenübertragungseinrichtung ausgebildet sein, um die Umfelddaten von einer fahrzeugexternen Einrichtung und zusätzlich oder alternativ von einer fahrzeuginternen Einrichtung zu empfangen, beispielsweise über eine drahtlose Datenverbindung von einer entfernten Datenquelle. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass verschiedene Möglichkeiten einer Datengewinnung je nach Anwendung und tatsächlichem Vorhandensein von Einrichtungen in Kombination oder getrennt voneinander einzeln genutzt werden können, um zuverlässige und genaue Umfelddaten als Basis für das Bestimmen der Topologie zu gewinnen.
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Optional können die Umfelddaten eine Verdeckungsinformation bzw. Verdeckungsdaten hinsichtlich zumindest eines Verdeckungsobjekts aufweisen, das in dem Umfeld des Fahrzeugs angeordnet ist, beispielsweise benachbart zu einer Fahrbahn oder Straße, auf der sich das Fahrzeug befindet. Dabei kann die Verdeckungsinformation eine Position, einen Verlauf und zusätzlich oder alternativ einen Abstand des zumindest einen Verdeckungsobjekts relativ zu einer Fahrbahn und zusätzlich oder alternativ relativ zu dem Fahrzeug repräsentieren. Die Verdeckungsinformation kann ein Bewuchs-Signal oder dergleichen repräsentieren und kann beispielsweise aus Bilddaten einer Fahrzeugkamera, aus Navigationsdaten oder dergleichen ermittelt werden. Insbesondere kann die Verdeckungsinformation ein einfaches Bewuchs-Signal repräsentieren, das beispielsweise durch eine Positionserfassungseinrichtung bereitgestellt werden kann, wenn sich das Fahrzeug beispielsweise innerhalb eines Waldes befindet. So kann eine Topologie des Umfelds noch genauer bestimmt werden.
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Auch kann das Verfahren einen Schritt des Veränderns der Charakteristik der Lichtaussendung abhängig von der angepassten Wartezeitdauer oder abhängig von der ermittelten Sichtweitendifferenz und der angepassten Wartezeitdauer in einem diskreten oder kontinuierlichen Zustandsübergang aufweisen. Hierbei kann die Charakteristik der Lichtaussendung von der ersten Charakteristik zu der zweiten Charakteristik oder zu einer von der ersten Charakteristik und der zweiten Charakteristik verschiedenen, weiteren Charakteristik verändert werden. Entsprechend kann die Charakteristik der Lichtaussendung von der zweiten Charakteristik zu der ersten Charakteristik oder zu einer von der ersten Charakteristik und der zweiten Charakteristik verschiedenen, weiteren Charakteristik verändert werden. Entsprechend kann die Charakteristik der Lichtaussendung von einer von der ersten Charakteristik und der zweiten Charakteristik verschiedenen, weiteren Charakteristik zu der ersten Charakteristik oder der zweiten Charakteristik oder zwischen unterschiedlichen, von der ersten Charakteristik und der zweiten Charakteristik verschiedenen, weiteren Charakteristika verändert werden. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine hinsichtlich der Sicherheit sowie eines Komforts verbesserte Veränderung der Lichtaussendung erreicht werden kann, da eine angesichts herrschender Topologie in dem Umfeld vorteilhafteste, sinnvolle Charakteristik eingestellt werden kann.
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Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner ein Steuergerät, das ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form eines Steuergeräts kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
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Unter einem Steuergerät kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Das Steuergerät 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 des Steuergeräts 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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So kann eine vorteilhafte Lösung zwischen den voneinander abhängigen Zielen Sichtweite, Blendung und Komfort gefunden werden. Schnelle Wechsel zwischen Lichtverteilungen können den Fahrer stören, weshalb eine Verzögerung einer Umschaltung realisiert werden kann. Bei adaptiven Systemen könnte dies beispielsweise eine Tiefpass-Filterung eines Ausgangssignals bedeuten oder eine langsame Regler-Auslegung. Ein Fernlichtassistent kann ausgebildet sein, um ein Aufblenden zu verzögern, wenn kurzzeitig verdeckte Verkehrsteilnehmer beim Auftauchen nach dem Aufblenden ein sofortiges Abblenden bewirken würden, und zusätzlich oder alternativ ein Abblenden zu verzögern und eine Mindest-Fernlichtdauer einzustellen. Für eine Akzeptanz bzw. Bewertung eines Fernlichtassistenten durch Kunden spielt beispielsweise nicht nur eine ruhige Dynamik eine Rolle, z. B. eine Vermeidung von Diskomfort durch sogenannten Flicker bzw. hektisch wirkende Wechsel, sondern ebenso die Sichtweite, z. B. eine Vermeidung von Diskomfort durch Minderstimulation bzw. zu geringe Sichtweite. Die Sichtweite ist essenziell für das Führen eines Fahrzeugs und hat ebenfalls Einfluss auf die Komfort-Empfindung bzw. Diskomfort-Empfindung des Fahrers. Der Begriff Blendung kann sich auf eine Blendung anderer Verkehrsteilnehmer beziehen. Eine Blendung des Fahrers des Fahrzeugs bzw. Ego-Fahrzeugs kann unterschiedliche Formen bzw. Komponenten aufweisen: Eine physiologische Blendung kann durch eine sogenannte Schleierleuchtdichte einen Kontrast eines wahrgenommenen Bildes und damit eine tatsächliche Erkennbarkeitsentfernung bzw. Sichtweite reduzieren. Eine psychologische Blendung kann ein unangenehmes Gefühl beim Geblendeten hervorrufen, hat jedoch keine Auswirkung auf eine Sehleistung, die durch die physiologische Blendung abgedeckt wird. Eine physiologische Blendung (engl. "disability glare") kann eine Auswirkung auf die Sehleistung aufweisen. Die physiologische Blendung und die psychologische Blendung (engl. "discomfort glare") können beispielsweise gemeinsam auftreten.
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Fernlichtassistenten können eine Umfeldinformation einer Umgebung, z. B. eine durchgehende Straßenbeleuchtung wie in einer Stadt oder eine bauliche Trennung wie auf einer Autobahn, sowie eine vorliegende Verkehrssituation, z. B. Vorausfahrer, Entgegenkommer etc., nutzen, um ein Systemverhalten anzupassen. Beispielsweise kann beim Passieren eines einzelnen entgegenkommenden Fahrzeugs schnell wieder aufgeblendet werden, um einem Fahrer zügig eine bessere Sicht bzw. höhere Sichtweite durch eine bessere Lichtverteilung, z. B. Fernlicht statt Abblendlicht, zur Verfügung zu stellen. Verschwindet plötzlich ein vorausfahrendes Fahrzeug, kann länger gewartet werden als bei einem Vorbeifahrer, da dieses kurzzeitig verdeckt sein könnte. Durch eine verlängerte Wartezeit kann ein kurzzeitiges Aufblenden verhindert werden, da das Fremdfahrzeug sofort wieder sichtbar werden könnte, wie z. B. bei einer Folgefahrt durch eine Kurve. Auf Straßen mit baulicher Trennung kann eine lange Wartezeit eingestellt werden, da Scheinwerfer anderer Fahrzeuge beispielsweise selten sichtbar sein können und somit zwischen Detektionszeitpunkten längere Zeitdauern vorliegen können. Durch eine lange Wartezeit kann ein häufiges Umschalten zwischen Abblendlicht und Fernlicht verhindert und ein Komfort erhöht werden, sowie eine Blendung anderer Fahrer, insbesondere erhöht sitzender LKW-Fahrer, vermieden werden. Ein kurzzeitiges Aufblenden, das zu einer Flicker-Empfindung führen würde, kann vermieden werden. Von einem Fahrzeug-Kamera-System kann ein kurzzeitiges Aufblenden erkannt werden, sodass eine Mindest-Abblendlicht-Dauer eingestellt werden kann, um ein Reglerverhalten eines Fernlichtassistenten zu beruhigen und einen Komfort zu erhöhen. Bei adaptiven Systemen, die quasi-kontinuierliche Lichtverteilungen erzeugen können, kann eine kurze Wartezeit in der Regel einer kleinen Regler-Zeitkonstanten und somit einer schnellen, dynamischen Reaktion sprechen, wobei eine längere Wartezeit in der Regel einer großen Regler-Zeitkonstanten somit einer langsamen, ruhigen Reaktion entsprechen kann.
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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 eines Fahrzeugs mit einem Steuergerät gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einem Umfeld;
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2 eine schematische Darstellung des Fahrzeugs aus 1 in einem Umfeld;
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3 eine schematische Darstellung des Fahrzeugs aus 1 in einem Umfeld;
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4 ein Ablaufdiagramm eines Prozesses gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
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5 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem 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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Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele zwecks Vereinfachung und Lesbarkeit teilweise insbesondere hinsichtlich klassischer Fernlichtassistenten beschrieben, wobei ein Einsatz auch für adaptive Systeme vorgesehen ist, wobei sich eine Änderung einer Systemdynamik ergibt. Bei adaptiven Systemen entspricht eine kurze Wartezeitdauer einem schnellen Systemverhalten, wodurch beispielsweise ein Verändern einer Charakteristik der Lichtaussendung schneller erfolgt, und entspricht eine lange Wartezeitdauer einem langsamen, trägeren Systemverhalten, wodurch ein Verändern einer Charakteristik der Lichtaussendung später bzw. langsamer erfolgt.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 100 mit einem Steuergerät gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einem Umfeld. Bei dem Fahrzeug 100 handelt es sich hierbei um ein Kraftfahrzeug in Gestalt eines Personenkraftwagens. Das Fahrzeug 100 befindet sich auf einer Straße oder Fahrbahn A. Somit weist das Umfeld des Fahrzeugs 100 die Fahrbahn A auf. Dabei weist die Fahrbahn A einen Verlauf auf, der von einer Topologie des Umfeldes abhängt. Insbesondere weist die Fahrbahn A einen Verlauf auf, der von einem geradlinigen Verlauf abweicht, beispielsweise eine Kurve und zusätzlich oder alternativ eine Höhenneigung aufweist.
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Das Fahrzeug 100 weist lediglich beispielhaft zwei Scheinwerfer 102 auf. Bei den Scheinwerfern 102 handelt es sich hierbei um Frontscheinwerfer. Die Scheinwerfer 102 sind hierbei steuerbar, um eine Lichtaussendung zu erzeugen. Dabei ist eine Charakteristik der Lichtaussendung veränderbar. Beispielsweise sind die Scheinwerfer 102 steuerbar, um eine Lichtaussendung zu erzeugen, die zwischen einer ersten Charakteristik und einer zweiten Charakteristik veränderbar ist. Bei der ersten Charakteristik handelt es sich beispielsweise um eine Abblendlichtcharakteristik und bei der zweiten Charakteristik handelt es sich beispielsweise um eine Fernlichtcharakteristik. Die erste Charakteristik ist gemäß dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beispielsweise aktuell eingestellt.
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Auch weist das Fahrzeug 100 eine Umfelddatenerfassungseinrichtung 104 auf. Die Umfelddatenerfassungsvorrichtung 104 ist ausgebildet, um Umfelddaten 106 zu erfassen, die zumindest eine Eigenschaft des Umfelds des Fahrzeugs repräsentieren. Beispielsweise ist die Umfelddatenerfassungsvorrichtung 104 als eine Positionserfassungseinrichtung, eine Fahrzeugkamera, eine Datenübertragungseinrichtung, eine Umfelderfassungseinrichtung bzw. ein Umfeldsensor oder eine Fahrtdatenerfassungseinrichtung ausgeführt. Optional kann das Fahrzeug 100 eine Mehrzahl von Umfelddatenerfassungsvorrichtungen 104 aufweisen, die unterschiedlich ausgeführt sein können. Die Umfelddatenerfassungsvorrichtung 104 ist ausgebildet, um die Umfelddaten 106 bereitzustellen, insbesondere über eine Schnittstelle, beispielsweise ein Kabel oder eine drahtlose Datenverbindung.
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Ferner weist das Fahrzeug 100 das Steuergerät auf, das im Folgenden als eine Einstellvorrichtung 110 bezeichnet wird. Die Einstellvorrichtung 110 ist ausgebildet, um eine Charakteristik einer Lichtaussendung der Scheinwerfer 102 des Fahrzeugs 100 einzustellen. Dabei ist die Einstellvorrichtung 110 gemäß dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgebildet, um die Umfelddaten 106 zu empfangen bzw. einzulesen. Ferner ist die Einstellvorrichtung 110 hierbei ausgebildet, um ein Steuersignal 112 zum Ansteuern der Scheinwerfer 102 auszugeben bzw. bereitzustellen. Insbesondere ist die Einstellvorrichtung 110 ausgebildet, um das Steuersignal 112 unter Verwendung der Umfelddaten 106 zu erzeugen. Die Einstellvorrichtung 110 ist ausgebildet, um das Steuersignal 112 an die Scheinwerfer 102 bzw. eine 1 nicht dargestellte Steuereinrichtung zum Steuern der Scheinwerfer 102 auszugeben.
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Die Einstellvorrichtung 110 weist eine Einleseeinrichtung 122, eine Ermittlungseinrichtung 124 und eine Anpassungseinrichtung 126 auf. Dabei ist die Einleseeinrichtung 122 ausgebildet, um Topologiedaten 130 einzulesen, die eine Topologie eines Umfelds des Fahrzeugs 100 repräsentieren. Die Topologiedaten 130 sind hierbei unter Verwendung der Umfelddaten 106 bestimmt bzw. generiert. Die Ermittlungseinrichtung 124 der Einstellvorrichtung 110 ist ausgebildet, um unter Verwendung der Topologiedaten 130 eine Sichtweitendifferenz zu ermitteln. Dabei ist die Ermittlungseinrichtung 124 ausgebildet, um die Sichtweitendifferenz zwischen einer topologiebedingten ersten Sichtweite, die einer ersten Charakteristik der Lichtaussendung zugeordnet ist, und einer topologiebedingten zweiten Sichtweite zu ermitteln, die einer zweiten Charakteristik der Lichtaussendung zugeordnet ist. Dazu ist die Ermittlungseinrichtung 124 ausgebildet, um die erste Sichtweite und die zweite Sichtweite unter Verwendung der Topologiedaten 130 zu berechnen bzw. zu approximieren. Die erste Charakteristik der Lichtaussendung repräsentiert lediglich beispielhaft eine Abblendlichtcharakteristik und die zweite Charakteristik der Lichtaussendung repräsentiert lediglich beispielhaft eine Fernlichtcharakteristik. Die Anpassungseinrichtung 126 der Einstellvorrichtung 110 ist ausgebildet, um eine Wartezeitdauer zum Verändern einer Charakteristik bzw. einer aktuell eingestellten Charakteristik der Lichtaussendung abhängig von der ermittelten Sichtweitendifferenz anzupassen bzw. zu modifizieren. In Abhängigkeit von der angepassten Wartezeitdauer ist die Charakteristik der Lichtaussendung veränderbar.
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Dabei ist gemäß einem Ausführungsbeispiel die Anpassungseinrichtung 126 ausgebildet, um im Falle eines ersten Betrages der ermittelten Sichtweitendifferenz, der kleiner als ein Schwellenwert ist, eine erste Wartezeitdauer einzustellen. Eine Wartezeitdauer bezieht sich hierbei lediglich beispielhaft auf ein Umschalten von Abblendlicht als erster Charakteristik auf Fernlicht als zweiter Charakteristik der Lichtaussendung. Ferner ist die Anpassungseinrichtung 126 hierbei ausgebildet, um im Falle eines zweiten Betrages der ermittelten Sichtweitendifferenz, der größer als der Schwellenwert ist, eine zweite Wartezeitdauer einzustellen. Dabei ist die erste Wartezeitdauer länger als die zweite Wartezeitdauer. Somit wird bei einer geringen Sichtweitendifferenz, die sich bei einem Verändern der Lichtaussendung von der ersten Charakteristik zu der zweiten Charakteristik bzw. bei einem Aufblenden ergeben würde, eine lange Wartezeitdauer eingestellt. Bei einer potenziell großen, durch Aufblenden erreichbaren Sichtweitendifferenz, die den zweiten Betrag aufweist, wird eine kurze Wartezeitdauer zum Aufblenden eingestellt.
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Die Ermittlungseinrichtung 124 ist optional ausgebildet, um die topologiebedingten Sichtweiten unter Verwendung einer geometrischen Reichweite der Scheinwerfer 102, einer Lichtverteilung der Scheinwerfer 102, eines Abstrahlwinkels der Scheinwerfer 102, einer geometrischen Sichtentfernung, einer meteorologischen Sichtentfernung, einer Erkennbarkeitsentfernung und zusätzlich oder alternativ unter Verwendung von Navigationsdaten zu berechnen. Die Sichtweiten beziehen sich beispielsweise auf eine Entfernung von dem Fahrzeug 100 zu Referenzpunkten auf der Fahrbahn A in Vorwärtsfahrtrichtung vor dem Fahrzeug 100.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Einstellvorrichtung 110 ferner eine Empfangseinrichtung 132 auf. Die Empfangseinrichtung 132 ist ausgebildet, um die Umfelddaten 106 von der Umfelddatenerfassungseinrichtung 104 zu empfangen. Hierbei weist die Einstellvorrichtung 110 ferner eine Bestimmungseinrichtung 134 auf. Die Bestimmungseinrichtung 134 ist ausgebildet, um unter Verwendung der Umfelddaten 106 die Topologiedaten 130 zu bestimmen. Dabei ist die Bestimmungseinrichtung 134 ferner ausgebildet, um die bestimmten Topologiedaten 130 an die Einleseeinrichtung 122 auszugeben. Zudem weist die Einstellvorrichtung 110 gemäß einem Ausführungsbeispiel eine Veränderungseinrichtung 136 auf. Die Veränderungseinrichtung 136 ist ausgebildet, um unter Verwendung bzw. abhängig von der angepassten Wartezeitdauer oder abhängig von der ermittelten Sichtweitendifferenz und der angepassten Wartezeitdauer die Charakteristik der Lichtaussendung zu verändern. Dazu ist die Veränderungseinrichtung 136 ausgebildet, um das Steuersignal 112 zu generieren und bereitzustellen. Dabei ist die Veränderungseinrichtung 136 insbesondere ausgebildet, um die Charakteristik der Lichtaussendung in einem diskreten oder kontinuierlichen Zustandsübergang zu verändern.
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2 zeigt eine schematische Darstellung des Fahrzeugs 100 aus 1 in einem Umfeld. Von dem Fahrzeug 100 ist darstellungsbedingt sowie der Übersichtlichkeit halber in 2 lediglich ein Scheinwerfer 102 dargestellt, wobei das Fahrzeug 100 in einer Seitenansicht gezeigt ist. Das Fahrzeug 100 befindet sich auf der Fahrbahn A. In Vorwärtsfahrtrichtung vor dem Fahrzeug 100 weist die Fahrbahn A ein Gefälle auf. Ferner sind in 2 eine von dem Scheinwerfer 102 erzeugte Charakteristik einer Lichtverteilung bzw. Lichtaussendung 202 in Gestalt eines Scheinwerferkegels mit einem Abstrahlwinkel α und einer Hell-Dunkel-Grenze 202A und ein Sichtstrahl 204 von einem symbolhaft in dem Fahrzeug 100 eingezeichneten Auge eines Fahrers auf die Fahrbahn A gezeigt, wobei auch ein Berührungspunkt 204A des in 2 in einem Vorfeld des Fahrzeugs 100 tangential an die Fahrbahn A gelegten Sichtstrahls 204 mit der Fahrbahn A eingezeichnet ist. Die Lichtaussendung 202 bzw. der Scheinwerferkegel des Scheinwerfers 102 ist hierbei aufgrund des Gefälles von der Fahrbahn A beabstandet. Der Berührungspunkt 204A repräsentiert dabei eine maximal mögliche Sichtweite eines Fahrers des Fahrzeugs 100. 2 veranschaulicht, wie die Ermittlungseinrichtung der Einstellvorrichtung des Fahrzeugs 100 eine Sichtweite ermitteln kann.
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Anders ausgedrückt ist in 2 ein Unterschied zwischen einer geometrischen Sichtweite eines Fahrers des Fahrzeugs 100 und einer geometrischen Reichweite des Scheinwerfers 102 dargestellt. Die Hell-Dunkel-Grenze 202A, auch als HDG abgekürzt, des Scheinwerfers 102 hat in 2 keinen Schnittpunkt mit einer Straßenoberfläche der Fahrbahn A und eine Sichtweite ist über geometrische Verhältnisse zwischen Fahrerauge und Straßenoberfläche ermittelt. In 2 ist eine geometrische Reichweite des Scheinwerfers 102 aufgrund des fehlenden Schnittpunktes der Hell-Dunkel-Grenze 202A mit der Fahrbahn A größer als eine geometrische Sichtweite des Fahrers bis zu dem Berührungspunkt 204A. Vorteilhafterweise ist die Ermittlungseinrichtung der Einstellvorrichtung ausgebildet, um im vorliegenden Fall die geometrische Reichweite des Fahrers zu ermitteln.
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Alternativ kann die Sichtweite eine Erkennbarkeitsentfernung sein, d. h. eine maximale Entfernung, in der ein Fahrer ein Objekt Umfeld des Fahrzeugs 100 erkennen bzw. als ein solches vor einem Hintergrund identifizieren kann. Die Erkennbarkeitsentfernung hängt von einer Größe und einem Kontrast des Objekts vor dem Hintergrund bzw. von einer Leuchtdichte desselben ab. Die geometrische Reichweite der Scheinwerfer 102 kann auch als Sichtweite verwendet bzw. ermittelt werden. Dabei repräsentiert die geometrische Reichweite einen Schnittpunkt der Hell-Dunkel-Grenze 202A mit einer Oberfläche der Straße bzw. Fahrbahn A. Bei Abblendlicht ist die Reichweite beispielsweise als 65 Meter angegeben, was sich aus einer Scheinwerfer-Anbauhöhe von beispielsweise 65cm und einer Scheinwerfer-Neigung von 1 Prozent bzw. einem Abstrahlungswinkel α von 0,57 Grad bei einer ebenen Straße ergibt. Die geometrische Reichweite ist bei einer vor dem Fahrzeug 100 ansteigenden Fahrbahn A verkürzt und bei einer abfallenden Fahrbahn A verlängert, wobei der letztgenannte Fall in 2 gezeigt ist und der erstgenannte Fall in 3 gezeigt ist. Die geometrische Reichweite hat demnach eine Abhängigkeit von der Topografie der Umgebung, insbesondere der Fahrbahn A. Die geometrische Reichweite kann als Sichtweite ermittelt werden, wenn ebenfalls Verdeckungen mit berücksichtigt werden. Beispielsweise kann die Sichtweite bei einer abfallenden Fahrbahn A, beispielsweise im Bereich einer Kuppe, unter der geometrischen Reichweite liegen. Soll die geometrische Reichweite als Sichtweite ermittelt werden, können zusätzlich zu der Nutzung der geometrischen Reichweite der Scheinwerfer 102 auch die geometrischen Sichtbedingungen berücksichtigt werden.
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Zusätzlich zu der geometrischen Sichtweite kann auch eine so genannte Iso-Lux-Linie, z. B. bezogen auf 1 Lux, auf der Straße ermittelt werden. Die Sichtweite kann hierbei zum Beispiel als ein Mittelwert von Entfernungen eines Schnittpunkts der Iso-Lux-Linie mit einer linken und rechten Fahrspurbegrenzung bei gerader Fahrbahn A angenommen werden. Es können auch modifizierte Verfahren zum Einsatz kommen: beispielsweise kann der Schnittpunkt mit einer oder mehreren zur Straßenoberfläche parallelen Ebenen genutzt werden oder können die Ebenen werden an eine Straßentopologie angepasst werden, insbesondere unter Berücksichtigung eines Fahrschlauchs. Zur Berechnung der so ermittelten Sichtweite kann zusätzlich zu einer Information über die Straßentopologie auch eine Information über eine Lichtverteilung, z. B. Standard-Projektion auf eine in 25 Meter entfernte Wand oder dergleichen, verwendet werden. Alternativ können Modellannahmen genutzt werden, wie z. B. eine ebene Topologie oder Lichtverteilungsmodelle aus einem durchschnittlichen Scheinwerfer, um einen Rechenbedarf bei der Berechnung der Sichtweiten zu verringern.
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3 zeigt eine schematische Darstellung des Fahrzeugs 100 aus 1 in einem Umfeld. Die Darstellung in 3 ist hierbei der Darstellung aus 2 ähnlich. Von dem Fahrzeug 100 ist darstellungsbedingt sowie der Übersichtlichkeit halber in 3 lediglich ein Scheinwerfer 102 dargestellt, wobei das Fahrzeug 100 in einer Seitenansicht gezeigt ist. Das Fahrzeug 100 befindet sich auf der Fahrbahn A. In Vorwärtsfahrtrichtung vor dem Fahrzeug 100 weist die Fahrbahn A eine Steigung auf. Ferner ist in 3 eine von dem Scheinwerfer 102 erzeugte Charakteristik einer Lichtverteilung bzw. Lichtaussendung 202 in Gestalt eines Scheinwerferkegels mit einem Abstrahlwinkel α und einer Hell-Dunkel-Grenze 202A dargestellt. Zudem sind in 3 ein erster Sichtstrahl 301A, ein zweiter Sichtstrahl 301B, ein erster Prüfpunkt 302A und ein zweiter Prüfpunkt 302B eingezeichnet. Dabei erstreckt sich der erste Sichtstrahl 301A zwischen dem Scheinwerfer 102 des Fahrzeugs 100 und dem ersten Prüfpunkt 302A, der auf der Fahrbahn A in einer ersten Entfernung von dem Fahrzeug 100 angeordnet ist. Der zweite Sichtstrahl 301B erstreckt sich zwischen dem Scheinwerfer 102 des Fahrzeugs 100 und dem zweiten Prüfpunkt 302B, der auf der Fahrbahn A in einer zweiten Entfernung von dem Fahrzeug 100 angeordnet ist, die größer als die erste Entfernung ist. Somit ist der erste Prüfpunkt 302A zwischen dem Fahrzeug 100 und dem zweiten Prüfpunkt 302B auf der Fahrbahn A angeordnet. Die Hell-Dunkel-Grenze 202A der Lichtaussendung 202 bzw. des Scheinwerferkegels trifft zwischen dem ersten Prüfpunkt 302A und dem zweiten Prüfpunkt 302B auf die Fahrbahn A. 3 veranschaulicht, wie die Ermittlungseinrichtung der Einstellvorrichtung des Fahrzeugs 100 eine Sichtweite ermitteln kann.
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So ist in 3 ein möglicher Zwischenschritt bei einem Berechnen einer geometrischen Sichtweite mit einem iterativen Verfahren bei einem Ermitteln einer Sichtweite mittels der Ermittlungseinrichtung der Einstellvorrichtung des Fahrzeugs 100 gezeigt. Der erste Sichtstrahl 301A zwischen dem ersten Prüfpunkt 302A und dem Scheinwerfer 102 wird ermittelt und ein Winkel in Bezug auf das Fahrzeug 100 berechnet. Anschließend wird der Winkel mit dem Abstrahlwinkel α, z. B. bei Abblendlicht üblicherweise 0,57 Grad, verglichen. Liegt der Winkel unterhalb des Abstrahlwinkels α bzw. der erste Prüfpunkt 302A zwischen dem Fahrzeug 100 und der Lichtaussendung 202 bzw. der Hell-Dunkel-Grenze 202A, wie es in 3 der Fall ist, dann ist ein relevanter Bereich der Fahrbahn A durch beispielsweise Abblendlicht ausreichend beleuchtet und die Sichtweite reicht bis mindestens zu dem ersten Prüfpunkt 302A. Liegt ein weiterer Winkel des zweiten Sichtstrahls 301B, der sich zwischen dem zweiten Prüfpunkt 302B und dem Scheinwerfer 102 erstreckt, außerhalb bzw. oberhalb des Abstrahlwinkels α bzw. der Hell-Dunkel-Grenze 202A, dann wird der zweite Prüfpunkt 302B nicht ausreichend beleuchtet bzw. gehört nicht mehr in einen Bereich der Sichtweite. Die Sichtweite bei Abblendlicht endet in erster Näherung daher bei dem ersten Prüfpunkt 302A. Bei der hier vorgestellten Möglichkeit zur Berechnung der Sichtweite handelt es sich lediglich um ein Beispiel. Weitere Möglichkeiten sind exemplarisch weiter unten aufgeführt. Bei der vorliegenden Erfindung besteht keine Beschränkung auf eine spezielle Berechnungsart.
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Die Ermittlungseinrichtung der Einstellvorrichtung des Fahrzeugs 100 ist gemäß einem Ausführungsbeispiel und unter Bezugnahme auf 2 sowie 3 ausgebildet, um Navigationsdaten zum Ermitteln der Sichtweite zu verwenden. Ein Einsatz kann bei klassischen Fernlichtassistenten bzw. bei diskreten Lichtverteilungen erfolgen, ist jedoch nicht auf solche Lichtverteilungen beschränkt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden die Navigationsdaten durch die Ermittlungseinrichtung genutzt, um eine mögliche geometrische Sichtweite zu berechnen bzw. zu ermitteln. Dazu wird beispielsweise ein sogenannter Most Probable Path (MPP; dt.: wahrscheinlichster Pfad bzw. Weg) ausgewertet. Dieser MPP repräsentierte einen Bereich eines Straßennetzes, auf dem sich das Fahrzeug 100 mit hoher Wahrscheinlichkeit bewegen wird, und ist beispielsweise durch Zieleingabe oder Auswertung von Straßenklassen bestimmbar. Der MPP kann als eine Trajektorie genutzt werden, die weiter ausgewertet wird. Beispielsweise kann punktuell an der Trajektorie ein Sichtwinkel oder Sichtstrahl 301A, 301B eines Prüfpunktes 302A, 302B auf der Trajektorie zu den Scheinwerfern 102 ermittelt werden und mit Abstrahlwinkeln α unterschiedlicher Charakteristika der Lichtverteilung 202 verglichen werden. Ist der Sichtwinkel eines Prüfpunktes 302A, 302B höher als der Abstrahlwinkel α der Hell-Dunkel-Grenze 202A, dann endet dort die Sichtweite der Lichtverteilung 202, wie es beispielsweise in 3 ersichtlich ist. Schneidet ein Sichtstrahl 301A, 301B zwischen Trajektorien-Punkt bzw. Prüfpunkt 302A, 302B und Scheinwerfer 102 oder ein vom Fahrerauge ausgehender Sichtstrahl 204 die Trajektorie, dann endet die Sichtweite am Schnittpunkt, beispielsweise am Berührungspunkt 204A, wie es beispielsweise in 2 ersichtlich ist. Auf diese Weise kann die Sichtweitedifferenz ermittelt werden. Aus beispielsweise derart ermittelten Unterschieden zwischen Abblendlicht und Fernlicht kann insbesondere in einer Nachschlagtabelle eine einzustellende Wartezeitdauer zwischen Abblendlicht und Fernlicht bestimmt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Berücksichtigung der Sichtweite bzw. topologiebedingten Sichtweite in ein bestehendes Scheinwerfersystem einfach integriert werden, indem statt einer absoluten Wartezeitdauer ein Wartezeit-Versatz eingestellt wird oder ein Faktor zur Verkürzung bzw. Verlängerung der Wartezeitdauer eingestellt wird. Vorteilhaft ist eine Verlängerung der Wartezeitdauer, wenn die Sichtweitedifferenz bzw. ein Sichtweitenunterschied zwischen beispielsweise Abblendlicht und Fernlicht gering ist. Entsprechend ist eine Verkürzung der Wartezeitdauer bei einer großen Sichtweitedifferenz zwischen Abblendlicht und Fernlicht vorteilhaft.
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4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Prozesses 400 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Prozess 400 ist ausführbar, um eine Charakteristik einer Lichtaussendung zumindest eines Scheinwerfers eines Fahrzeugs einzustellen. Dabei ist der Prozess 400 in Verbindung mit einem Fahrzeug wie dem Fahrzeug aus 1 bis 3 bzw. in Verbindung mit einer Einstellvorrichtung wie der Einstellvorrichtung aus 1 ausführbar. Auch ist der Prozess 400 dem in 5 beschriebenen Verfahren ähnlich und in Verbindung mit demselben ausführbar.
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Gemäß dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in 4 ein exemplarischer Ablauf des Prozesses 400 dargestellt. Dabei beginnt der Prozess 400 an einem Startpunkt 401, von dem aus eine Ausführung des Prozesses 400 an einen Verzweigungsblock 402 gelangt. Von dem Verzweigungsblock 402 aus erreicht der Prozess 400 lediglich beispielhaft vier parallel geschaltete Blöcke 411, 412, 413 und 414, in denen Umfelddaten empfangen werden. In dem Block 411 werden Navigationsdaten empfangen, wobei der Block 412 Oberflächendaten empfangen werden, wobei in dem Block 413 Spurdaten empfangen werden und wobei der Block 414 ein Empfangen weiterer Umfelddaten repräsentiert. Somit werden in einer ersten Stufe des Prozesses 400 hierbei Umfelddaten empfangen, die von verschiedenen Quellen stammen können, z. B. Navigationsdaten von einem Navigationsgerät, Oberflächendaten und Spurdaten einer Fahrzeugkamera, etc.
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Von jedem der Blöcke 411, 412, 413 und 414 geht der Prozess 400 zu einem Block 420 über, bei dem eine Topologie bzw. Topologiedaten berechnet bzw. bestimmt werden. Hierbei wird zum Beispiel durch eine Sensordatenfusion aus den Umfelddaten eine Topologie einer Fahrbahn oder Straße bestimmt. Dies kann beispielsweise eine interne Repräsentation durch Raumkurvenabschnitte sein, an denen sich das Fahrzeug entlang bewegt bzw. bewegen wird.
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Von dem Block 420 aus erreicht der Prozess 400 einen Verzweigungsblock 430, an dem sich der Prozess 400 in zwei parallel geschaltete Blöcke 441 und 442 verzweigt, in denen unter Verwendung der Topologiedaten und Informationen über Lichtverteilungen, beispielsweise Abblendlicht und Fernlicht, für jede Lichtverteilung separat eine Sichtweite berechnet oder geschätzt wird. So wird beispielsweise in dem Block 441 eine Sichtweite bei Abblendlicht geschätzt und wird in dem Block 442 eine Sichtweite bei Fernlicht geschätzt.
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Von jedem der Blöcke 441 und 442 aus geht der Prozess 400 zu einem Block 450 über, in dem ein Sichtweitenunterschied bzw. eine Sichtweitendifferenz ermittelt wird. Danach erreicht der Prozess 400 einen Block 460, in dem eine Wartezeit bzw. Wartezeitdauer oder sogenannte Entprellzeit ermittelt und eingestellt wird. Somit wird unter Verwendung der ermittelten Differenz der Sichtweiten bzw. des ermittelten Sichtweitenunterschieds die Wartezeit zum Wiederaufblenden eingestellt. Anschließend endet der Prozess 400 oder wird der Prozess 400 erneut ausgeführt.
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Prinzipiell kann hierbei ein Zusammenführen von Informationen an unterschiedlichen Stellen des Prozesses 400 geschehen. Beispielsweise kann unter Verwendung von Daten jeder einzelnen Datenquelle eine potenzielle Sichtweite oder ein potenzieller Sichtweitenunterschied ermittelt werden und anschließend zu einer Einstellung der Wartezeitdauer genutzt werden. Eine Fusion zu gemeinsamen Topologiedaten bzw. einer gemeinsamen Straßentopologie ist jedoch vorteilhaft, da eine Berechnung auf verschiedene Quellen erweitert werden kann, ohne im folgenden Prozess 400 bzw. Algorithmus Änderungen vornehmen zu brauchen.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden aus verschiedenen Datenquellen, beispielsweise einem Navigationsgerät und/oder einem Kamerasystem und/oder einer anderen Kommunikationsschnittstelle, beispielsweise einem fahrzeuginternen Kommunikations-Bus, Umfelddaten empfangen. Navigationsdaten können einen Streckenverlauf, aber auch besondere Merkmale einer Strecke repräsentieren, wie beispielsweise ein Vorhandensein eines Kreisverkehrs auf der Strecke. Eine Fahrzeugkamera kann beispielsweise Mess-Informationen über einen Oberflächenverlauf, beispielsweise hinsichtlich einer Kuppe, Senke oder dergleichen, und/oder Spurinformationen ermitteln und dem Prozess 400 bereitstellen. Informationen aus erkannten Schildern können ebenfalls genutzt werden, beispielsweise Warnhinweise auf eine scharfe Kurve vor dem Fahrzeug. Erkannte Reflektoren am Straßenrand können ebenfalls Informationen über den Straßenverlauf vor dem Fahrzeug liefern. Über weitere Kommunikationskanäle, wie beispielsweise eine Luft-Schnittstelle, insbesondere Funk oder Licht-Signale, können Informationen von anderen Fahrzeugen (sog. „car2car“) oder indirekt von Infrastruktur wie Funkmasten (sog. „car2infrastructure“; allgemein „car2x“) über den vor dem Fahrzeug befindlichen Straßenverlauf gewonnen werden. Eine Eigenbewegung und andere Signale des Fahrzeugs, auf den der Prozess 400 ausgeführt wird, kann über ein fahrzeuginternes Bus-System oder dergleichen empfangen werden. Über die Eigenbewegung kann beispielsweise ermittelt werden, ob sich das Fahrzeug in einer scharfen Kurve befindet oder im Begriff ist abzubiegen, was z. B. über ein Blinker-Signal ermittelbar ist.
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Aus den so ermittelten Umfelddaten von verschiedenen Datenquellen können mittels Datenfusion Topologiedaten insbesondere hinsichtlich einer Straßentopologie bestimmt werden. Unter Verwendung der Topologiedaten kann für verschiedene Lichtverteilungen, z. B. Abblendlicht und Fernlicht, jeweils eine topologiebedingt mögliche Sichtweite berechnet oder geschätzt werden. Vorteilhafterweise kann eine geometrische Sichtweite berechnet werden, um einen Aufwand an Rechenoperationen gering zu halten. Bei Bedarf kann auch aus einer Straßenbeschaffenheit, z. B. aus einem Reflexionsgrad, und der Lichtverteilung, z. B. Isolux-Linien, eine Sichtweite berechnet bzw. geschätzt werden. Hierfür braucht nicht ausschließlich ein Schnittpunkt mit der Straßenoberfläche verwendet werden, sondern können auch weitere Schnittpunkte parallel zur Straße berücksichtigt werden. Zusätzlich zu den Lichtverteilungen von Abblendlicht und Fernlicht können auch weitere Lichtverteilungen bewertet werden, beispielsweise Zwischenstufen zwischen Abblendlicht und Fernlicht im Falle einer adaptiven Hell-Dunkel-Grenze oder Lichtverteilungen blendfreier Fernlichtsysteme, z. B. vertikale Hell-Dunkel-Grenze, Matrix-Beam, Pixellicht oder dergleichen. Bei vereinfachten Berechnungen kann die Sichtweite auf eine maximale Sichtweite, z. B. 200 Meter, begrenzt werden, z. B. im Fall eines fehlenden Schnittpunkts der Lichtverteilung mit der Straßenoberfläche bei Fernlicht. Die Sichtweite kann beispielsweise ermittelt werden, indem der geometrische Schnittpunkt der Hell-Dunkel-Grenze des Scheinwerfers mit der Straßenoberfläche ausgewertet wird oder die Tangente des Sichtstrahls des Fahrers oder auch eines Fahrerassistenz-Sensors wie einer Fahrzeugkamera an die Straßenoberfläche ermittelt wird, wie es beispielsweise in 2 dargestellt ist.
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Aus den so ermittelten Sichtweiten wird der jeweilige Unterschied zwischen den Lichtverteilungen ermittelt. Die Sichtweitenunterschiede werden analysiert. Beispielsweise wird gemäß dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung der Sichtweitenunterschied zwischen Abblendlicht und Fernlicht untersucht. Wenn der Sichtweitenunterschied groß ist, wird eine kurze Wartezeit zwischen Abblendlicht und Fernlicht gewählt. Dadurch hat der Fahrer schnell einen Vorteil in der Weite der Sicht. Ist der Sichtweitenunterschied jedoch klein, wird eine längere Wartezeit bzw. Entprellzeit gewählt, um einen Übergang zwischen Abblendlicht und Fernlicht langsam zu wählen und so Diskomfort durch schnelle Änderungen der Lichtverteilung zu vermeiden.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann eine kontinuierliche Auswertung der Sichtweite erfolgen, um auf Änderungen in der Topologie des Umfelds reagieren zu können. Alternativ kann, um Rechenressourcen zu sparen, die Sichtweite einmalig berechnet werden, insbesondere zum Zeitpunkt eines Abblendens sowie der minimal einstellbaren Wartezeitdauer, was der erste mögliche Zeitpunkt des Aufblendens wäre, der dann gegebenenfalls weiter verzögert werden kann. Bei adaptiven Systemen, die quasi-kontinuierliche Zustandsübergänge der Lichtverteilungen aufweisen, kann die Wartezeitdauer in Form von beispielsweise Regler-Parametern ausgelegt werden. Bei einem großen Sichtweitenunterschied kann ein Regler so eingestellt werden, dass eine Ziel-Lichtverteilung bzw. Ziel-Lichtaussendung schnell erreicht wird. Bei einem geringen Sichtweitenunterschied kann eine große Zeitkonstante gewählt werden, um den Fahrer nicht durch schnelle Lichtverteilungsänderungen zu stören.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann zusätzlich zu der geometrischen Sichtweite eine meteorologische Sichtweite verwendet werden, um Effekte wie Nebel, Dunst, Regen etc. mit bei der Ermittlung der Sichtweitendifferenz einzubeziehen. Eine Berechnung der Sichtweiten bei Fernlicht und Abblendlicht kann in einem solchen Fall derart erfolgen, dass Reflexionen von ausgesandtem Licht an der Atmosphäre mit berücksichtigt werden. Je nach verfügbaren Systemressourcen können unterschiedliche Ausprägungen möglich sein: ein komplexeres System kann beispielsweise ein Streuungsmodell für die Atmosphäre mit tatsächlich gemessenen Scheinwerfer-Lichtverteilungen sein; ein einfacheres System kann beispielsweise durch Anpassen der geometrischen Sichtweite an die meteorologischen Sichtbedingungen umgesetzt werden, indem die Sichtweite in Abhängigkeit der atmosphärischen Bedingungen und des Abstrahlwinkels angepasst wird, wobei die geometrische Sichtweite von Fernlicht dann stärker reduziert werden kann als die geometrische Sichtweite von Abblendlicht, um die Sichtweite unter Berücksichtigung der meteorologischen Sichtweite zu ermitteln. Dies kann in einer einfachen Ausführung durch eine Reduzierung um einen festen Faktor abhängig von der Lichtverteilung gewählt werden.
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Bei adaptiven Systemen mit quasi-kontinuierlichen Lichtverteilungen können gemäß einem Ausführungsbeispiel Regler eingestellt werden, um eine konstante Dauer zum Erreichen einer Ziel-Sichtweite einzustellen. Um bei kleinen Unterschieden zwischen Ziel-Sichtweiten und damit üblicherweise kleinen Unterschieden zwischen den Ziel-Lichtverteilungen keine allzu große Dauer zu haben, kann eine Mindest-Geschwindigkeit verwendet werden. Kleine Änderungen nehmen die meisten Fahrer weniger deutlich wahr als große Änderungen in der Lichtverteilung, d. h. bei großen Änderungen sollte mehr auf den Diskomfort des Fahrers geachtet werden und beispielsweise ein Prozess wie der Prozess aus 4 ausgeführt werden.
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5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 500 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren 500 ist ausführbar, um eine Charakteristik einer Lichtaussendung zumindest eines Scheinwerfers eines Fahrzeugs einzustellen. Dabei ist das Verfahren 500 in Verbindung mit einem Fahrzeug wie dem Fahrzeug aus 1 bis 3 bzw. in Verbindung mit einer Einstellvorrichtung wie der Einstellvorrichtung aus 1 ausführbar. Auch ist das Verfahren 500 dem in 4 beschriebenen Prozess ähnlich und in Verbindung mit demselben ausführbar.
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Das Verfahren 500 weist einen Schritt 510 des Einlesens von Topologiedaten auf, die eine Topologie eines Umfelds des Fahrzeugs repräsentieren. In einem nachfolgenden Schritt 520 des Ermittelns wird ein Wert einer Sichtweitendifferenz zwischen einer topologiebedingten ersten Sichtweite, die einer ersten Charakteristik der Lichtaussendung zugeordnet ist, und einer topologiebedingten zweiten Sichtweite, die einer zweiten Charakteristik der Lichtaussendung zugeordnet ist, unter Verwendung der Topologiedaten ermittelt. In einem bezüglich des Schrittes 520 des Ermittelns nachfolgend ausführbaren Schritt 530 des Anpassens wird ein Wert einer Wartezeitdauer zum Verändern einer Charakteristik der Lichtaussendung in Abhängigkeit von der Sichtweitendifferenz angepasst. So ist durch Ausführen des Verfahrens 500 die Charakteristik der Lichtaussendung abhängig von topologiebedingten Sichtweitenunterschieden einstellbar.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Verfahren 500 vor dem Schritt 510 des Einlesens einen Schritt 540 des Empfangens gefolgt von einem Schritt 550 des Bestimmens auf. In dem Schritt 540 des Empfangens werden die Umfelddaten von zumindest einer Schnittstelle zu einer Positionserfassungseinrichtung, einer Fahrzeugkamera, einer Datenübertragungseinrichtung, einer Umfelderfassungseinrichtung und zusätzlich oder alternativ einer Fahrtdatenerfassungseinrichtung des Fahrzeugs empfangen. In dem Schritt 550 des Bestimmens werden die Topologiedaten bestimmt. Hierbei werden die Topologiedaten unter Verwendung von Umfelddaten bestimmt, die zumindest eine Eigenschaft des Umfelds des Fahrzeugs repräsentieren. Auch zumal weist das Verfahren 500 nach dem Schritt 530 des Anpassens einen Schritt 560 des Veränderns auf, in dem die Charakteristik der Lichtaussendung abhängig von der angepassten Wartezeitdauer oder abhängig von der ermittelten Sichtweitendifferenz und der angepassten Wartezeitdauer in einem diskreten oder kontinuierlichen Zustandsübergang verändert wird.
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Alternativ wird im Schritt 520 des Ermittelns ferner zumindest eine weitere Sichtweitendifferenz ermittelt. Hierbei wird die zumindest eine weitere Sichtweitendifferenz zwischen der ersten Sichtweite oder der zweiten Sichtweite und zumindest einer weiteren Sichtweite, die einer von der ersten Charakteristik und der zweiten Charakteristik verschiedenen, weiteren Charakteristik der Lichtaussendung zugeordnet ist, oder zwischen zumindest zwei weiteren Sichtweiten ermittelt, die unterschiedlichen, von der ersten Charakteristik und der zweiten Charakteristik verschiedenen, weiteren Charakteristika der Lichtaussendung zugeordnet sind. Dabei wird im Schritt 530 des Anpassens die Wartezeitdauer in Abhängigkeit von einer betragsmaximalen Sichtweitendifferenz aus der Sichtweitendifferenz und der zumindest einen weiteren Sichtweitendifferenz angepasst.
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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.
