DE102017007761A1

DE102017007761A1 - Vorrichtung zur kamerabasierten Umgebungserfassung für ein Fahrzeug und Steuerungsverfahren hierfür

Info

Publication number: DE102017007761A1
Application number: DE102017007761.4A
Authority: DE
Inventors: Philipp Schindler; Juergen Seekircher; Thiemo Frank; Christopher Pangerl; Markus Glaser; Florian Frey
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2017-08-16
Filing date: 2017-08-16
Publication date: 2018-01-25

Abstract

Die erfindungsgemäße Vorrichtung betrifft eine kamerabasierte Umgebungserfassung für ein Fahrzeug (1), mit einer Beleuchtungseinrichtung (2) zur Beleuchtung einer Fahrzeugumgebung (4) und mit wenigstens einer Kamera (3) zur Erfassung der Fahrzeugumgebung (4). Dabei umfasst die Beleuchtungseinrichtung (2) wenigstens eine erste LED (5), die Licht im sichtbaren Spektralbereich emittiert, und wenigstens eine zweite LED (6), die Licht im infraroten und/oder ultravioletten Spektralbereich emittiert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kamerabasierten Umgebungserfassung für ein Fahrzeug mit einer Beleuchtungseinrichtung zur Beleuchtung einer Fahrzeugumgebung und wenigstens einer Kamera zur Erfassung der Fahrzeugumgebung, sowie ein Verfahren zur Steuerung einer solchen Vorrichtung.
Eine gattungsgemäße Vorrichtung zur kamerabasierten Umgebungserfassung für Fahrzeuge ist aus der Offenlegungsschrift DE 10 2014 008 100 A1 bekannt. Die dort offenbarte Vorrichtung umfasst eine jeweils in einen Außenspiegel des Fahrzeugs integrierte Beleuchtungseinheit und eine ebenfalls in den Außenspiegel integrierte Erfassungseinheit zur Erfassung der mit der Beleuchtungseinheit ausgeleuchteten Fahrzeugumgebung. Die Beleuchtungseinheit emittiert sichtbares Licht und ist mit einer Steuereinheit zur situationsabhängigen, jedoch fahrzeuggeschwindigkeitsunabhängigen Aktivierung und Deaktivierung der Beleuchtungseinheit gekoppelt. Gemäß einer Ausführungsform emittiert die Beleuchtungseinheit zusätzlich dauerhaft Licht im nahen Infrarotbereich und es ist eine zusätzliche Erfassungseinheit vorgesehen, welche zur Erfassung des Infrarotlichtes ausgebildet ist. Dadurch ist eine dauerhafte und für andere Verkehrsteilnehmer und den Fahrer des Fahrzeugs nicht wahrnehmbare und nicht als störend empfundene Beleuchtung möglich, auch wenn das sichtbare Licht der Beleuchtungseinheit situationsabhängig ausgeschaltet wird.
Die genannte Vorrichtung weist den Nachteil auf, dass ein und dieselbe Beleuchtungseinheit in der Lage sein muss, sichtbares Licht ein- und ausschaltbar sowie Licht im nahen Infrarotbereich dauerhaft zu emittieren. Dies führt zu vergleichsweise hohen Herstellungskosten. Ferner weist die Beleuchtungseinheit einen erhöhten Energieverbrauch auf.
Daher stellt sich für die vorliegende Erfindung die Aufgabe, eine Vorrichtung zur kamerabasierten Umgebungserfassung der dargestellten Art derart zu verbessern, dass die Herstellungskosten verringert werden und der Energieverbrauch vorteilhaft reduziert wird. Ferner soll ein Steuerverfahren für eine solche Vorrichtung angegeben werden.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch eine Vorrichtung und ein Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Aus den abhängigen Ansprüchen ergeben sich vorteilhafte Ausgestaltungen.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur kamerabasierten Umgebungserfassung für ein Fahrzeug umfasst eine Beleuchtungseinrichtung sowie eine Kamera. Die Beleuchtungseinrichtung dient insbesondere zur Beleuchtung der unmittelbaren Fahrzeugumgebung. Die wenigstens eine Kamera erfasst die mit der Beleuchtungseinrichtung ausgeleuchtete Fahrzeugumgebung. Erfindungsgemäß umfasst die Beleuchtungseinrichtung wenigstens eine erste LED, welche Licht im sichtbaren Spektralbereich emittiert, und wenigstens eine zweite LED, welche Licht im infraroten und/oder ultravioletten Spektralbereich emittiert. Die zweite LED emittiert somit im Gegensatz zur ersten LED, die insbesondere ausschließlich Licht im für den Menschen sichtbaren Spektralbereich emittiert, insbesondere nur Licht außerhalb des für den Menschen sichtbaren Spektralbereiches.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann auf vergleichsweise günstige LEDs zurückgegriffen werden, von welchen die erste nur Licht im sichtbaren Bereich emittieren können muss und die zweite nur Licht im infraroten und/oder ultravioletten Bereich emittieren können muss.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die erste LED entfernt von der zweiten LED positioniert. Insbesondere liegen die Emissionszentren oder Mittelpunkte der beiden LEDs um das 2-fache des jeweiligen LED-Durchmessers, bei unterschiedlich großen LEDs des vergleichsweise größeren LED-Durchmessers, voneinander entfernt. Dies trifft auf LEDs mit kreisrundem Umfang wie auch auf andere Formen zu, wobei bei letzteren die vergleichsweise größte Erstreckung der LED in einer Draufsicht als Basis zur Bestimmung des Abstands herangezogen werden kann. Durch die entfernte Positionierung der beiden LEDs kann jede LED für sich hinsichtlich eines optimalen Ausleuchtungsergebnisses ausgerichtet werden, gegebenenfalls in Kombination mit einer Ausrichtung von zwei Kameras, die in ihrem Erfassungsbereich hinsichtlich der Wellenlänge ebenfalls getrennt sein können, sodass eine erste Kamera nur das infrarote und/oder ultraviolette Licht und eine zweite Kamera nur das sichtbare Licht erfasst.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist eine Steuerungseinrichtung vorgesehen, die eingerichtet ist, die erste LED und die zweite LED zu aktivieren und deaktivieren. Die Aktivierung der LEDs kann dabei in Abhängigkeit einer Fahrzeugsituation erfolgen, beispielsweise in Abhängigkeit davon, ob sich eine im Fahrzeug vorgesehene Steuerungsvorrichtung zur autonomen oder teilautonomen Fahrzeugführung in einem Einparkmodus befindet, bei dem eine geeignete Parklücke für das Fahrzeug erfasst werden soll oder das Fahrzeug in eine bereits erfasste geeignete Parklücke eingeparkt werden soll, oder in Abhängigkeit davon. ob die Erfassung einer Fahrbahnmarkierung erfolgen soll, um das Fahrzeug auf einer bestimmten Fahrspur zu halten. Zusätzlich oder alternativ kann die Aktivierung und Deaktivierung der ersten und der zweiten LED auch in Abhängigkeit der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit erfolgen.
Bevorzugt emittiert die erste LED Licht mit einer Wellenlänge zwischen 780 nm und 200 nm, insbesondere zwischen 780 nm und 380 nm, und/oder die zweite LED emittiert Licht mit einer Wellenlänge zwischen 1 mm und 780 nm (Infrarot) und/oder mit einer Wellenlänge zwischen 380 nm und 1 nm, bevorzugt bis 200 nm oder 50 nm (Ultraviolett). Die Grenzwerte sind bei den vorstehenden Angaben zur zweiten LED insbesondere nicht eingeschlossen, insbesondere jedoch bei den Angaben zur ersten LED. Die erste LED emittiert insbesondere weißes Licht.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Vorrichtung zur kamerabasierten Umgebungserfassung in einen Fahrzeugaußenspiegel integriert. Selbstverständlich kann auch jeweils eine entsprechende Vorrichtung in jeden der üblichen zwei Fahrzeugaußenspiegel integriert sein. Es kommen jedoch auch andere Positionen der Integration am Fahrzeug in Betracht, beispielsweise an einer Außenseite und/oder im Bereich des vorderen oder hinteren Endes der Fahrzeugkarosserie. Auch eine Integration in den Fahrzeugboden kommt in Betracht.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Vorrichtung zur kamerabasierten Umgebungserfassung für das Fahrzeug derart in das Fahrzeug integriert und weist eine solche Anzahl von Beleuchtungseinrichtungen mit wenigstens zwei LEDs und Kameras auf, dass 360° der Fahrzeugumgebung ausgeleuchtet und erfasst werden.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Steuerung einer Vorrichtung zur kamerabasierten Umgebungserfassung sieht vor, dass die wenigstens eine erste LED unterhalb einer vorgegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit aktiviert und bei oder oberhalb dieser Fahrzeuggeschwindigkeit deaktiviert wird. Bevorzugt wird die zweite LED immer dann aktiviert, wenn die erste LED deaktiviert wird, und entsprechend wird die zweite LED immer dann deaktiviert, wenn die erste LED aktiviert wird.
Bevorzugt werden die wenigstens eine erste LED und die wenigstens eine zweite LED zudem in Abhängigkeit einer Fahrsituation aktiviert und deaktiviert, wobei beispielsweise die oben genannten Fahrsituationen erfasst bzw. als Basis für die Aktivierung und Deaktivierung verwendet werden.
Wenn die erste LED bei oder oberhalb einer vorgegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit deaktiviert wird, wobei diese beispielsweise im Bereich von 15 bis 30 km/h liegt, insbesondere bei 18 km/h, so wird ein Blenden anderer Verkehrsteilnehmer verhindert. Zugleich kann durch die Aktivierung der ersten LED bei den vergleichsweise geringeren Fahrzeuggeschwindigkeiten eine besonders gute Ausleuchtung für Fahrerassistenzsysteme, beispielsweise Parkassistenzsysteme, erreicht werden. Gleichzeitig ermöglicht das Einschalten der zweiten LED, dass dem Fahrzeugführer auch bei höheren Geschwindigkeiten eine Beleuchtung der Fahrzeugumgebung angeboten werden kann, sodass ihm die Fahrzeugumgebung über eine geeignete Darstellung auf einer Anzeige im Innenraum angezeigt werden kann und/oder die erfasste Fahrzeugumgebung für Fahrerassistenzsysteme auch bei höheren Geschwindigkeiten zur Verfügung gestellt werden kann.
Insbesondere dient die Erfassung der Fahrzeugumgebung bei größeren Geschwindigkeiten zur Erfassung einer Fahrbahnmarkierung und die Erfassung der Fahrzeugumgebung bei den vergleichsweise geringeren Geschwindigkeiten dient zur Erfassung eines Parkplatzes, einer Freifläche und/oder von Markierungen.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und den Figuren exemplarisch beschrieben werden.
Dabei zeigen:
1 ein Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur kamerabasierten Umgebungserfassung; und
2 eine vergrößerte schematische Ansicht eines Fahrzeugaußenspiegels mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Die 1 zeigt ein Fahrzeug 1 mit einer erfindungsgemäß ausgeführten Vorrichtung zur kamerabasierten Umgebungserfassung. Jeweils wenigstens eine erfindungsgemäße Vorrichtung kann beispielsweise in einen oder in beide der Fahrzeugaußenspiegel 8 integriert sein und erfasst entsprechend die Fahrzeugumgebung 4 jeweils unterhalb des entsprechenden Fahrzeugaußenspiegels 8. In dieser Fahrzeugumgebung 4 befinden sich beispielsweise, wie dargestellt, Fahrbahnmarkierungen, die für ein Fahrerassistenzsystem des Fahrzeugs 1 erfasst werden sollen, beispielsweise im Rahmen einer teilautonomen oder autonomen Fahrzeugführung.
Im Fahrzeug 1 ist als Bestandteil der Vorrichtung zur kamerabasierten Umgebungserfassung eine Steuerungseinrichtung 7 vorgesehen. Selbstverständlich ist es auch möglich, eine ohnehin im Fahrzeug 1 vorgesehene Steuerungseinrichtung zum Steuern der Vorrichtung zur kamerabasierten Umgebungserfassung heranzuziehen.
In der 2 sind einzelne Bauteile der in einen Fahrzeugaußenspiegel 8 des Fahrzeugs integrierten Vorrichtung zur kamerabasierten Umgebungserfassung näher dargestellt. Im Einzelnen sind eine Beleuchtungseinrichtung 2 zur Ausleuchtung der Fahrzeugumgebung, sowie eine Kamera 3 zur Erfassung der ausgeleuchteten Fahrzeugumgebung vorgesehen. Die Beleuchtungseinrichtung 2 umfasst eine erste LED 5, die Licht im sichtbaren Spektralbereich emittiert, sowie wenigstens eine zweite LED 6, die Licht im infraroten und/oder ultravioletten Spektralbereich emittiert. Anstelle einer einzigen LED kann, wie dargestellt, jeweils ein ganzes LED-Feld vorgesehen sein, wobei im ersten LED-Feld nur LEDs 5 vorgesehen sind, die Licht im sichtbaren Spektralbereich emittieren, und im zweiten LED-Feld nur LEDs 6, die Licht im infraroten und/oder ultravioletten Spektralbereich emittieren. Gemäß einer alternativen Ausführungsform hingegen ist jeweils nur eine einzige erste LED 5 und eine einzige zweite LED 6 in der Vorrichtung zur kamerabasierten Umgebungserfassung vorgesehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102014008100 A1 [0002]

Claims

Vorrichtung zur kamerabasierten Umgebungserfassung für ein Fahrzeug (1), mit einer Beleuchtungseinrichtung (2) zur Beleuchtung einer Fahrzeugumgebung (4) und mit wenigstens einer Kamera (3) zur Erfassung der Fahrzeugumgebung (4), dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung (2) wenigstens eine erste LED (5) aufweist, die Licht im sichtbaren Spektralbereich emittiert, sowie wenigstens eine zweite LED (6), die Licht im infraroten und/oder ultravioletten Spektralbereich emittiert.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste LED (5) entfernt von der zweiten LED (6) positioniert ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerungseinrichtung (7) vorgesehen ist, die eingerichtet ist um die erste LED (5) und zweite LED (6) in Abhängigkeit einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs und/oder in Abhängigkeit der Fahrsituation zu aktivieren und deaktivieren.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite LED (6) Licht mit einer Wellenlänge zwischen 1 mm und 780 nm und/oder 380 nm und 1 nm emittiert.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste LED (5) Licht mit einer Wellenlänge zwischen 780 nm und 200 nm oder zwischen 780 nm und 380 nm emittiert.
Fahrzeugaußenspiegel (8) mit einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5.
Fahrzeug (1) mit wenigstens einem oder zwei Fahrzeugaußenspiegel (8) gemäß Anspruch 6.
Verfahren zur Steuerung einer Vorrichtung zur kamerabasierten Umgebungserfassung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine erste LED (5) unterhalb einer vorgegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit aktiviert und bei oder oberhalb dieser Fahrzeuggeschwindigkeit deaktiviert wird.
Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite LED (6) immer dann aktiviert wird, wenn die erste LED (5) deaktiviert wird.
Verfahren gemäß Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste LED (5) und die zweite LED (6) in Abhängigkeit einer Fahrsituation aktiviert und deaktiviert werden.