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Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugscheinwerfer zur Erzeugung mehrerer Lichtverteilungen, ein Verfahren zur Erkennung von Lichtsignalen und eine Fahrerassistenzvorrichtung.
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Aus der
DE 10 2015 005 902 A1 sind ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftwagens und ein Ampelassistent für einen Kraftwagen bekannt. Dabei wird mittels einer Positionserfassungseinrichtung eine Relativposition des Kraftwagens bezüglich einer in Fahrtrichtung vor dem Kraftwagen angeordneten Ampel anhand einer bereitgestellten Navigationskarte ermittelt. Weiterhin werden mittels einer Erfassungseinrichtung des Kraftwagens vorausfahrende Verkehrsteilnehmer und anhand der erfassten Verkehrsteilnehmer ein Verkehrsfluss ermittelt. Ferner wird mittels einer Steuereinrichtung eine Ampelschaltung in Abhängigkeit von der ermittelten Relativposition und dem ermittelten Verkehrsfluss ermittelt und zumindest eine Funktionseinheit des Kraftwagens in Abhängigkeit von der ermittelten Ampelschaltung gesteuert. Zusätzlich wird die Ampelschaltung in Abhängigkeit von mittels der Ampel bereitgestellten Ampelsignalen und in Abhängigkeit von mittels einer die Ampel erfassenden Kameraeinrichtung bereitgestellten Kamerasignalen ermittelt.
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Die
DE 10 2013 019 622 A1 beschreibt ein Verfahren zur Ampelerkennung für ein Fahrzeug, wobei mittels zumindest einer am Fahrzeug angeordneten Kamera Umgebungsinformationen in einer in Längsrichtung vor dem Fahrzeug befindlichen Umgebung und mittels einer Positionserfassungsvorrichtung Positionsinformationen des Fahrzeugs erfasst werden. Mit den Umgebungsinformationen werden Ampelinformationen erfasst, welche unter Bezug auf die Positionsinformationen in einem fahrzeugexternen Speicher hinterlegt werden und zur Ermittlung von Ampelpositionen und Lichtzeicheninformationen der jeweiligen Ampel mit in dem fahrzeugexternen Speicher hinterlegten Ampelinformationen verglichen werden.
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Weiterhin sind allgemein Fahrzeugscheinwerfersysteme mit zumindest einem Scheinwerfer und einer Steuereinheit zur Ansteuerung des Scheinwerfers zur Erzeugung verschiedener Lichtverteilungen bekannt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Fahrzeugscheinwerfer, ein Verfahren zur Erkennung von Lichtsignalen und eine Fahrerassistenzvorrichtung anzugeben.
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Hinsichtlich des Fahrzeugscheinwerfers wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale, hinsichtlich des Verfahrens durch die im Anspruch 5 angegebenen Merkmale und hinsichtlich der Fahrerassistenzvorrichtung durch die im Anspruch 8 angegebenen Merkmale gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Der Fahrzeugscheinwerfer zur Erzeugung mehrerer Lichtverteilungen zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass zumindest eine Lichtverteilung ein als potenzielle Lichtsignalanlage erkanntes Objekt anstrahlt. Der Fahrzeugscheinwerfer ermöglicht aufgrund des Anstrahlens des als potenzielle Lichtsignalanlage erkannten Objekts eine verbesserte Erkennung und Identifizierung desselben.
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In einer möglichen Ausgestaltung umfasst der Fahrzeugscheinwerfer eine Mehrzahl von Lichtquellen, um eine Vielzahl von Lichtverteilungen erzeugen zu können und gleichzeitig bei einer Erzeugung einer Lichtverteilung, beispielsweise eines Abblendlichts, die Lichtverteilung zum Anstrahlen des als potenzielle Lichtsignalanlage erkannten Objekts zu ermöglichen.
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Beispielsweise sind die Lichtquellen einzeln oder in Gruppen ansteuerbar. Somit sind in besonders einfacher Weise verschiedene Lichtverteilungen erzeugbar.
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In einer weiteren möglichen Ausgestaltung sind mehrere Lichtquellen nebeneinander und/oder übereinander angeordnet. Dadurch ist es möglich, verschiedene Lichtverteilungen, insbesondere auch komplexe Lichtverteilungen, und Lichtsteuerungen zu realisieren.
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In dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Erkennung von Lichtsignalen werden in einer Fahrzeugumgebung Objekte ermittelt, welche potenziell Lichtsignalanlagen sind, und zumindest ein als potenzielle Lichtsignalanlage erkanntes Objekt wird angestrahlt. Das Verfahren ermöglicht aufgrund des Anstrahlens des als potenzielle Lichtsignalanlage erkannten Objekts eine verbesserte Erkennung und Identifizierung desselben.
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Eine Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass die Fahrzeugumgebung mittels zumindest einer Kamera erfasst wird. Dies ist zuverlässig und mit geringen Kosten realisierbar.
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In einer möglichen Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass aus beleuchteten potenziellen Lichtsignalanlagen anhand einer Erkennung eines Gehäuses einer Lichtsignalanlage reale Lichtsignalanlagen identifiziert werden. Hierdurch werden eine zuverlässige Detektion von Lichtsignalanlagen in der Fahrzeugumgebung und eine zuverlässige Unterscheidung von weiteren, in der Fahrzeugumgebung vorhandenen Lichtsignalen ermöglicht. Eine optische Erfassung und Erkennung der Gehäuse wird dabei insbesondere mittels der zumindest einen genannten Kamera und einer dieser zugeordneten Bildauswertung durchgeführt.
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In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass das Anstrahlen zumindest einen als potenzielle Lichtsignalanlage erkannten Objekts in Abhängigkeit einer Umgebungshelligkeit durchgeführt wird. Da die Erkennung und Identifizierung von Lichtsignalanlagen insbesondere bei geringen Umgebungshelligkeiten, beispielsweise bei Nacht, und bei anderen in der Fahrzeugumgebung befindlichen Lichtsignalen, wie beispielsweise Werbelichtern, schwierig durchführbar ist, können durch ein Anstrahlen der als potenzielle Lichtsignalanlage erkannten Objekte in Abhängigkeit der Umgebungshelligkeit eine Effizienz des Verfahrens und die Zuverlässigkeit der Erkennung und Identifizierung der Lichtsignalanlagen, insbesondere bei geringen Umgebungshelligkeiten, verbessert werden.
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Die erfindungsgemäße Fahrerassistenzvorrichtung ist insbesondere zur Unterstützung eines Fahrers beim Führen eines Fahrzeugs in Abhängigkeit von in einer Fahrzeugumgebung erkannten Lichtsignalanlagen und deren Regelungsgehalt vorgesehen und umfasst zumindest eine Erfassungseinheit zur Erfassung einer Fahrzeugumgebung, zumindest eine Auswerteeinheit zur Auswertung mittels der Erfassungseinheit erfasster Daten und zur Erkennung von Objekten in den Daten, welche potenziell Lichtsignalanlagen sind, und zumindest einen Scheinwerfer zur Erzeugung mehrerer Lichtverteilungen, wobei zumindest eine Lichtverteilung ein als potenzielle Lichtsignalanlage erkanntes Objekt anstrahlt. Das Anstrahlen des als potenzielle Lichtsignalanlage erkannten Objekts ermöglicht eine verbesserte Erkennung und Identifizierung von Lichtsignalanlagen und somit einen verbesserten und zuverlässigen Betrieb der Fahrerassistenzvorrichtung, insbesondere bei geringen Umgebungshelligkeiten.
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Gemäß einer Weiterbildung der Fahrerassistenzvorrichtung umfasst diese zumindest eine Ausgabeeinheit zur Ausgabe von Fahrerinformationen, welche mittels zumindest einer Lichtsignalanlage ausgegebene und mittels der Auswerteeinheit erkannte Lichtsignale betreffen. Hierdurch ist es möglich, dem Fahrer die den Regelungsgehalt der Lichtsignalanlage bestimmenden Lichtsignale auszugeben. Somit wird einerseits eine Komforterhöhung für den Fahrer erreicht, da dieser keine unbequemen Körperhaltungen zur Erkennung der Lichtsignalanlage einnehmen muss, und andererseits eine Verkehrssicherheit erhöht. Durch die aufgrund des Anstrahlens der Lichtsignalanlagen verbesserte Erkennung und Identifikation derselben wird eine Zuverlässigkeit der Ausgabe der die Lichtsignalanlage betreffenden Fahrerinformationen erhöht und eine Gefahr von Fehlinformationen des Fahrers wird minimiert.
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Eine mögliche Ausgestaltung der Fahrerassistenzvorrichtung sieht zumindest eine Steuereinheit zur automatischen Steuerung einer Antriebseinheit und/oder einer Bremse des Fahrzeugs in Abhängigkeit von mittels zumindest einer Lichtsignalanlage ausgegebenen und mittels der Auswerteeinheit erkannten Lichtsignalen einer Lichtsignalanlage vor. Durch die aufgrund des Anstrahlens der Lichtsignalanlagen verbesserte Erkennung und Identifikation derselben wird eine Zuverlässigkeit der automatischen Steuerung des Fahrzeugs während eines autonomen oder teilautonomen Betriebs signifikant erhöht und eine Gefahr von Fehlsteuerungen des Fahrzeugs wird minimiert. Hierdurch wird eine Verkehrssicherheit erhöht.
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In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der Fahrerassistenzvorrichtung ist die Auswerteeinheit ausgebildet, innerhalb der von der Erfassungseinheit empfangenen Daten aus mittels des Scheinwerfers beleuchteten potenziellen Lichtsignalanlagen anhand einer Erkennung eines Gehäuses einer Lichtsignalanlage reale Lichtsignalanlagen zu identifizieren. Diese Identifikation zeichnet sich in Verbindung mit dem Anstrahlen der potenziellen Lichtsignalanlage als sehr robust, einfach und zuverlässig aus.
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Ein Fahrzeugscheinwerfersystem umfasst zumindest einen Scheinwerfer und zumindest eine Steuereinheit zur Steuerung des Scheinwerfers, wobei die Steuereinheit ausgebildet ist, Daten von einer Umgebungserfassungseinheit zu empfangen, welche Informationen über in einer Fahrzeugumgebung und als potenzielle Lichtsignalanlagen erkannte Objekte umfasst, und den Scheinwerfer, beispielsweise in Abhängigkeit einer Umgebungshelligkeit, derart anzusteuern, dass dieser die als potenzielle Lichtsignalanlagen erkannten Objekte beleuchtet. Das Fahrzeugscheinwerfersystem ermöglicht aufgrund des Anstrahlens des als potenzielle Lichtsignalanlage erkannten Objekts eine verbesserte Erkennung und Identifizierung desselben.
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In einem Verfahren zum Betrieb des Fahrzeugscheinwerfersystems mit zumindest einem Scheinwerfer wird eine Fahrzeugumgebung erfasst und in der Fahrzeugumgebung werden Objekte ermittelt, welche potenziell Lichtsignalanlagen sind. Der Scheinwerfer wird, beispielsweise in Abhängigkeit einer Umgebungshelligkeit, derart angesteuert, dass mittels diesem die als potenzielle Lichtsignalanlagen erkannten Objekte beleuchtet werden.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
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1 schematisch eine Seitenansicht eines Fahrzeugs,
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2 schematisch eine perspektivische Ansicht einer Fahrzeugumgebung aus einer Perspektive einer an einem Fahrzeug angeordneten Kamera während eines ersten Schritts eines Verfahrens zur Erkennung von Lichtsignalen,
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3 schematisch eine perspektivische Ansicht der Fahrzeugumgebung gemäß 2 während eines zweiten Schritts des Verfahrens zur Erkennung von Lichtsignalen und
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4 schematisch eine perspektivische Ansicht der Fahrzeugumgebung gemäß 2 während eines dritten Schritts des Verfahrens zur Erkennung von Lichtsignalen.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist in einer Seitenansicht ein Fahrzeug 1 dargestellt. In den 2 bis 4 ist in verschiedenen Schritten eines Verfahrens zur Erkennung von Lichtsignalen L1 bis Ln eine perspektivische Ansicht einer Fahrzeugumgebung aus einer Perspektive einer an dem Fahrzeug 1 angeordneten Kamera 2 dargestellt.
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Die Kamera 2 ist zur Erfassung einer Fahrzeugumgebung ausgebildet und in Längsrichtung des Fahrzeugs 1 im Wesentlichen nach vorn ausgerichtet. Die Kamera 2 erfasst dabei einen vor dem Fahrzeug 1 befindlichen Bereich der Fahrzeugumgebung. Das Fahrzeug 1 umfasst weiterhin zumindest ein Fahrzeugscheinwerfer 3, insbesondere einen Frontscheinwerfer, welcher zur Ausleuchtung eines vor dem Fahrzeug 1 befindlichen Bereichs der Fahrzeugumgebung ausgebildet und vorgesehen ist.
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Der Fahrzeugscheinwerfer 3 ist beispielsweise als so genannter LED-Scheinwerfer oder Pixel-Scheinwerfer ausgebildet und umfasst eine Mehrzahl von nebeneinander und übereinander, in einem so genannten Array angeordneten Lichtquellen, welche als Leuchtdioden ausgebildet sind. Die Lichtquellen können alternativ oder zusätzlich auch andere Leuchtmittel, beispielsweise Glühlampen, Laserlichtquellen und/oder Gasentladungslampen, umfassen. Die Lichtquellen sind unabhängig von ihrer Ausgestaltung einzeln oder in Gruppen ansteuerbar.
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Weiterhin umfasst das Fahrzeug 1 eine Fahrerassistenzvorrichtung 6, welche zur Unterstützung eines Fahrers beim Führen des Fahrzeugs 1 in Abhängigkeit von in einer Fahrzeugumgebung erkannten Lichtsignalanlagen 4, 5 und deren Regelungsgehalt vorgesehen ist. Die Fahrerassistenzvorrichtung 6 ist somit ein so genannter Ampelassistent.
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Die Kamera 2 und der Scheinwerfer 3 sind insbesondere Bestandteil der Fahrerassistenzvorrichtung 6. Weiterhin umfasst die Fahrerassistenzvorrichtung 6 eine Auswerteeinheit 7 zur Auswertung mittels der Kamera 2 erfasster Daten und zur Erkennung von Objekten O1 bis O3 in den Daten, welche potenziell Lichtsignalanlagen 4, 5 sind.
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Eine Erkennung der Lichtsignalanlagen 4, 5 anhand von mittels der Kamera 2 erfassten Daten basiert beispielsweise auf einem Algorithmus, mittels welchem neben roten, gelben und grünen Lichtsignalen L1 bis Ln auch Eigenschaften eines Gehäuses 4.1, 5.1 der jeweiligen Lichtsignalanlage 4, 5 bewertet werden, um die Lichtsignale L1, L2 der Lichtsignalanlagen 4, 5 von anderen Lichtsignalen L3 bis Ln, beispielsweise Beleuchtungen anderer Fahrzeuge und weiterer Beleuchtungen in der Fahrzeugumgebung, zu unterscheiden.
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Zur Unterstützung des Fahrers umfasst die Fahrerassistenzvorrichtung 6 zumindest eine Ausgabeeinheit 8 zur Ausgabe von Fahrerinformationen, welche mittels zumindest einer Lichtsignalanlage 4, 5 ausgegebene und mittels der Auswerteeinheit 7 erkannte Lichtsignale L1, L2 betreffen. Die Lichtsignale L1, L2 sind in den 2 bis 4 näher dargestellt. Dabei werden dem Fahrer die einen Regelungsgehalt der Lichtsignalanlage 4, 5 bestimmenden Lichtsignale L1, L2 ausgegeben.
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Weiterhin umfasst die Fahrerassistenzvorrichtung 6 zumindest eine Steuereinheit 9 zur automatischen Steuerung einer Antriebseinheit und/oder einer Bremse des Fahrzeugs 1 in Abhängigkeit von mittels zumindest einer Lichtsignalanlage 4, 5 ausgegebenen und mittels der Auswerteeinheit 7 erkannten Lichtsignalen L1, L2 einer Lichtsignalanlage 4, 5. Diese automatische Steuerung des Fahrzeugs 1 dient dabei einem autonomen oder teilautonomen Betrieb des Fahrzeugs 1.
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Eine Erkennungsgenauigkeit der Kamera 2 hängt jedoch stark von Umgebungsbedingungen, insbesondere von einer Umgebungshelligkeit, ab. Insbesondere bei Nacht und bei dabei auftretenden Störlichtern ist eine Erkennung der Gehäuse 4.1, 5.1 der Lichtsignalanlagen 4, 5 zur Durchführung des oben beschriebenen Algorithmus nicht oder nur unzureichend möglich.
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Aus diesem Grund werden in mittels der Kamera 2 erfassten Daten, d. h. Bildern, mittels eines Detektionsalgorithmus insbesondere in Abhängigkeit einer aktuellen Umgebungshelligkeit alle Lichtsignale L1 bis Ln detektiert. Aus allen Lichtsignalen L1 bis L3 werden gemäß der Darstellung in 2 beispielsweise aufgrund einer Farbe und einer Position der Lichtsignale L1 bis Ln die Lichtsignale L1 bis L3 detektiert, welche potenziell Lichtsignale L1 bis Ln einer Lichtsignalanlage 4, 5 sind. Weiterhin wird deren relative Position zum Fahrzeug 1 bestimmt.
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Diese Informationen werden an eine nicht gezeigte Steuereinheit des Fahrzeugscheinwerfers 3 übersendet. Dieser wird anschließend derart angesteuert, dass gemäß 3 zumindest eine Lichtverteilung ein als potenzielle Lichtsignalanlage 4, 5 erkanntes Objekt O1 bis O3 anstrahlt. Dabei ist es möglich, dass jeweils eine Lichtverteilung erzeugt wird und die Objekte O1 bis O3 nacheinander angestrahlt werden oder dass mittels des Fahrzeugscheinwerfers 3 mehrere Lichtverteilungen erzeugt werden, welche gleichzeitig die Objekte O1 bis O3 anstrahlen. Das Anstrahlen des jeweiligen Objekts O1 bis O3 erfolgt dabei für einen relativ kurzen Zeitraum.
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Aufgrund der Beleuchtung der Objekte O1 bis O3 werden die Gehäuse 4.1, 5.1 der Lichtsignalanlagen 4, 5 in den Bildern der Kamera 2 für den Algorithmus zur Erkennung der Lichtsignalanlagen 4, 5 sichtbar, so dass mittels des Algorithmus die erkannten Gehäuse 4.1, 5.1 auf bestimmte Eigenschaften hin untersucht werden können. Somit ist eine Unterscheidung zwischen realen Lichtsignalanlagen 4, 5 und anderen Lichtsignalen L3 bis Ln möglich.
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In 4 ist gezeigt, dass die Objekte O1, O2 Lichtsignalanlagen 4, 5 sind und das Objekt O3 keine Lichtsignalanlage 4, 5, jedoch beispielsweise eine Werbebeleuchtung an einem Gebäude, ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Kamera
- 3
- Fahrzeugscheinwerfer
- 4
- Lichtsignalanlage
- 4.1
- Gehäuse
- 5
- Lichtsignalanlage
- 5.1
- Gehäuse
- 6
- Fahrerassistenzvorrichtung
- 7
- Auswerteeinheit
- 8
- Ausgabeeinheit
- 9
- Steuereinheit
- L1 bis In
- Lichtsignal
- O1 bis O3
- Objekt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015005902 A1 [0002]
- DE 102013019622 A1 [0003]
