DE102016216928A1

DE102016216928A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Bestimmen einer Beschaffenheit Fahrbahnoberfläche

Info

Publication number: DE102016216928A1
Application number: DE102016216928.9A
Authority: DE
Inventors: Holger Behrens; Josip Mihaljevic
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2016-09-07
Filing date: 2016-09-07
Publication date: 2018-03-08
Also published as: FR3055702B1; FR3055702A1

Abstract

Die Erfindung schafft ein Verfahren und ein Vorrichtung zum Bestimmen einer Beschaffenheit einer Fahrbahnoberfläche (2). Die Vorrichtung ist ausgebildet mit: einer Beleuchtungseinrichtung (22), welche eine Superkontinuums-Laserquelle (12) und eine Mikrospiegeleinrichtung (14) umfasst, wobei die Superkontinuums-Laserquelle (12) zum Erzeugen von ersten Lichtstrahlen (50) mit Wellenlängen im Infrarot-Spektralbereich ausgelegt ist; wobei die Mikrospiegeleinrichtung (14) zum Ablenken der erzeugten ersten Lichtstrahlen (50) zum Abrastern zumindest eines vordefinierten Raumwinkelbereichs ausgelegt ist; einer Detektoreinrichtung (16), welche dazu ausgelegt ist, an einer Fahrbahnoberfläche (2) in dem vordefinierten Raumwinkelbereich durch auftreffende erste Lichtstrahlen (50) erzeugte Antwort-Lichtstrahlen (52) im Infrarot-Spektralbereich zu detektieren; und einer Recheneinrichtung (18), welche dazu ausgelegt ist, basierend auf den detektierten Antwort-Lichtstrahlen (52) eine Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche (2) zu bestimmen und ein Ausgabesignal (91) auszugeben, welches die bestimmte Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche (2) indiziert.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bestimmen einer Beschaffenheit einer Fahrbahnoberfläche. Unter dem Bestimmen der Beschaffenheit einer Fahrbahnoberfläche ist beispielsweise ein Ermitteln zu verstehen, ob die Fahrbahnoberfläche aus Asphalt besteht (und somit einen hohen Reibungskoeffizienten aufweist), mit Eis belegt ist (und somit einen niedrigen Reibungskoeffizienten aufweist), unter Wasser steht und/oder dergleichen mehr.
Stand der Technik
Für viele Anwendungen ist es von Vorteil, die Beschaffenheit einer Fahrbahnoberfläche zu kennen. Insbesondere für Fahrzeuge, welche die Fahrbahn befahren, kann die Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche eine wertvolle Information darstellen, beispielsweise für Fahrerassistenzsysteme.
Es ist bekannt, dass ein Fahrbahnbelag durch optische Messungen ermittelt werden kann. Dabei werden Lichtstrahlen ausgesendet, welche Moleküle auf der Fahrbahnoberfläche anregen, wodurch Antwort-Lichtstrahlen erzeugt werden. Die Antwort-Lichtstrahlen werden detektiert und im Hinblick auf ihre spektrale Zusammensetzung untersucht, um Rückschlüsse auf einen etwaigen Fahrbahnbelag, etwa Eis oder Wasser, zu ermöglichen.
In der WO 1991014170 A1 ist ein Verfahren zur Ermittlung eines Fahrbahnoberflächenzustandes beschrieben.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung offenbart eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11.
Demgemäß ist vorgesehen: eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Beschaffenheit einer Fahrbahnoberfläche, mit: einer Beleuchtungseinrichtung, welche eine Superkontinuums-Laserquelle und eine Mikrospiegeleinrichtung umfasst, einer Detektoreinrichtung und einer Recheneinrichtung.
Die Superkontinuums-Laserquelle ist zum Erzeugen von ersten Lichtstrahlen mit Wellenlängen im Infrarot-Spektralbereich ausgelegt oder eingerichtet. Die Mikrospiegeleinrichtung ist zum Ablenken der erzeugten ersten Lichtstrahlen zum Abrastern zumindest eines vordefinierten Raumwinkelbereichs ausgelegt oder eingerichtet. Die ersten Lichtstrahlen können monochromatisch sein oder jeweils mehrere Wellenlängen im Infrarot-Spektralbereich umfassen, insbesondere im Nahinfrarotbereich. Superkontinuums-Lichtquellen weisen üblicherweise ein breitbandiges Spektrum auf, welches sich sowohl über den sichtbaren Spektralbereich als auch teilweise über den Infrarot-Spektralbereich erstreckt.
Unter einem Abrastern eines Raumwinkelbereichs ist ein periodisches Abtasten des Raumwinkelbereichs mit einem Lichtstrahl zu verstehen, beispielsweise in einem Zickzack-Muster. Ein solches Abrastern wird üblicherweise durch so genannte Laserscanner durchgeführt, in welchen ein erzeugter Laserstrahl durch einen ein – oder zweidimensional verschwenkbaren, periodisch bewegten Mikrospiegel zum Abrastern des Raumwinkelbereichs abgelenkt wird.
Die Detektoreinrichtung ist dazu ausgelegt oder eingerichtet, an einer Fahrbahnoberfläche in dem vordefinierten Raumwinkelbereich durch die ausgesendeten und abgelenkten ersten Lichtstrahlen erzeugte Antwort-Lichtstrahlen im Infrarot-Spektralbereich, insbesondere im Nahinfrarot-Spektralbereich, bevorzugt in dem Spektralbereich, in dem die Wellenlängen der ersten Lichtstrahlen liegen, zu detektieren.
Die Recheneinrichtung ist dazu ausgelegt oder eingerichtet, basierend auf den detektierten Antwort-Lichtstrahlen eine Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche zu bestimmen und ein Ausgabesignal auszugeben, welches die bestimmte Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche indiziert. Die Recheneinrichtung kann dazu insbesondere eine Analyse der spektralen Zusammensetzung der detektierten Antwort-Lichtstrahlen durchführen.
Weiterhin wird ein Fahrzeug bereitgestellt, welches eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Bestimmen einer Beschaffenheit einer Fahrbahnoberfläche aufweist. Die Vorrichtung kann ganz oder teilweise in einen oder mehrere Scheinwerfer des Fahrzeugs integriert sein.
Außerdem wird ein Verfahren zum Bestimmen einer Beschaffenheit einer Fahrbahnoberfläche bereitgestellt, mit den Schritten: Erzeugen von ersten Lichtstrahlen mit Wellenlängen im Infrarot-Spektralbereich mittels einer Superkontinuums-Lichtquelle; Ablenken der erzeugten ersten Lichtstrahlen zum Abrastern zumindest eines vordefinierten Raumwinkelbereichs; Detektieren von an einer Fahrbahnoberfläche in dem vordefinierten Raumwinkelbereich durch die ersten Lichtstrahlen erzeugten Antwort-Lichtstrahlen im Infrarot-Spektralbereich; Bestimmen der Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche basierend auf den detektierten Antwort-Lichtstrahlen; und Ausgeben eines Ausgabesignals, welches die bestimmte Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche indiziert.
Vorteile der Erfindung
Die der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Erkenntnis besteht darin, dass durch Verwendung einer Superkontinuums-Laserquelle eine stabile und effiziente Quelle für die ersten Lichtstrahlen zur Verfügung steht, um die Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche zu bestimmen. Zusätzlich stehen etwaige weitere, durch die Superkontinuums-Laserquelle erzeugte Lichtstrahlen, insbesondere mit Wellenlängen außerhalb des Infrarot-Spektralbereichs, für andere Applikationen zur Verfügung. Beispielsweise können Lichtstrahlen mit Wellenlängen im sichtbaren Spektralbereich zur Beleuchtung der Fahrbahnoberfläche verwendet werden, deren Beschaffenheit zu bestimmen ist.
Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Beleuchtungseinrichtung derart eingerichtet, dass ein größerer Raumwinkelbereich als der vordefinierte Raumwinkelbereich mit den ersten Lichtstrahlen abgerastert wird. Die Recheneinrichtung und/oder die Detektoreinrichtung können derart ausgelegt oder derart eingerichtet sein, dass das Bestimmen der Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche ausschließlich auf detektierten Antwort-Lichtstrahlen aus dem vordefinierten Raumwinkelbereich innerhalb des abgerasterten größeren Raumwinkelbereichs basiert. Auf diese Weise können Auswirkungen auf das Bestimmen der Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche von Effekten, welche auf den verschiedenen Entfernungen der Fahrbahnoberfläche zu der Vorrichtung basieren, verringert oder eliminiert werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist die Recheneinrichtung dazu ausgelegt oder eingerichtet, detektierte Antwort-Lichtstrahlen aus mindestens zwei verschiedenen Teil-Raumwinkelbereichen des vordefinierten Raumwinkelbereichs miteinander zu vergleichen und die Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche auch, oder ausschließlich, basierend auf dem Ergebnis des Vergleichens zu bestimmen. Somit kann eine Präzision der Bestimmung der Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche verbessert werden. Beispielsweise kann festgestellt, oder abgeschätzt, werden, ob Wasser nur an einigen Stellen auf der Fahrbahnoberfläche vorhanden ist (z.B. Pfützen) oder ob die komplette Fahrbahn mit einem Wasserfilm überzogen ist, wodurch Aquaplaning möglich werden kann.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist die Beleuchtungseinrichtung derart ausgebildet, dass die Superkontinuums-Laserquelle auch zum Erzeugen von zweiten Lichtstrahlen mit Wellenlängen im sichtbaren Spektralbereich ausgelegt ist, und dass die Mikrospiegeleinrichtung außerdem dazu ausgelegt ist, zumindest den vordefinierten Raumwinkelbereich mit den zweiten Lichtstrahlen zum Beleuchten des vordefinierten Raumwinkelbereichs abzurastern. Somit kann die Beleuchtungseinrichtung besonders effizient mehrere Funktionen ausführen, ohne dass eine Vielzahl von zusätzlichen Bauteilen nötig ist. Mit den zweiten Lichtstrahlen kann auch ein größerer Raumwinkelbereich als der vordefinierte Raumwinkelbereich abgerastert werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist die Beleuchtungseinrichtung in einem Scheinwerfer für ein Fahrzeug integriert. Die Vorrichtung kann den Scheinwerfer umfassen. Somit können die zweiten Lichtstrahlen mit Wellenlängen im sichtbaren Spektralbereich für die Beleuchtungsfunktion des Scheinwerfers verwendet werden, während die ersten Lichtstrahlen mit Wellenlängen im infraroten Spektralbereich für das Bestimmen der Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche verwendet werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weist die Vorrichtung mindestens zwei Scheinwerfer für ein Fahrzeug auf, von denen jeder eine integrierte Beleuchtungseinrichtung aufweist. Somit kann insgesamt ein größerer Raumwinkelbereich im Umfeld des Fahrzeugs abgerastert werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weist jeder der mindestens zwei Scheinwerfer eine eigene Detektoreinrichtung zum Detektieren der Antwort-Lichtstrahlen auf. Somit kann die Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche besonders präzise bestimmt werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weisen mindestens zwei der mindestens zwei Scheinwerfer eine einzelne, gemeinsame Detektoreinrichtung zum Detektieren der Antwort-Lichtstrahlen auf. Somit ist die Vorrichtung mit geringerem Materialaufwand und geringeren Abmessungen herstellbar.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weist die Beleuchtungseinrichtung ein Separationselement auf, welches dazu eingerichtet ist, ein ursprünglich durch die Superkontinuums-Lichtquelle erzeugtes Licht spektral in die ersten Lichtstrahlen und die zweiten Lichtstrahlen zu teilen. Die Mikrospiegeleinrichtung kann ein erstes Mikrospiegelelement und ein zweites Mikrospiegelelement aufweisen, wobei das erste Mikrospiegelelement zum Ablenken ausschließlich der ersten Lichtstrahlen eingerichtet ist und wobei das zweite Mikrospiegelelement ausschließlich zum Ablenken der zweiten Lichtstrahlen eingerichtet ist. Somit können das erste und das zweite Mikrospiegelelement – sowie optional weitere optische Elemente – genauer auf die ersten bzw. die zweiten Lichtstrahlen abgestimmt werden. Insbesondere können auf die jeweiligen Wellenlängen optimierte optische Elemente verwendet werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Bestimmen einer Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Bestimmen einer Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 eine schematische Darstellung einer Umgebung der Vorrichtung aus 1 oder 2 zur Erläuterung der Funktionsweise der Vorrichtung aus 1 oder 2;
4 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Bestimmen einer Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Bestimmen einer Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
6 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Bestimmen einer Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
7 ein schematisches Flussdiagramm zum Erläutern eines Verfahrens zum Bestimmen einer Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In allen Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente und Vorrichtungen – sofern nichts anderes angegeben ist – mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Nummerierung von Verfahrensschritten dient der Übersichtlichkeit und soll insbesondere nicht, sofern nichts anderes angegeben ist, eine bestimmte zeitliche Reihenfolge implizieren. Insbesondere können auch mehrere Verfahrensschritte gleichzeitig durchgeführt werden.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 10 zum Bestimmen einer Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche 2 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei der Beschreibung der Vorrichtung 10 wird zum Teil auch auf die 3 verwiesen. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Umgebung der Vorrichtung 10 zur Erläuterung der Funktionsweise der Vorrichtung 10.
Die Vorrichtung 10 umfasst eine Beleuchtungseinrichtung 22, welche wiederum eine Superkontinuums-Laserquelle 12 und eine Mikrospiegeleinrichtung 14 aufweist, eine Detektoreinrichtung 16 und eine Recheneinrichtung 18.
Die Superkontinuums-Laserquelle 12 ist zum Erzeugen von ersten Lichtstrahlen 50 mit Wellenlängen im Infrarot-Spektralbereich ausgelegt oder eingerichtet. Der Infrarot-Spektralbereich umfasst insbesondere Wellenlängen von 780 Nanometern oder größer. Bevorzugt werden die ersten Lichtstrahlen 50 mit Wellenlängen im Nahinfrarot-Spektralbereich (Kurzzeichen NIR), besonders bevorzugt im Spektralbereich mit dem Kurzzeichen IR-A, erzeugt. Es soll verstanden werden, dass die Superkontinuums-Laserquelle 12 dazu eingerichtet sein kann, außer den ersten Lichtstrahlen gleichzeitig und/oder räumlich überlagernd auch weitere Lichtstrahlen 51 zu erzeugen, deren Wellenlängen ganz oder teilweise außerhalb des Infrarot-Spektralbereichs liegen können, insbesondere im sichtbaren Spektralbereich (Kurzzeichen VIS).
Als Nahinfrarot-Spektralbereich wird nach DIN 5031, Teil 7 vom Januar 1984 der Spektralbereich mit Wellenlängen zwischen 780 Nanometern und 3000 Nanometern bezeichnet. Nach derselben Quelle wird mit dem Kurzzeichen IR-A der Spektralbereich mit Wellenlängen zwischen 780 Nanometern und 1400 Nanometern bezeichnet.
Insbesondere werden – zumindest auch – erste Lichtstrahlen 50 mit einer oder mehreren Wellenlängen im Bereich zwischen 900 Nanometern und 1000 Nanometern erzeugt und für das Bestimmen der Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche verwendet. In diesem Wellenlängenbereich gibt es vorteilhaft eine große Differenz in den Spektralkurven von Wasser und Eis, sodass durch erste Lichtstrahlen 50 in diesem Wellenlängenbereich eine besonders präzise Unterscheidung zwischen Wasser und Eis als Fahrbahnbelag der Fahrbahnoberfläche 2 ermöglicht wird.
Die Mikrospiegeleinrichtung 14 ist zum Ablenken der erzeugten ersten Lichtstrahlen 50 zum Abrastern eines Raumwinkelbereichs 60 ausgelegt oder eingerichtet, wie in 3 schematisch gezeigt. Die Mikrospiegeleinrichtung 14 ist insbesondere zum zweidimensionalen Ablenken der ersten Lichtstrahlen 50 ausgelegt. Dazu kann die Mikrospiegeleinrichtung 14 einen 2D-Mikrospiegel aufweisen oder eine Hintereinanderanordnung von zwei 1D-Mikrospiegeln aufweisen. Es versteht sich, dass durch die Mikrospiegeleinrichtung 14 auch weitere, durch die Superkontinuums-Lichtquelle 12 erzeugte Lichtstrahlen abgelenkt werden können, beispielsweise zweite Lichtstrahlen 51 mit Wellenlängen im sichtbaren Spektralbereich zum Beleuchten der Fahrbahnoberfläche 2.
Die Detektoreinrichtung 16 ist dazu ausgelegt oder eingerichtet, an der Fahrbahnoberfläche 2 in dem Raumwinkelbereich 60 durch die auftreffenden ersten Lichtstrahlen 50 erzeugte Antwort-Lichtstrahlen 52 zumindest im Infrarot-Spektralbereich zu detektieren, insbesondere im Nahinfrarot-Spektralbereich, besonders bevorzugt in einem Spektralbereich, in welchem auch die Wellenlängen der ersten Lichtstrahlen 50 liegen. Die Detektoreinrichtung 16 kann beispielsweise ein Fabry-Pérot-Spektrometer, ein diffraktives Spektrometer oder dergleichen aufweisen.
Bevorzugt rastern die abgelenkten Lichtstrahlen 50 den Raumwinkelbereich 60 in einem Zickzack-Muster 65 ab. Das Zickzack-Muster 65 kann auf der Fahrbahnoberfläche 2, stark vereinfacht und vergrößert, wie in 3 aussehen, wobei das Aufweiten des Zickzack-Musters 65 von der zunehmenden Entfernung der Fahrbahnoberfläche von der Vorrichtung 10 herrührt.
Die Recheneinrichtung 18 ist dazu ausgelegt oder eingerichtet, basierend auf den detektierten Antwort-Lichtstrahlen 52, d.h. basierend auf einem von der Detektoreinrichtung 16 basierend auf den detektierten Lichtstrahlen 52 ausgegebenen Detektorsignal 92, eine Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche 2 zu bestimmen und ein Ausgabesignal 91 auszugeben, welches die bestimmte Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche 2 indiziert. Als Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche 2 wird insbesondere bestimmt, ob Wasser oder Eis 3 die Fahrbahnoberfläche 2 bedeckt. In 1 ist symbolisch eine Schneeflocke gezeigt, womit ein Belag von Eis 3 auf der Fahrbahnoberfläche 2 angedeutet sein soll. Die Recheneinrichtung 18 kann auch zum Steuern der Beleuchtungseinrichtung 22 ausgebildet sein, insbesondere auch zum Ausgeben von Signalen zum Aktuieren der Mikrospiegeleinrichtung 14.
Das Ausgabesignal 91 kann beispielsweise an ein Fahrzeug weitergeleitet werden, insbesondere ein Fahrzeug, in welchem die Vorrichtung 10 installiert ist. Basierend auf dem Ausgabesignal 91 kann beispielsweise durch eine Ausgabeeinrichtung des Fahrzeugs eine optische und/oder akustische Warnung ausgegeben werden, z.B. eine Warnung vor Aquaplaning (etwa wenn ein Wasserfilm auf der Fahrbahnoberfläche als Teil der Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche bestimmt wird) oder eine Warnung vor Glätte (etwa wenn Eis 3 auf der Fahrbahnoberfläche als Teil der Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche bestimmt wird).
Alternativ oder zusätzlich kann das Ausgabesignal 91 oder ein davon abgeleitetes Signal an ein Sicherheitssystem des Fahrzeugs weitergeleitet werden, woraufhin das Sicherheitssystem seine Funktionen automatisch basierend auf dem Ausgabesignal 91 anpasst, beispielsweise um eine verringerte Reibungskraft (bei Eis oder Aquaplaning) in Betracht zu ziehen. Erfindungsgemäß wird somit auch ein Fahrzeug mit der Vorrichtung 10 bereitgestellt, welches optional zusätzlich die beschriebene Ausgabevorrichtung und/oder das beschriebene Sicherheitssystem aufweisen kann.
2 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 110 zum Bestimmen einer Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche 2 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung 110 ist als eine Variante der Vorrichtung 10 bezeichenbar und gemäß allen in Bezug auf die Vorrichtung 10 beschriebenen Varianten anpassbar und umgekehrt.
Die Vorrichtung 110 unterscheidet sich von der Vorrichtung 10 darin, dass eine Beleuchtungseinrichtung 122 (anstelle der Beleuchtungseinrichtung 22 der Vorrichtung 10) zusätzlich eine optische Faser 111 und einen Kollimator 113 aufweist, wobei die optische Faser 111 die von der Superkontinuums-Lichtquelle 12 erzeugten ersten Lichtstrahlen 50 (und ggfs. weitere durch die Superkontinuums-Lichtquelle 12 erzeugte Lichtstrahlen 51) auf den Kollimator 113 leitet. Durch den Kollimator 113 werden die Lichtstrahlen 50 in freie Lichtstrahlen ausgekoppelt und kollimiert auf eine Spiegeloberfläche einer Mikrospiegeleinrichtung 114 der Vorrichtung 110 (anstelle der Mikrospiegeleinrichtung 14 der Vorrichtung 10) gelenkt. Die Mikrospiegeleinrichtung 114 ist in 2 beispielhaft als ein 2D-Mikrospiegel dargestellt, welcher auch als „scannender Mikrospiegel“ bezeichenbar ist. Wie im Voranstehenden in Bezug auf die Mikrospiegeleinrichtung 14 beschrieben, sind jedoch auch andere Ausgestaltungen der Mikrospiegeleinrichtung 114 möglich.
Die durch die Mikrospiegeleinrichtung 114 abgelenkten Lichtstrahlen 50 werden über einen Diffusor 115 der Beleuchtungseinrichtung 122 und optional weiter durch eine Sekundäroptik 117 der Beleuchtungseinrichtung 122 geleitet und aus der Vorrichtung 110 ausgekoppelt, um den Raumwinkelbereich 60 abzurastern. Mittels des Diffusors 115 können die ersten Lichtstrahlen 50 vorteilhaft aufgeweitet werden, um eine Strahlungsintensität der Lichtstrahlen 50 zu verringern.
Die Funktion der Vorrichtungen 10 und 110 wird im Folgenden anhand von 3 näher verdeutlicht.
Die Superkontinuums-Laserquelle 12 erzeugt üblicherweise neben den ersten Lichtstrahlen 50 mit Wellenlängen im Infrarot-Spektralbereich (wie im Voranstehenden beschrieben) zusätzlich auch zweite Lichtstrahlen 51 mit Licht im sichtbaren Spektralbereich, welche ebenfalls über die Mikrospiegeleinrichtung 14; 114 abgelenkt werden können, wie in Bezug auf 1 und 2 erläutert.
Beim Abrastern des Raumwinkelbereichs 60 durch die zweiten Lichtstrahlen 51 wird somit dieser Raumwinkelbereich 60 vorteilhaft beleuchtet. Dadurch kann die Vorrichtung 10; 110 als ein Scheinwerfer oder in einem Scheinwerfer eingesetzt werden, insbesondere für ein Fahrzeug.
Bevorzugt wird bei dem Bestimmen der Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche 2 nur einen vordefinierten Raumwinkelbereich 61 berücksichtigt. Dazu kann die Detektoreinrichtung 16 so ausgebildet sein, dass diese lediglich Antwort-Lichtstrahlen 52 aus dem vordefinierten Raumwinkelbereich 61 empfängt.
Alternativ kann die Recheneinrichtung 18 derart ausgebildet sein, dass das Bestimmen der Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche 2 nur basierend auf Antwort-Lichtstrahlen 52 erfolgt, welche in dem vordefinierten Raumwinkelbereich 61 erzeugt wurden. Die Recheneinrichtung 18 kann dazu Informationen von der, oder über die, Mikrospiegeleinrichtung 14; 114 verarbeiten, welche indizieren, in welche Raumwinkelbereiche die ersten und zweiten Lichtstrahlen 50, 51 aktuell (bzw. um die Lichtgeschwindigkeit bereinigt) ausgesendet werden (bzw. wurden). Mit anderen Worten erfolgt eine Ortsauflösung vorteilhaft über die Position oder Ausrichtung der Mikrospiegeleinrichtung 14; 114 und die zeitliche Korrelation der durch die Detektoreinrichtung 16 empfangenen Antwort-Lichtstrahlen 52. Wenn die Recheneinrichtung 18 zum Steuern der Mikrospiegeleinrichtung 14 verwendet wird, liegen die Informationen über die Position oder Ausrichtung der Mikrospiegeleinrichtung 14; 114 der Recheneinrichtung 18 bereits vor.
Bevorzugt sind die Detektoreinrichtung 16 und/oder die Recheneinrichtung 18 derart ausgelegt, dass lediglich Antwort-Lichtsignale 52 aus einem streifenförmigen vordefinierten Raumwinkelbereich 61 in einer Entfernung von zwischen zwanzig und fünfzig Metern, beispielsweise in einer Entfernung von dreißig oder vierzig Metern, für das Bestimmen der Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche 2 berücksichtigt werden. Der streifenförmige vordefinierte Raumwinkelbereich 61 kann beispielsweise eine Breite von einem Meter oder weniger aufweisen.
Bevorzugt ist der vordefinierte Raumwinkelbereich 61 ein Streifen, welcher senkrecht zu einer Hauptausbreitungsrichtung der Lichtstrahlen 50, 51 aus der Vorrichtung 10; 110 angeordnet ist. Ist die Vorrichtung 10; 110 in einem Fahrzeug installiert, so ist der vordefinierte Raumwinkelbereich 61 bevorzugt ein Streifen, welcher senkrecht zu einer Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeugs und parallel zu der Fahrbahnoberfläche 2 angeordnet ist.
Die Antwort-Lichtsignale 52 aus dem vordefinierten Raumwinkelbereich-Bereich 61 können gemittelt durch die Recheneinrichtung 18 ausgewertet werden. Alternativ kann eine weitere Ortsauflösung für Teil-Raumwinkelbereiche 162, 164 innerhalb des vordefinierten Raumwinkelbereichs 61 durchgeführt werden. Beispielsweise kann, wie in 3 vereinfacht dargestellt, eine Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche 2 in einem ersten Teil-Raumwinkelbereich 162 separat von einer Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche 2 in einem zweiten Teil-Raumwinkelbereich 164 bestimmt werden. Genauer gesagt kann eine erste Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche 2 basierend auf ersten Antwort-Lichtstrahlen 152 aus dem ersten Teil-Raumwinkelbereich 162 separat von einer zweiten Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche 2 basierend auf zweiten Antwort-Lichtstrahlen 154 aus dem zweiten Teil-Raumwinkelbereich 164 bestimmt werden.
In 3 ist symbolisch beispielhalber dargestellt, dass hierdurch in dem ersten Teil-Raumwinkelbereich 162 Eis 3 bestimmt wird, in dem zweiten Teil-Raumwinkelbereich 164 jedoch nicht. Das darauf basierende Ausgabesignal 91 kann darauf basierend beispielsweise indizieren, dass kein flächendeckender Eisbelag der Fahrbahnoberfläche 2 vorliegt.
4 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 210 zum Bestimmen einer Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche 2 gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung 210 ist eine Variante der Vorrichtung 110 und gemäß allen in Bezug auf die Vorrichtung 110 beschriebenen Varianten anpassbar und umgekehrt.
Die Vorrichtung 210 unterscheidet sich von der Vorrichtung 110 insbesondere darin, dass die Vorrichtung 210 anstelle der Beleuchtungseinrichtung 122 der Vorrichtung 110 eine Beleuchtungseinrichtung 222 aufweist. Die Beleuchtungseinrichtung 222 umfasst ein Separationselement 223, welches dazu eingerichtet ist, ein ursprünglich durch die Superkontinuums-Lichtquelle erzeugtes Licht 55 spektral in die ersten Lichtstrahlen 50 und die zweiten Lichtstrahlen 51 zu teilen.
Die ersten Lichtstrahlen 50 werden über eine optische Faser 211-1, einen Kollimator 213-1, ein Mikrospiegelelement 225-1, einen Diffusor 215-1 und eine optionale Sekundäroptik 217-1 der Beleuchtungseinrichtung 222 geleitet, wie in Bezug auf die optische Faser 111, den Kollimator 113, die Mikrospiegeleinrichtung 114, den Diffusor 115 und die optionale Sekundäroptik 117 der Beleuchtungseinrichtung 122 der Vorrichtung 110 beschrieben, wobei eine genaue Anpassung der genannten Elemente auf die ersten Lichtstrahlen 50, d.h. auf Lichtstrahlen mit Wellenlängen im Infrarot-Spektralbereich, insbesondere im Nahinfrarot-Spektralbereich, erfolgen kann.
Die zweiten Lichtstrahlen 51 werden über eine optische Faser 211-2, einen Kollimator 213-2, ein Mikrospiegelelement 225-2, einen Diffusor 215-2 und eine optionale Sekundäroptik 217-2 der Beleuchtungseinrichtung 222 geleitet, wie in Bezug auf die optische Faser 111, den Kollimator 113, die Mikrospiegeleinrichtung 114, den Diffusor 115 und die optionale Sekundäroptik 117 der Beleuchtungseinrichtung 122 der Vorrichtung 110 beschrieben, wobei eine genaue Anpassung der genannten Elemente auf die zweiten Lichtstrahlen 51, d.h. auf Lichtstrahlen mit Wellenlängen im sichtbaren Spektralbereich, erfolgen kann.
Bei der Vorrichtung 210 kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die zweiten Lichtstrahlen 51 zum Abrastern eines größeren Raumwinkelbereichs 60 abgelenkt werden, etwa für eine Scheinwerfer-Funktion, während die ersten Lichtstrahlen 50 lediglich zum Abrastern des vordefinierten Raumwinkelbereichs 61 als ein Teil des größeren Raumwinkelbereichs 60 abgelenkt werden. Hierdurch kann die verfügbare Strahlungsintensität der ersten Lichtstrahlen 50 effizient auf den vordefinierten Raumwinkelbereich 61 konzentriert werden, ohne dass auf ein großflächiges Beleuchten des Raumwinkelbereichs 60 mit sichtbarem Licht verzichtet werden muss. Der vordefinierte Raumwinkelbereich 61 kann einen beliebigen Bruchteil des beleuchteten Raumwinkelbereichs 60 ausmachen und auch mit diesem identisch sein.
5 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 310 zum Bestimmen einer Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche 2 gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung 310 ist als eine Variante einer der Vorrichtungen 10; 110; 210 bezeichenbar und gemäß allen in Bezug auf eine der Vorrichtungen 10; 110; 210 beschriebenen Varianten anpassbar und umgekehrt. Die Vorrichtung 310 kann in einem Fahrzeug 1 integriert sein.
Die Vorrichtung 310 umfasst einen ersten Scheinwerfer 320-1 und einen zweiten Scheinwerfer 320-2, in denen jeweils eine Beleuchtungseinrichtung 322-1, 322-2 und jeweils eine Detektoreinrichtung 316-1, 316-2 integriert sind. Die Recheneinrichtung 18 ist zum Auswerten von Detektorsignalen 392-1, 392-2 der Detektoreinrichtungen 316-1, 316-2 zum Erzeugen und Ausgeben des Ausgabesignals 91 eingerichtet. Die Recheneinrichtung 18 kann außerdem zum Steuern der Beleuchtungseinrichtungen 322-1, 322-2 ausgebildet sein.
Die Beleuchtungseinrichtungen 322-1, 322-2 können jeweils denselben vordefinierten Raumwinkelbereich abrastern. Alternativ können die Beleuchtungseinrichtungen 322-1, 322-2, wie in 5 dargestellt, jeweils einen eigenen vordefinierten Raumwinkelbereich 361-1, 361-2 abrastern, welche sich überlappen oder berühren können. Die beiden vordefinierten Raumwinkelbereiche 361-1, 361-2 können in unterschiedlichen Entfernungen zu der Vorrichtung 310 oder dem Fahrzeug 1 angeordnet sein. Somit kann insgesamt ein größerer Bereich abgerastert werden.
Bereiche, in welchen sich die beiden vordefinierten Raumwinkelbereiche 361-1, 361-2 überlappen, können durch die Recheneinrichtung 18 zur Plausibilisierung verwendet werden, in dem überprüft wird, ob basierend auf Antwort-Lichtstrahlen, welche aus dem Überlappungsbereich der vordefinierten Raumwinkelbereiche 361-1, 361-2 stimmen, die beiden Detektoreinrichtungen 316-1, 316-2 zueinander plausible Detektorsignale 392-1, 392-2 erzeugen.
Die Beleuchtungseinrichtungen 322-1, 322-2 können ausgebildet sein wie in Bezug auf eine oder mehrere der Beleuchtungseinrichtungen 22; 122; 222 der Vorrichtungen 10; 110; 210 im Voranstehenden beschrieben, wobei die beiden Beleuchtungseinrichtungen 322-1, 322-2 unterschiedlich ausgebildet sein können. Die Detektoreinrichtungen 316-1, 316-2 können ausgebildet sein wie in Bezug auf die Detektoreinrichtung 16 der Vorrichtungen 10; 110; 210 beschrieben, wobei die beiden Detektoreinrichtungen 316-1, 316-2 unterschiedlich ausgebildet sein können.
Wie in 5 dargestellt, kann die Vorrichtung 310 vorteilhaft in ein Fahrzeug 1 integriert sein. Es wird somit vorliegend auch ein Fahrzeug 1 mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 310 bereitgestellt. Die Scheinwerfer 320-1, 320-2 können somit als Scheinwerfer des Fahrzeugs 1 fungieren, insbesondere als Frontscheinwerfer.
6 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 410 zum Bestimmen einer Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche 2 gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung 410 ist eine Variante der Vorrichtung 310 und ist gemäß allen in Bezug auf die Vorrichtung 310 beschriebenen Varianten anpassbar und umgekehrt.
Die Vorrichtung 410 unterscheidet sich von der Vorrichtung 310 darin, dass diese Scheinwerfer 420-1, 420-2 statt der Scheinwerfer 320-1, 320-2 aufweist, in welchen jeweils eine Beleuchtungseinrichtung 322-1, 322-2 integriert ist, jedoch nicht zwangsläufig auch jeweils eine Detektoreinrichtung. Die Vorrichtung 410 weist eine zentrale Detektoreinrichtung 416 statt der Detektoreinrichtungen 316-1, 316-2 auf. Die zentrale Detektoreinrichtung 416 ist dazu ausgelegt oder eingerichtet, sowohl Antwort-Lichtstrahlen aus dem vordefinierten Raumwinkelbereich 361-1 zu detektieren, welcher durch die Beleuchtungseinrichtung 322-1 des ersten Scheinwerfers 420-1 abgerastert wird, als auch Antwort-Lichtstrahlen aus dem vordefinierten Raumwinkelbereich 361-2 zu detektieren, welcher durch die Beleuchtungseinrichtung 322-2 des zweiten Scheinwerfers 420-2 abgerastert wird.
Die zentrale Detektoreinrichtung 416 kann mit einem LIDAR-System des Fahrzeugs 1 verbindbar oder verbunden sein. Die zentrale Detektoreinrichtung 416 kann auch in einen der Scheinwerfer 420-1, 420-2 der Vorrichtung 410 integriert sein.
7 zeigt ein schematisches Flussdiagramm zum Erläutern eines Verfahrens zum Bestimmen einer Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche 2 gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren gemäß 7 ist mit allen beschriebenen Vorrichtungen 10; 110; 210; 310; 410 durchführbar und ist gemäß allen in Bezug auf die Vorrichtungen 10; 110; 210; 310; 410 beschriebenen Varianten anpassbar und umgekehrt.
In einem Schritt S01 werden erste Lichtstrahlen 50 mit Wellenlängen im Infrarot-Spektralbereich, insbesondere im Nahinfrarot-Spektralbereich, mittels einer Superkontinuums-Lichtquelle 12 erzeugt, beispielsweise wie in Bezug auf die Superkontinuums-Lichtquelle der Vorrichtungen 10; 110; 210 beschrieben. Optional werden in diesem Schritt weiterhin auch zweite Lichtstrahlen 51 mit Wellenlängen im sichtbaren Spektralbereich erzeugt, etwa wie im Voranstehenden beschrieben.
In einem Schritt S02 werden zumindest die erzeugten ersten Lichtstrahlen 50, ggfs. auch die erzeugten zweiten Lichtstrahlen 51, zum Abrastern zumindest eines vordefinierten Raumwinkelbereichs 60; 61; 361-1, 361-2 abgelenkt, etwa wie in Bezug auf die Mikrospiegeleinrichtungen 14; 114; 214 im Voranstehenden beschrieben.
Wie im Voranstehenden beschrieben, können die ersten und die zweiten Lichtstrahlen 50, 51 auch zum Abrastern verschiedener Raumwinkelbereiche 60; 61; 361-1, 361-2 abgelenkt werden. Insbesondere können die zweiten Lichtstrahlen 51 zum Abrastern eines größeren Raumwinkelbereichs 60 abgelenkt werden, welcher den vordefinierten Raumwinkelbereich 61; 361-1, 361-2 umfassen kann. Der durch die ersten Lichtstrahlen 50 abgerasterte vordefinierte Raumwinkelbereich 61, 361-1, 361-2 kann auch von dem durch die zweiten Lichtstrahlen 51 abgerasterten Raumwinkelbereich 60 getrennt sein.
In einem Schritt S03 werden an einem Objekt, insbesondere einer Fahrbahnoberfläche 2, in dem vordefinierten Raumwinkelbereich 61; 361-1, 361-2 durch die ersten Lichtstrahlen 50 erzeugte Antwort-Lichtstrahlen 52; 152, 154 im Infrarot-Spektralbereich detektiert, etwa wie in Bezug auf die Detektoreinrichtungen 16; 316-1, 316-2; 416 im Voranstehenden beschrieben.
In einem Schritt S04 wird die Beschaffenheit des Objekts, insbesondere der Fahrbahnoberfläche 2, basierend auf den detektierten Antwort-Lichtstrahlen 52; 152, 154 bestimmt, etwa wie in Bezug auf die Recheneinrichtung 18 im Voranstehenden beschrieben.
In einem Schritt S05 wird ein Ausgabesignal 91 ausgegeben, welches die bestimmte Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche 2 indiziert, etwa wie in Bezug auf die Recheneinrichtung 18 im Voranstehenden beschrieben.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Insbesondere lässt sich die Erfindung in mannigfaltiger Weise verändern oder modifizieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 1991014170 A1 [0004]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN 5031 [0035]

Claims

Vorrichtung (10; 110; 210; 310; 410) zum Bestimmen einer Beschaffenheit einer Fahrbahnoberfläche (2), mit: einer Beleuchtungseinrichtung (22; 122; 222; 322-1, 322-2), welche eine Superkontinuums-Laserquelle (12) und eine Mikrospiegeleinrichtung (14; 114; 214) umfasst, wobei die Superkontinuums-Laserquelle (12) zum Erzeugen von ersten Lichtstrahlen (50) mit Wellenlängen im Infrarot-Spektralbereich ausgelegt ist; wobei die Mikrospiegeleinrichtung (14; 114; 214) zum Ablenken der erzeugten ersten Lichtstrahlen (50) zum Abrastern zumindest eines vordefinierten Raumwinkelbereichs (61; 361-1, 361-2) ausgelegt ist; einer Detektoreinrichtung (16; 316-1, 316-2; 416), welche dazu ausgelegt ist, an einer Fahrbahnoberfläche (2) in dem vordefinierten Raumwinkelbereich (61; 361-1, 361-2) durch auftreffende erste Lichtstrahlen (50) erzeugte Antwort-Lichtstrahlen (52; 152, 154) im Infrarot-Spektralbereich zu detektieren; und einer Recheneinrichtung (18), welche dazu ausgelegt ist, basierend auf den detektierten Antwort-Lichtstrahlen (52; 152, 154) eine Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche (2) zu bestimmen und ein Ausgabesignal (91) auszugeben, welches die bestimmte Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche (2) indiziert.
Vorrichtung (10; 110; 210; 310) nach Anspruch 1, wobei die Beleuchtungseinrichtung (22; 122; 222; 322-1, 322-2) derart eingerichtet ist, dass ein größerer Raumwinkelbereich (60) als der vordefinierte Raumwinkelbereich (61; 361-1, 361-2) mit den ersten Lichtstrahlen (50) abgerastert wird; und wobei die Recheneinrichtung (18) derart eingerichtet ist, dass das Bestimmen der Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche (2) ausschließlich auf Antwort-Lichtstrahlen (52, 54) aus dem vordefinierten Raumwinkelbereich (61; 361-1, 361-2) innerhalb des abgerasterten größeren Raumwinkelbereichs (60) basiert.
Vorrichtung (10; 110; 210; 310; 410) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Recheneinrichtung (18) dazu eingerichtet ist, detektierte Antwort-Lichtstrahlen (151, 154) von mindestens zwei verschiedenen Teil-Raumwinkelbereichen (162, 164) des vordefinierten Raumwinkelbereichs (61) miteinander zu vergleichen und die Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche (2) auch basierend auf dem Ergebnis des Vergleichens zu bestimmen.
Vorrichtung (10; 110; 210; 310; 410) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Beleuchtungseinrichtung (22; 122; 222; 322-1, 322-2) derart ausgebildet ist, dass die Superkontinuums-Laserquelle (12) auch zum Erzeugen von zweiten Lichtstrahlen (51) mit Wellenlängen im sichtbaren Spektralbereich ausgelegt ist, und dass die Mikrospiegeleinrichtung (14; 114; 214) außerdem dazu ausgelegt ist, zumindest den vordefinierten Raumwinkelbereich (61; 361-1, 361-2) mit den zweiten Lichtstrahlen (51) zum Beleuchten des vordefinierten Raumwinkelbereichs (61) abzurastern.
Vorrichtung (310; 410) nach Anspruch 4, wobei die Beleuchtungseinrichtung (322-1, 322-2) in einem Scheinwerfer (320-1, 320-2; 420-1, 420-2) für ein Fahrzeug (1) integriert ist.
Vorrichtung (310; 410) nach Anspruch 5, wobei die Vorrichtung (310; 410) mindestens zwei Scheinwerfer (320-1, 320-2; 420-1, 420-2) für ein Fahrzeug (1) aufweist, von denen jeder eine integrierte Beleuchtungseinrichtung (322-1, 322-2) aufweist.
Vorrichtung (310) nach Anspruch 6, wobei jeder der mindestens zwei Scheinwerfer (320-1, 320-2) eine eigene Detektoreinrichtung (316-1, 316-2) zum Detektieren der Antwort-Lichtstrahlen (52; 152, 154) aufweist.
Vorrichtung (410) nach Anspruch 6, wobei mindestens zwei der mindestens zwei Scheinwerfer (420-1, 420-2) eine einzelne, gemeinsame Detektoreinrichtung (416) zum Detektieren der Antwort-Lichtstrahlen (52; 152, 154) aufweisen.
Vorrichtung (210) nach einem der Ansprüche 4 bis 8, wobei die Beleuchtungseinrichtung (222) ein Separationselement (223) aufweist, welches dazu eingerichtet ist, ein ursprünglich durch die Superkontinuums-Lichtquelle erzeugtes Licht (55) spektral in die ersten Lichtstrahlen (50) und die zweiten Lichtstrahlen (51) zu teilen; und wobei die Mikrospiegeleinrichtung (214) ein erstes Mikrospiegelelement (225-1) und ein zweites Mikrospiegelelement (225-2) aufweist; und wobei das erste Mikrospiegelelement (225-1) zum Ablenken ausschließlich der ersten Lichtstrahlen (50) eingerichtet ist und wobei das zweite Mikrospiegelelement (225-2) ausschließlich zum Ablenken der zweiten Lichtstrahlen (51) eingerichtet ist.
Fahrzeug (1) mit einer Vorrichtung (10; 110; 210; 310; 410) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
Verfahren zum Bestimmen einer Beschaffenheit einer Fahrbahnoberfläche (2), mit den Schritten: Erzeugen (S01) von ersten Lichtstrahlen (50) mit Wellenlängen im Infrarot-Spektralbereich mittels einer Superkontinuums-Lichtquelle (12); Ablenken (S02) der erzeugten ersten Lichtstrahlen (50) zum Abrastern zumindest eines vordefinierten Raumwinkelbereichs (61; 361-1, 361-2); Detektieren (S03) von an einer Fahrbahnoberfläche (2) in dem vordefinierten Raumwinkelbereich (61; 361-1, 361-2) durch die ersten Lichtstrahlen (50) erzeugten Antwort-Lichtstrahlen (52; 152, 154) im Infrarot-Spektralbereich; Bestimmen (S04) der Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche (2) basierend auf den detektierten Antwort-Lichtstrahlen (52; 152, 154); und Ausgeben (S05) eines Ausgabesignals (91), welches die bestimmte Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche (2) indiziert.