DE102016007591A1

DE102016007591A1 - Verfahren zur Synchronisation eines Scheinwerfers eines Fahrzeuges mit einer Kamera

Info

Publication number: DE102016007591A1
Application number: DE102016007591.0A
Authority: DE
Inventors: Thomas Hörnlein
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2016-06-21
Filing date: 2016-06-21
Publication date: 2017-02-16

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Synchronisation eines Scheinwerfers eines Fahrzeuges mit einer Kamera, bei welchem der Scheinwerfer (3, 5) eine Umgebung des Fahrzeuges (1) mit Lichtimpulsen beleuchtet und die Kamera (11) Bilder der Umgebung aufnimmt. Bei einem Verfahren werden einzelne Pixel des als LED-Matrixscheinwerfer (3, 5) ausgebildeten Scheinwerfers versetzt zueinander moduliert, wobei die Modulationen in einem von der Kamera (11) aufgenommenen Bild als Schwebungsmuster abgebildet wird, aus welchem ein zeitlicher Versatz zur Synchronisation von Kamera (11) und LED-Matrixscheinwerfer (3, 5) bestimmt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Synchronisation eines Scheinwerfers eines Fahrzeuges mit einer Kamera, bei welchem der Scheinwerfer eine Umgebung des Fahrzeuges mit Lichtimpulsen beleuchtet und die Kamera Bilder der Umgebung aufnimmt.
Aus der DE 10 2008 002 026 A1 ist eine Vorrichtung für ein Fahrzeug bekannt, welche einen Scheinwerfer zur Beleuchtung einer Umgebung des Kraftfahrzeuges mit Lichtpulsen und eine Kamera zur Erzeugung von Bildern der Umgebung des Kraftfahrzeuges umfasst. Die Kamera und der Scheinwerfer sind derart synchronisiert, dass die Kamera Bilder in einer Dunkelphase des Scheinwerfers erzeugt. Zur Synchronisierung sind Kamera und Scheinwerfer mit einer Synchronisationsleitung verbunden.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Synchronisation eines Scheinwerfers eines Fahrzeuges mit einer Kamera anzugeben, bei welchem auf eine Synchronisationsleitung verzichtet werden kann.
Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind.
Die Aufgabe ist mit einem Verfahren dadurch gelöst, dass einzelne Pixel des als LED-Matrixscheinwerfer ausgebildeten Scheinwerfers versetzt zueinander moduliert werden, wobei die Modulationen in einem von der Kamera aufgenommenen Bild als Schwebungsmuster abgebildet wird, aus welchem ein zeitlicher Versatz zur Synchronisation von Kamera und LED-Matrixscheinwerfer bestimmt wird. Dies hat den Vorteil, dass für die Synchronisation auf eine Synchronisationsleitung verzichtet werden kann. Auf Grund dieser Synchronisationsart ergeben sich aus der Kombination von gepulsten Lichtquellen und Kameras zusätzliche Möglichkeiten der Nutzung.
Vorteilhafterweise wird aus dem ermittelten zeitlichen Versatz zwischen Kamera und LED-Matrixscheinwerfer ein interner Takt der Kamera auf einen Takt des LED-Matrixscheinwerfers abgestimmt. Daraus ergibt sich eine hochgenaue Synchronisation.
In einer Ausgestaltung erfolgt eine gepulste Belichtung mit hoher Intensität während einer Belichtungsphase der Kamera. Durch die Synchronisation wird die zur Belichtung notwendige Energie gezielt eingesetzt, was zu einer Energieeinsparung führt.
Eine Energieeinsparung ist ebenfalls gegeben, wenn die gepulste Belichtung außerhalb der Belichtungsphase der Kamera mit einer mittleren Intensität erfolgt.
In einer Variante erfolgt durch die Synchronisation von Kamera und LED-Matrixscheinwerfer eine Ausblendung von Nebel oder Regen direkt vor dem Fahrzeug. Dadurch wird die Sicherheit des Fahrzeuges bei ungünstigen Witterungsbedingungen erhöht.
In einer Weiterbildung wird als Kamera eine 3D-Kamera verwendet, mittels welcher eine Distanz mit einem Laufzeitverfahren gemessen wird. Somit lassen sich hochgenaue Messungen im Umfeld des Fahrzeuges, beispielsweise zu vorausfahrenden oder entgegenkommenden Fahrzeugen, realisieren.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der – gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung – zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale können für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung bilden, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separater Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Es zeigen:
1 ein Ausführungsbeispiel eines Fahrzeuges zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
In 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines Fahrzeuges 1 dargestellt, welches zwei LED-Matrixscheinwerfer 3, 5 aufweist, die mit einem Steuergerät 7 verbunden sind. An der Oberseite der Frontscheibe 9 ist eine Kamera 11 im Fahrzeug 1 positioniert, die Bilder einer Umgebung des Fahrzeuges 1 aufnimmt. Ein Ausleuchtungsbereich 13 der LED-Matrixscheinwerfer 3, 5 und ein Erfassungsbereich 15 der Kamera 11 überschneiden sich dabei teilweise. Die LED-Matrixscheinwerfer 3, 5 senden gepulste Lichtstrahlen infolge der entsprechenden Ansteuerung durch das Steuergerät 7 aus.
Für viele Anwendungen dieser Vorrichtung ist eine zeitliche Synchronisation zwischen Kamera 11 und LED-Matrixscheinwerfer 3, 5 notwendig. Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens für eine solche Synchronisation soll im Weiteren erläutert werden. Die LED-Matrixscheinwerfer 3, 5 bestehen aus einer Vielzahl einzelner LED's, die auch als Pixel bezeichnet werden und von dem Steuergerät einzeln angesteuert werden. Die Ansteuerung erfolgt dabei so, dass diese LED's versetzt zueinander angesteuert werden, wodurch eine Modulation entsteht. Der sich daraus ergebende Ausleuchtungsbereich 13 der LED-Matrixscheinwerfer 3, 5 wird von der Kamera 11 aufgenommen. In dem von der Kamera 11 aufgenommenen Bild ist ein Schwebungsmuster sichtbar, welches sich aus der versetzten Ansteuerung der LED's ergibt. Aus diesem Schwebungsmuster wird über ein Bildauswerteprogramm, welches in dem Steuergerät 7 abgelegt ist, ein genauer zeitlicher Versatz zwischen Kamera 11 und LED-Matrixscheinwerfer 3, 5 bestimmt. Infolge der Kenntnis des genauen zeitlichen Versatzes zwischen Kamera 11 und LED-Matrixscheinwerfer 3, 5 wird der interne Takt der Kamera 11 auf den Takt der LED-Matrixscheinwerfer 3, 5 abgestimmt.
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehenden Erläuterung in der Beschreibung, definiert wird.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
3: LED-Matrixscheinwerfer
5: LED-Matrixscheinwerfer
7: Steuergerät
9: Frontscheibe
11: Kamera
13: Ausleuchtungsbereich
15: Erfassungsbereich

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102008002026 A1 [0002]

Claims

Verfahren zur Synchronisation eines Scheinwerfers eines Fahrzeuges mit einer Kamera, bei welchem der Scheinwerfer (3, 5) eine Umgebung des Fahrzeuges (1) mit Lichtimpulsen beleuchtet und die Kamera (11) Bilder der Umgebung aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne Pixel des als LED-Matrixscheinwerfer (3, 5) ausgebildeten Scheinwerfers versetzt zueinander moduliert werden, wobei die Modulationen in einem von der Kamera (11) aufgenommenen Bild als Schwebungsmuster abgebildet wird, aus welchem ein zeitlicher Versatz zur Synchronisation von Kamera (11) und LED-Matrixscheinwerfer (3, 5) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass aus dem ermittelten zeitlichen Versatz zwischen Kamera (11) und LED-Matrixscheinwerfer (3, 5) ein interner Takt der Kamera (11) auf einen Takt des LED-Matrixscheinwerfer (3, 5) abgestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass eine gepulste Belichtung mit hoher Intensität während einer Belichtungsphase der Kamera (11) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die gepulste Belichtung außerhalb der Belichtungsphase der Kamera (11) mit einer mittleren Intensität erfolgt.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Synchronisation von Kamera (11) und LED-Matrixscheinwerfer (3, 5) eine Ausblendung von Nebel oder Regen direkt vor dem Fahrzeug (1) erfolgt.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Kamera (11) eine 3D-Kamera verwendet wird, mittels welcher eine Distanz mit einem Laufzeitverfahren gemessen wird.